1、开 发指南精细化工原料及中间体 2011 年第 8 期引 言随着人们环保意识的日益增强 ， 在使用涂料的同时 ，对涂料是否影响生活环境更为关注 。水性涂料以水作溶剂或分散介质 ，除具一般涂料的特点外 ，还具有无毒 、无味 、不易燃烧等特点 ，符合环保要求而越来越受到用户欢迎 。目前 ，欧美等国家已经全面禁止生产 、销售溶剂型涂料 ，而改用水性涂料 。 我国政府虽未就这一问题出台明确规定 ， 但涂料的研制与生产必将走向水性化 、多功能化和高性能化 ，而水性涂料也必将成为今后发展的主流 。1 水性涂料水性 （waterborne）涂料被定义为 “配方中的挥发性物质绝大部分是水的涂料 ”。 在水性涂
2、料中 ，水的独特物理特性和其普遍存在性决定了水性涂料的使用方法以及科技开发 。 随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格 ，水性涂料将成为 21 世纪世界涂料市场的主角 ， 目前在我国也拥有巨大的市场 。目前水性家具木器涂料的技术已进入成熟阶段 。 水性涂料是家具生产企业扩大产品线以及拓展市场的最佳选择 。 水性涂料既能展示家具和室内装饰木质材料的自然之美 ， 又减少了对用户和自然环境的影响 。 水是一种经济型的 、广泛的 、可循环使用和非污染型的资源 。水性涂料用水代替了有机溶剂 ， 具有绿色环保的特性 。 水性家具涂料的优势在于 ： 经济实惠 、毒性低 、耐黄变 、涂膜好和非易燃 。
3、 在具备以上优良特性的同时 ， 它最低限度地减少了有害物质 从而保证无论是在涂装过程中还是在日常使用中 ， 人和环境都能得到更好保护 。2 水性涂料和溶剂型涂料的区别如表 1 所示为溶剂型涂料与水性涂料的主要差别 。水 性 涂 料 市 场 分 析广西 胡志鹏摘 要 ： 随着环保法规的日趋严格和人们环保意识的不断提高 ，水性涂料将成为 21 世纪涂料市场的主角 ，本文将就水性涂料市场进行分析 ，希望能给投资者一定的建议 。关键词 ： 水性涂料 ； 市场 ； 环保表 1 溶剂型涂料和水性涂料的主要区别溶剂主要树脂增塑剂应用环境防火储存和运输溶剂型涂料有机溶剂 ：甲苯 ，二甲苯 ，矿质油漆溶剂 ，B
4、AC 等硝化纤维素 、醇酸树脂 、异氰酸酯含 DOP、DNIP 酞酸脂类化合物需要考虑制定迎合冬季和夏季温度的变化严格要求 ，因涂料易燃运输工具应符合危险品运输的要求水性涂料水和少量的成膜溶剂 （5%）水性丙烯酸树脂 、水性聚氨酯分散体一般不需要使用任何增塑剂需要无粉尘的干燥环境 、不锈钢管输送涂料 、18以上环境温度非易燃性储存和运输需要维持温度 0以上水性涂料采用高分子量的合成树脂 ，例如 PUD树脂或丙烯酸树脂 ，具备更好的弹性 ，不需像溶剂型涂料那样要添加增塑剂 。 水性涂料也提高了耐黄变性能 ，特别在白色涂装中展示了它的优越性 。在抗刮性更强 、耐热水性更好的场合 ，使用水性涂料通常
5、都会要求另外添加交联剂 。 而 PUD 树脂和丙烯酸树脂一般都比较柔和 。 因此可以使涂装后的产品变得抗刮性更强 ，耐热性更好 。3 水性涂料的性能和外观16- -2011 年第 8 期 精细化工原料及中间体 开发指南在行业中普遍认为 ， 用水性涂料涂装的家具外观会比用传统溶剂型涂料的差 。 有些家具生产企业描述用水性涂料做出的成品会有 “混浊 ”的现象 ，缺乏 “透底度 ”。 部分喷涂了一道底漆或面漆的木材上会有 “绿相 ”的现象 ，而不是像溶剂型涂料那种 “琥珀 ”现象 。 这种现象与水性涂料的成膜有关 。从图 1 我们知道主导水性涂料成膜的是亚微米颗粒 。 图 2 展示了水性涂料成膜的三
6、个阶段 。 第一阶段干燥 ， 水的蒸发使粒子聚在一起 。 在第二阶段 ，在那些比水释放得慢的剩余成膜溶剂的作用下 ，粒子开始变形 。在第三阶段 ，这些粒子会软化并开始“溶解 ”形成透明的漆膜 。 第三阶段的水性漆漆膜形成过程被称为 “粘合 ”，第三阶段的粘合过程直接影响到涂层的性能和外观 。4 我国水性工业涂料市场特点4.1 涂料产量和用量增长速度快自改革开放以来 ， 随着中国国民经济的快速增长 ，人们生活水平的不断提高 ，涂料产量和用量正以较快的速度增长 ， 目前我国已成为世界第二大涂料消费国 ，年产量已达到 600 万吨 。4.2 涂料消费结构不尽合理相比于发达国家 ， 我国涂料的消费结构
7、还不尽合理 ，高污染的涂料品种仍占据较大的比例 ，对环境和施工人员带来严重的危害 。 水性涂料除在建筑涂料领域得到普遍应用外 ， 在其他领域特别是工业涂装领域 ，仍是溶剂型涂料一统天下 ，水性涂料还只占很小的比例 。4.3 发展机遇良好（1）国内外环保法规及政策对涂料水性化的推动1）国外环保法规的推动欧美国家特别是欧盟对环保非常重视 ， 相继制定了一些环保法规来限制挥发性有机化合物（VOC） 向大气中释放 。 近年来欧盟实施的 ROHS指令以及西方国家为了贸易保护而设置的环保方面的贸易壁垒等 ， 都将推动我国环保涂料尤其是水性涂料的发展进程 。 我国目前出口西方发达国家的工业产品 ， 有许多已
8、开始改用环保的水性涂料涂装施工 。2）国内相关政策的推动国内近来发生的重大河流湖泊污染和出口产品的污染毒害事件已经促使我国高层领导下大决心 ，更加大力度重视保护生态环境 。 节能减排工作力度的加大 、国家环保总局升格为环保部 、国内相关产品环保安全方面强制性标准的制定等一系列措施 ，说明我国政府对环境保护的重视 ， 同时国内也形成了重视环保 、关注生命的氛围 。 另一方面 ，政府对民生的关乎 ，对劳动人员各类保障的重视和日趋完善 ，也将唤发劳动者对工作环境及劳动保护的重视 ， 有毒无害的溶剂型涂料的涂装施工今后将面临人员短缺及施工成本增加的问题 。今后污染环境 、危害施工人员身体健康的溶剂型涂
9、料的应用将受到越来越多的限制和制约1，这将给水性涂料提供良好的发展空间 。（2） 石油价格的不断上涨 ， 提高了溶剂型涂料的价格 ，推动了涂料水性化的进程随着全世界人们生活水平的普遍提高 ， 对资源和能源消费需求的不断增大 ，导致全世界资源紧张 ，价格飞速上涨 ，石油作为最基本的资源和能源 ，更是首当其冲 ，引发其下游材料价格快速上涨 。 近年来 ，我国基本有机化工原料价格的飞速上涨 ， 已经使我国原本高利润的涂料行业沦落为微利行业 ， 更使一些规模较小的涂料厂不堪原料成本的上涨而倒闭 。溶剂型涂料价格的大幅上涨 ， 使得水性涂料在价格方面的优势日趋显现 ， 这也是近年来我国水性涂料得以在一些
10、工业涂装领域得以较快发展的一个主要图 1 一个典型的丙烯酸乳液在电子显微镜下的亚微米颗粒图 2 水性涂料成膜过程G1G1G1G1G1G1G1G1G117- -开 发指南精细化工原料及中间体 2011 年第 8 期原因 。（3）水性树脂生产技术的进步和发展 ，使水性涂料逐步替代溶剂型涂料变得现实可能近年来 ， 国外先进的水性树脂产品和涂料技术进入我国涂料市场 ， 再加上国内对水性涂料新产品开发的重视 ， 带动了我国水性涂料特别是水性工业涂料的发展和应用 。现在 ，一大批先进的水性树脂新产品和高性能水性涂料品种的问世 ， 使得水性涂料在涂膜性能上已能满足越来越多的工业产品的涂装要求 。这些新品种水
11、性树脂主要有 ：耐水型的无皂丙烯酸乳液 ，水性聚氯酯及丙烯酸聚氨酯树脂 ，水性环氧树脂 ，水性醇酸 、聚酯 ，水溶性丙烯酸 ，羟基丙烯酸乳液树脂等 。5 我国水性工业涂料的技术和现状及发展趋势（1）建筑内外墙乳胶涂料近十年来 ， 我国建筑内外墙乳胶涂料作为水性涂料的一大品种已得到了长足发展 ， 其产量已占涂料总量的 40。（2）木器家具涂料目前 ， 我国木器家具涂料市场中水性漆经过多年的宣传推广 ，已初露端倪 ，但所占比例仍很低 ，不到整个木器涂料的 5。现有的工业水性木器涂料市场应用领域主要为 ：出口木制品玩具 、画框 、工艺品 ，部分出口家具 、成型门 、竹器 、藤器等 。品种类型主要为丙
12、烯酸乳液型为主 ，其次为丙烯酸聚氨酯 ，另有少量的水性纯聚氯酯 、水性醇酸和环氧等 。今后水性木器涂料品种发展趋势可能为 ： 单组分自交联丙烯酸乳液型和双组分丙烯酸聚氨酯两类为主 ，前者作底漆和部分面漆使用 ，后者主要作面涂层 。由于双组分体系在硬度 、耐水性等方面可和现有溶剂型聚氨酯漆相匹敌 ， 因此也将是今后高档木器家具制品首选环保涂料产品 。（3）汽车涂料在我国 ，轿车包括一些微型车 ，汽车车身底漆基本上采用阴极电泳涂料 ，已完全实现水性化 ，轿车金属零部件 ，由于不外露 ，也基本上采用电泳涂装 ，底面层合一 。 而一些卡车 、 客车涂装质量要求相对较低 ，只有少量车身底漆采用电泳涂料
13、，相当一部分车身 、底盘 、车架以及零部件采用水性环氧聚酯或水性丙烯酸氨基浸涂漆 ， 甚至还有较大部分仍采用溶剂型防锈底漆 。 目前 ，在欧美国家 ，所有底漆 、80以上的汽车中涂漆 、50以上的闪光底色漆已实现水性化 ，而水性罩光面漆工业化应用很少 。 而在我国 ，除底漆外 ，中涂漆和面漆基本上全是溶剂型涂料 。（4）塑性涂料目前 ，在家用电器 、办公设备和交通车辆中 ，塑料部件使用越来越多 ，其涂料的用量也是日益增长 。塑料品种繁多 ， 目前应用广泛的通用塑料有聚乙烯（PE）、 聚丙烯 （PP）、 聚苯乙烯 （PS）、 聚氯乙烯（PVC）；工程塑料有 ABS、聚碳酸酯 （PC）、尼龙 、聚
14、酯 （PET、PBT）等 。目前应用于塑料制品表面的涂料主要为溶剂型 ，其品种主要有单组分热塑性丙烯酸 、双组分溶剂型丙烯酸聚氯酯 、 氯化聚烯烃 、 硝基纤维素类等涂料 。 由于 PE、PP 塑料为非极性高分子 ，其表面张力较小 ，一般涂料对其表面的附着力差 ，因此塑料涂料的技术水平主要体现在 PE、PP 塑料涂料品种上 。目前 ， 市场上可应用于塑料制品上水性涂料品种和水性木器涂料类似 ，主要有丙烯酸乳液型 、水性聚氨酯 、水性双组分聚氨酯型 ，此外还包括水性光固化类型 。（5）皮革纺织纸张涂料目前应用于皮革制品上的皮革涂饰剂已有一半以上为水性体系 ，主要采用水性聚氨酯树脂制备 ，也有采用
15、丙烯酸乳液制备的 ，前者光亮 、丰满 ，手感好 ，耐磨 ，不易皱裂 ，克服了后者热黏冷脆的缺点 ，主要用于生产高档皮革制品 。此外在人造合成革方面 ， 国内一些单位正在尝试采用水性 PU 浆料制革的工艺技术 ， 取得了一些进展 ，但效果尚不十分满意 ，尚须做很多工作 。 纺织行业也是水性涂料和树脂用量较大的一个领域 ，目前织物涂层整理剂 、纺织浆料 、印花涂料基本上都已采用水性体系 ，品种主要包括乳液型 包括丙烯酸 、醋丙 （EVA）、叔丙 （PVA）等 和水性 PU 型和皮革涂饰剂一样 ，采用水性 PU 制备的织物涂层具有柔软 、手感好的特点 。今后随着皮革纺织制品对手感 、 表面滑爽性要求
16、的提高 ，采用硅 、氟进行改性的水性 PU 树脂以提高涂层表面效果 ， 将是高档皮革纺织及纸张用水性涂料的发展方向之一 。6 水性涂料发展需注重解决的问题首先 ，水性涂料由于以水作为分散介质 ，而水的表面张力比较高 ，蒸发潜热大 ，因此水性涂料的施工应用和溶剂型涂料有着诸多不同 。（下转第 12 页 ）18- -2011 年第 8 期精细化工原料及中间体专家论坛已经采用及拟采用甲醇羰化法合成醋酸装置的产能预计将达到 660 万吨 /年 ，由于下游主要产品缺少先进的自产技术支撑 ，导致消费市场的增速较缓 ，明显落后产能的增长 ，造成产能过剩形势严峻 ，总体开工率不足 60%。 近年来煤或天然气制
17、甲醇技术日益成熟 ，因而 ，拟建的醋酸装置宜与上游量产甲醇企业合作或配套 ，且应靠近原料产地 ，以获取低成本的 C1化工原料 ；同时 ，整个醋酸行业应加大下游主要产品如醋酸乙烯单体及其共聚物 、精对苯二甲酸 、醋酸酯类等产品的技术开发或引进 ， 尽快建成工艺技术先进的配套深加工装置 ， 以解决下游产品装置技术落后和空白的状况 ，从而形成上下游一体化的产业链 。目前国内在此方面江苏索普集团做得较好 ， 值得借鉴 。上下游一体化将有效回避投资风险 ，也将成为醋酸行业发展的新格局 。结论目前世界醋酸产需基本平衡 ，增长放缓 。国内醋酸产能的增长快于需求的增长 ， 产能过剩 ， 竞争加剧 ；由于受经济
18、衰退的影响 ，近年来 ，醋酸装置平均开工率不足 ，2009 年仅维持在 67%左右 ,其中 ，甲醇羰基合成法 、 乙烯法和乙醇法 3 种工艺路线开工率分别为 71.2%、45.8%、20.3%。 因此 ，我国醋酸产业应加强行业自律 ，规范发展 ，应在建设大规模的甲醇羰基合成醋酸及上下游配套的产品链上作文章 ， 避免建设单一的醋酸装置 ，盲目发展 ，恶性竞争 ，旧的乙烯法及乙醇法工艺路线醋酸装置应逐步淘汰关闭 。欢迎函购 全国乙醛 、醋酸及其衍生物产品技术手册 全国乙醛 、醋酸及其衍生物产品技术手册 。 为 16 开彩色封面本 ，近 600 页 ，工本费为 100 元 本 （包括邮寄费 ）。 产
19、品目录共分十五个大类 ，并附有汉字笔划索引 、单位索引 、英文索引等 。 在每个大类前具体介绍国内外技术的最新进展 。欲购者 ，请与本编辑部联系 。 联系电话 ：051381189775 传 真 ：051381189776!“!“!“!“（上接第 18 页 ） 其对被涂物表面的洁净性 ， 施工环境温湿度的要求比较高 ， 这也是水性涂料推广受制约因素之一 ， 这需要通过配方技术和施工两方面来共同解决 ，此外 ，水性涂料的起泡和消泡问题也是必须注重的问题2。其次 ， 水性涂料还必须解决涂料亲水性和涂膜耐水性之间的问题 。对于水性涂料 ，为了能稳定水溶或分散于水中 ，其主要成膜物树脂中 ，必然含有大
20、量的亲水基团或亲水物质 ，若不加以转化或消除 ，必然要影响涂层的耐水性 。第三 ，现在大多数的水性涂料所用的水性树脂 ，大多是以水乳或水分散的形式存在 ，并非真溶液 ，因此其成膜后涂膜的光泽和丰满度还远不如溶剂型涂料 ， 这也就使得大多数水性涂料无法应用于要求高光泽涂层的领域 。第四 ，开发和使用水性涂料以替代溶剂型涂料 ，主要因素之一是为了环保和健康 ， 但现在的一些水性涂料中 ，需加入一些水溶性的助溶剂和助剂 ，其中有些溶剂或助剂 ，和溶剂型涂料所用的溶剂相比 ，尽管其用量小 ，但毒性更大 ，对身体危害更大 。因此 ，环保 、健康和安全 ，仍是今后水性涂料开发生产及发展过程中应时刻注意的问
21、题 。参考文献1 许戈文 水性聚氨酯材料 M 北京化学工业出版社 ，2006.2 孙志元 . 中国水性涂料的现状及发展涂料综述 J. 涂料综述 , 2010, 115: 912.（上接第 27 页 ）这项技术要在实际生产中应用 ， 还需要生产企业的配合 ，目前这项技术还一直未得到实际应用 。二甲醚应用技术和下游产品开发与企业需求脱节 ，是造成开发应用新领域停留在 “理论阶段 ”、“实验室阶段 ”的主要原因 。 一方面 ，二甲醚企业缺少先进的应用技术和适合的下游产品 ， 想投资搞开发但不知道往何处投 ；另一方面 ，一些科研机构 、高校的科研面临资金困扰 。 汕头大学研究二甲醚合成碳酸二甲酯申请广东省的科研资金就没有批准 。 因此一些二甲醚生产企业还建议 ， 国家应当在应用新领域的开发上给予资金 、政策的支持 。有业内人士提出 ， 要解决二甲醚的问题并不复杂 ，与甲醇汽油的问题一样 。二甲醚是甲醇制汽油的中间产物 ， 那么只要搞好煤制甲醇 、 甲醇制汽油（MTG）工艺 ，或者将二甲醚直接制汽油 ，副产一部分 LPG，问题也就解决了 。!12- -
