1、黑龙江南方学院毕 业 论 文题目：水性涂料的研究与发展学生姓名学 号 13206101专 业 高分子材料与工程班 级 2013 级指导教师学 部 食品与环境工程答辩日期 2017 年 5 月 29 日黑 龙 江 南 方 学 院 本 科 生 毕 业 论 文 （ 综 述 ） 任 务 书姓名 学号 13206101 专业班级 2013 级食品与环境工程毕业论文（设计）题目：水性涂料的研究与发展毕业论文（设计）的立题依据：涂料中释放出来的有机挥发物（v olatile organic compound,即 VOC),尤其芳烃类、甲醛等对人体健康有严重影响。据统计涂料加工和生产释放出来的 VOC 量占其
2、排放总量的 20%25%,仅 次 于 汽 车 尾 气 的 排 放而位居 VOC 污染量第二位。 随 着 环 保 意 识 的 增 强 ，控 制 VOC 的 排 放 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 ， 许 多 国家都制定了相应的控制标准。 由 于 VOC 的严 格 控 制 ， 使 涂 料 的 研 制 和 发 展 方 向 愈 加 明 确 ， 即 寻 求 VOC 不 断 降 低 ， 直 至 为 零 的 绿色 涂 料 。 绿 色 涂 料 是 指 对 生 态 环 境 不 造 成 危 害 ， 对 人 类 健 康 不 产 生 负 面 影 响 的 涂 料 ，也 称 为 “环 境 友 好 涂 料 ”。 绿
3、 色 涂 料 的 发 展 方 向 有 涂 料 水 性 化 、 高 固 体 分 化 和粉 末 化 。 与 其 他 两 种 涂 料 相 比 ， 水 性 涂 料 最 突 出 的 优 点 是 分 散 介 质 水 无 毒 无 害 、不 污 染 环 境 , 同 时 它 还 具 备 价 廉 、 不 易 粉 化 、 干 燥 快、施工方便等优点 ， 所 以 现在 成 为 “绿色涂料的主展方 向 。立题依据简化，以介绍优势特点，应用，存在问题，需要注意的地方等 扣题进度安排2016 年 11 月 30 日2016 年 12 月 04 日 选题2016 年 12 月 07 日2016 年 12 月 11 日 接受指
4、导老师的指导2016 年 12 月 14 日2016 年 12 月 18 日 拟定论文大纲2016 年 12 月 21 日2016 年 12 月 25 日 搜集、查阅整理相关资料2017 年 03 月 07 日2017 年 03 月 11 日 初稿形成2017 年 03 月 14 日2017 年 03 月 18 日 初稿审定2017 年 03 月 21 日2017 年 03 月 25 日 第一次修改2017 年 03 月 28 日2017 年 04 月 01 日 第一次审定2017 年 04 月 04 日2017 年 04 月 08 日 第二次修改2017 年 04 月 11 日2017 年
5、04 月 19 日 定稿2017 年 04 月 21 日2017 年 04 月 29 日 论文评阅小组评审论文2017 年 05 月 07 日 毕业论文（设计）答辩学生签字：指导教师签字：2017 年 5 月 7 日黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）水性涂料的研究与发展摘 要水性涂料具有经济、节能、环保和安全的特点，符合时代发展的要求。它的开发和推广将是 21 世纪涂料的主要方向。本文分别从概念、分类、进展、应用、发展趋势几方面对水性涂料进行了说明和总结,同时指出了水性涂料存在的问题，并对我国的水性涂料前景进行了展望。 关键词：水性涂料； 溶剂涂料； 环保树脂 黑龙江东方学院本科毕业论文（综述
6、）IWaterborne coating AbstractWater paint with economic, energy saving, environmental protection and safety features, meet the requirement of social development. The development and promotion of it will be the main direction of the twenty-first Century coating. This paper from the concept, classifica
7、tion, development, application and development trend of several aspects are described and summarized for waterborne coatings, and pointed out the existence of water paint, water-based paint and prospects for China are discussed.Key words： waterborne coating; Solvent paint; Environmental protection;
8、Resin黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）目录摘 要 IABSTRACT II第 1 章 绪 论 11.1 水性涂料的简介 11.2 水性涂料的发展历史 11.3 水性涂料的说明书 21.3.1 水性涂料素材的处理 .31.3.2 底层涂料的喷涂 31.3.3 表层涂料的喷涂 m .31.4 水性涂料的分类 31.4.1 水溶性型(Water Soluble Coating） .31.4.2 水乳胶型(Water Emulsion Coating) 31.4.3 水溶胶型(Aqueous PowderSuspension ) .41.4.4 粉末水浆型(Powder- water Syrup
9、Coating) .41.5 水性涂料的操作技巧 41.5.1 水性涂料的调制 .41.5.2 水性涂料的喷涂压力 .61.5.3 水性涂料的喷涂顺序 .6第 2 章 水性涂料的特性 82.1 水性涂料的优点 82.3 水性涂料的分类 92.3.1 水性建筑涂料 .92.3.2 水性汽车涂料 .92.3.3 水性金属防腐涂料 .102.3.4 水性木器涂料 .10第 3 章 水性涂料的工业进展 113.1 水性涂料工业的现状 113.2 常见的水性涂料的工业进展 113.2.1 水性聚氨脂涂料工业 .113.2.2 水性环氧树脂涂料工业 .123.3 水性涂料的发展趋势 .12结 论 14参考
10、文献 16致 谢 17黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）水性涂料的研究与发展第 1 章 绪论1.1 水性涂料的简介凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料，又称水基涂料。水性涂料的组成为水性树脂、颜填料助剂、中和剂、水等。水性涂料与溶剂型涂料的组成大体相同，但水性涂料需用的助剂更多，配方更复杂。1.2 水性涂料的发展历史涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。中国是世界上使使用天然树脂作为成膜物质的涂料大漆最早的国家。早期的画家使用的矿物颜，是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的，这就是最早的水性涂料。真正懂得使用溶剂，用溶剂来溶解固体的天然树脂，制得快干的涂料是 19 世
11、纪中叶才开始的 1。所以从一定意义上讲，溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。最简单的水性涂料是石灰乳液，大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻仁油进行改良，这恐怕就是最早的乳胶漆。从 20 世纪 30 年代中期开始，德国开始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用 2。 到了 50 年代，纯丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售，但是由于价格昂贵，其产量没有太大增加。进入 60 年代，在所有发展的乳状液中，最为突出的是醋酸乙烯酯-乙烯，醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯共聚物也有所发展，产量有所增加。70 年代以来，由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机
12、溶剂及有害物质的排放，从而使油漆的使用受到种种限制 3。75%的制造油漆的原料来自石油化工，由于西方工业国家的经济危机和第三世界国家调整石油价格所致，在世界范围内，普遍要求解约能源和解约资源。基于上述原因，水性涂料，特别是乳胶漆，作为代油产品越来越引起人们的重视。水性涂料的制备技术进步很快，特别是乳液合成技术进步更快。70-80 年代作为当代水性涂料的代表乳胶漆得到了一定的发展，但推广应用却进入了低谷 4。乳胶漆要和风行全国的内墙涂料进行价格竞争，其结果是身败名裂，甚至被相当部分的建筑商和装饰业所否定，同时风行一时的瓷砖又把外墙乳胶漆的市场夺去了大半。90 年代至今，不光乳胶漆的质量性能大大提
13、高，在价格上黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）1也慢慢被人们接受。特别是以荷兰、日本为首的多国大型涂料公司进入我国市场，真正揭开了现代水性涂料的新篇章。 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，目前已成为世界第二大涂料消费国，年产量已达到约 600 万 t。但是相比于发达国家，我国涂料的消费结构还不尽合理，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 5。随着全球气候的变化和资源、能源的日趋紧张，世界各国相继制定了严格的环保法规和政策，鼓励和推广使用绿色环保、节能节材的新产品。低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体分
14、涂料以及辐射固化涂料已成为涂料技术的发展方向 6。水性涂料相比于其他低污染涂料，由于具有可实现技术途径多、应用面广、安全、施工相对简单而成为首选品种，更为广大涂料科技人员关注和涂料用户的青睐，近来在我国已得到了一定的发展，受到了前所未有的重视，但是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。因此，提高涂料特别是工业涂料的水性化比例，减少涂料对环境的污染和施工人员的身体危害，已成为我国涂料行业共同面临的课题 7。 我国工业涂料领域中，目前水性涂料所占比例还比较小，这主要受技术、价格和政策法规三方面因素制约。首先，工业涂装
15、领域对涂膜的外观、机械性能、耐性(特别是耐水性)等性能的要求大大高于建筑内外墙涂料，而且不同的应用场合，要求各不相同，我国原先的一些水性涂料技术水平还不能普遍满足工业涂料对性能的要求 8。其次，一些性能高的水性涂料品种，由于受工艺、规模和原料成本及来源等因素制约，价格相对比较高，这也限制了其广泛应用。再者，在涂装行业，若无特殊的强制性措施要求，受使用惯性的影响，多数人也不愿主动放弃原已稳定使用的溶剂型涂料而承担一定风险去使用水性涂料，这也给水性涂料新产品的推广应用带来一定的难度。但是近年来，随着我国经济的迅速发展，开放程度的进一步提高，与世界经济的接轨和资源日趋紧张，以及人们对环保和身体健康的
16、重视，水性涂料在我国已面临良好的发展机遇 9。1.3 水性涂料的说明书水性涂料具有优异的不粘性及耐用性，但其施工的步骤也非常严格，所以使用时必须作充分的阅读及了解。黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）21.3.1 水性涂料素材的处理先将素材（铝或不锈钢）用（36030 分钟38010 分钟）空烧或溶剂清洗进行第一步的脱脂，第二步为表面粗糙化，可用刚玉砂 80#100#，压力 0.40.6mpa,砂的厚度为:(2.03.5)m1.3.2 底层涂料的喷涂底层涂料用前必须充分滚动 120 转/分钟,不少于 2 小时/ 次滚动,每周不少于一次,将处理好的素材（必须为干净、干燥、无任何油脂、污染，严禁用手
17、触摸砂表面，否则将严重影响附着力，更甚会导致脱皮）平放，用（1.01.5）mm 喷枪压力调到(0.20.3)mpa 距离(2030)cm,直接喷涂,用(120-150) (5-8) 分钟,表干后的涂膜厚为(1015)m1.3.3 表层涂料的喷涂 m同样面层涂料使用前也必须用慢速度滚动 100 转/分钟 ,3 小时/ 次,必须要充分搅拌均匀,将已涂装好底层的工件冷却到常温后即可进行面层的施工(表面应该为绝对干净,未受任何污染) 用(1.01.5)mm 的喷枪喷嘴,压力调到 (0.20.3)mpa,距离(2030)cm,用120 5 分钟先干燥后用 38030 分钟进行烧结,烧结后的总涂膜为(20
18、23)m。（烧结不充分会影响粘附性,涂层物理性都会降低烧结过分也会令涂层性能变差，所以请慎心施工 10。1.4 水性涂料的分类尽管当前市场上水性漆品牌众多，其特征是以水作为分散介质，树脂作为分散相（一般以颗粒状存在），水为连续相但论据其主要成分的不同，不外乎分为以下四类：1.4.1 水溶性型(Water Soluble Coating）是以丙烯酸为主要成分的水性涂料，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法测试为 HB ，丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷 11。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人
19、认为水性漆不好的原因所在。其优点是价格便宜。1.4.2 水乳胶型(Water Emulsion Coating)是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）3漆的特点外，又增加了耐磨及抗化学性强的特点，有些企业标为水性聚脂漆。漆膜硬度较好，铅笔法则试为 1H ，丰满度较好，综合性能接近油性漆。目前国内只有少数几家企业可以生产 12。1.4.3 水溶胶型(Aqueous PowderSuspension )是聚氨酯水性涂料，其综合性能优越，丰满度高，漆膜硬度可达到 1.5-2H ，耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优
20、势，为水性漆中的高级产品，该 技术在全球只有少数几家专业公司掌握 13。1.4.4 粉末水浆型(Powder- water SyrupCoating)是粉末涂料和水溶性涂料巧妙结合的一种无公害型的高性能的涂料,它是将粉末涂料的粒子稳定分散在水中而成.大日本涂料公司等已有这种产品上市.水浆涂料与粉末涂料相较具有:粉末涂料需要新设备,水浆涂料只需将溶剂型涂料用涂装设备稍加改造即可 ;容易得到平整光滑的、较薄的涂膜;施工过程无粉末飞扬 14。表 1-1 各类别涂料表种类虽然清楚了，想要分清市面上的水性涂料也不是轻而易举的事。因各厂家在水性漆的名称及成分标识上并不统一，容易让消费者产生混淆。如以丙烯酸
21、为主要成分的水性漆就有丙烯酸和聚氨酯两种标法。消费者最好能够通过鼻闻的方法来辅助判断：丙烯酸有点酸的味道，聚氨酯则有些淡淡的油脂香味。当然，最可靠的办法是购买专业水性木器漆厂家生产的产品 15。1.5 水性涂料的操作技巧1.5.1 水性涂料的调制水性漆是一种以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料。目前，多数油漆都是水性漆，类 别 粒径（m） 分子量 外观水溶性型 溶液 11035104 透明水溶胶型 0.1 51031105 半透明水乳胶性 0.110 1105 白色乳液粉末水胶型 13 2105 白色泥浆状黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）4它是使用最多且健康环保的油漆涂料。 现在的水性漆大部分是
22、建筑涂料，建筑涂料使用地水性通用色浆中没有载体树脂，这样通用色浆和涂料地混溶性比较好，但是也是因为他没有载体树脂，所以色浆加入量就有严格地要求。油性通用色浆使用地载体树脂常分为常分为醛酮树脂和丙烯酸树脂树脂。醛酮树脂有更好地混溶性和颜料添加量，丙烯酸树脂有更好地耐候性，但混溶性稍差。对于涂料性能要求极高和混溶性差的涂料则只能采用遇涂料完全相同树脂体系的专用色浆。因为油性通用色浆有载体树脂，所以它在油性漆里的加入量要求不是很严格。其次油性涂料还有一些其他的特殊性着色剂，如铝银浆不能加到酸性较高的体系中，否则铝粉自身会变黑 16。用洁净的水将涂料调至合适喷涂的粘度，以涂-4 粘度计测量，合适的粘度
23、一般是2030 秒。如一时没有粘度计，可用目测法：用棒(铁棒或木棒)将涂料搅匀后挑起至20 厘米高处停下观察，如漆液在短时间(数秒钟)内不断线，则为太稠；如一离桶上沿即断线则为太稀；要在 20 厘米高处刚停时，漆液成一直线，瞬间即断流变成往下滴这个粘度较为合适 17。通常在拟定调色配方以前，要根据颜色样板或按某一实物的颜色来进行分析，首先了解色相范围，由几种颜色组成，哪种是主色，哪种是副色，色与色之间关系如何，各占比例约多少，然后根据经验初步拟出调色配方，再经小样调试。调色时，先加入主色，再以着色力较强的颜色为副，慢慢地加入并不断搅拌，并要随时观察颜色的变化，取样抹、刷、喷或沾在干净的样板上，
24、待颜色稳定后与原始样板比色。在整个调色过程中，必须掌握“由浅入深”的原则 18。人工调色的三原色调色理论-原色：即红、黄、蓝。我们所看到的颜色是由于物体对光的选择性吸收后，对人眼产生的感觉。间色：两种基本色以不同的比例相混而成的一种颜色称为间色。复色：两间色与其它色相混调或三原色之间不等量混调而成的颜色，称为复色。互补色：在实际调色中，互补色不可共用两个原色不等量相混调可配成一个间色，而另一个原色被称为补色。两个间色相混调成为一个复色，而与其对应的另一个间色，也称为补色。很多调色师更多地采用调漆刀进行挂涂，用目测法进行颜色判断，这样的确方便也能很快的调出目标颜色。但是这样往往会由于刮刀刮的涂膜
25、不够，或过厚造成实际黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）5施工时，要么遮盖力过高，而造成色浆添加成本偏高，增加生产和涂料成本；要么就是过后涂膜虽然颜色一致，但是施工现场就要通过多道施工造成人工成本和水性漆涂料成本的大幅上扬 19。这一切都是没有合理控制涂料遮盖力造成的。因此，一般我们多选用 100-250 微米的湿膜制备器施涂水性漆，对最终调色的结果进行校验，只有能够达到基本遮盖，色相符合要求，才能判断产品合格。1.5.2 水性涂料的喷涂压力空气压力最好控制在 0.3-0.4 兆帕(3-4 公斤力/平方厘米 )。压力过小，漆液雾化不良，表面会形成麻点；压力过大易流挂，且漆雾过大，既浪费材料又影响
26、操作者的健康。喷嘴与物面的距离一般以 300-400 毫米为宜。过近易流挂；过远漆雾不均匀，易出现麻点，且喷嘴距物面远漆雾在途中飞散造成浪费。间隔的具体大小，应根据涂料的品种、黏度及气压的大小来恰当调整。慢干漆喷涂间隔可远一点，快干漆喷涂间隔可近一点;黏度稠时可近一点，黏度稀时可远一点;空气压力大时，间隔可远一点，压力小时可近一点;所谓近一点远一点是指 10 毫米50 毫米之间小范围的调整，若超越此范围，则难以获得较好的漆膜。喷枪可作上下、左右移动，最佳以 1012 米/ 分的速度均匀运作，喷嘴要平直于物面喷涂，尽量削减斜向喷涂。当喷到物面两头时，扣喷枪扳机的手要敏捷松一下，使漆雾削减，由于物
27、面的两边，往往要接受两次以上的喷涂，是最简单形成流挂的地方。喷涂时，下一道要压住上一道的 1/3 或 1/4，这样才不会呈现漏喷现象。在喷涂快干漆时，需一次按次序喷完，补喷作用一般不满意。在室外空阔的当地喷涂时，要注意风向(劲风时不宜工作)，操作者要站在顺风方向，防止漆雾被风吹到已喷好的漆膜上形成丑陋的粒状外表。喷涂的次序是：先难后易，先里后外。先高处后低处，先小面积则难以获得理想的漆膜。1.5.3 水性涂料的喷涂顺序喷枪可作上下、左右移动，最好以 10-12 米/分的速度均匀运作，喷嘴要平直于物面喷涂，尽量减少斜向喷涂。当喷到物面两端时，扣喷枪扳机的手要迅速的松一下，使漆雾减少，因为物面的两
28、端，往往要接受两次以上的喷涂，是最容易造成流挂的地方。喷涂时要下一道压住上一道的 1/3 或 1/4，这样才不会出现漏喷现象。在喷涂快干漆时，需一次按顺序喷完。补喷效果不理想。在室外空旷的地方喷涂时，要注意风向(大风时不宜作业) ，操作者要站在顺风方向，防止漆雾被风吹到已喷好的漆膜上造成难看的粒状表面。喷涂的顺序是：先难后易，先里后外。先高处后低处，先小面积后黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）6大面积，这样就不会造成后喷的漆雾飞溅到已喷好的漆膜上破坏已喷好的漆膜。黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）7第 2 章 水性涂料的特性2.1 水性涂料的优点水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料消除了
29、施工时火灾危险降低了对大气污染；水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。一般的水性涂料有机溶剂（占涂料）在 1015之间，而现在的阴极电泳涂料已降至1.2以下，对降低污染节省资源效果显著。水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强。水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。水性涂料电泳涂膜均匀、平整、展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达 1200h。2.2 水性涂料的缺点水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表
30、面张力大，污物易使涂膜产生缩孔。水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。要求输送管道形状良好，管壁无缺陷。水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高。水性涂料对输送管道的腐蚀，金属溶解，使分散微粒析出，涂膜产生麻点，也需采用不锈钢管。烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。水性涂料水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大。阴极电泳涂料需在 180烘烤；而乳胶涂料完全干透的时间则很长。水性涂料沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影
31、响外观。水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性（ph7.5ph8.5），树脂中的酯键易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）8水性涂料虽然存在诸多问题，但通过配方及涂装工艺和设备等几方面技术的不断提高，有些问题在工艺上得到防止，有些通过配方本身得到改善和提高。2.3 水性涂料的分类水性涂料的应用范围涉及国民经济建设的各个领域，下面对几种主要水性涂料的应用作一简单介绍。2.3.1 水性建筑涂料目前普遍使用的建筑外墙涂料以苯丙乳液为主。 20还有丙烯酸改性环氧、丙烯酸硅溶胶复合涂料，硅酸盐
32、溶胶无机涂料。日本大量使用丙烯酸系弹性涂料，由橡胶状弹性丙烯酸乳液配剂，涂膜延伸率 300%700%，通常采用丙烯酸聚氨酷涂料作罩面层。法国生产一种丙烯酸外墙抗裂紫外光固化弹性涂料，其伸长率在低温一 40仍达到300%，也适用于旧墙维修，20 年不裂开。在建筑防水涂料方面，现大力开发丙烯酸系和聚氨酷防水涂料。建筑内墙涂料以聚醋酸乙烯系乳胶漆为主。有机乳胶涂料耐候性不甚理想。为此，出现了有机无机复合涂料，试图用无机涂料改善乳胶漆的耐候性。日本采用了既能与有机粒子反应又能与无机聚合物交联的交联剂，使有机无机复合涂料取得了优异性能。多彩涂料在内墙装修中占有一定的地位。2.3.2 水性汽车涂料汽车涂料
33、是发展最快的涂料品种，用量仅次于建筑涂料。汽车涂料是性能要求最高的涂料品种。有三个重要指标:漆膜外观，耐火性和漆膜缺陷。国内汽车防锈底涂层绝大部分使用水性电泳漆。中间涂层利用水性漆，重点发展水性聚氨醋。水性面漆仍以溶剂为主。汽车闪光涂料具有光泽高，色彩艳丽和闪光效应等特点。闪光涂料的发展方向也是水性化。1985 年 BASF 公司开发了“二涂二烘”的水性金属闪光涂料已用于大型车辆的涂装。1989 年底，加拿大的卡车装配厂开始使用水性闪光涂料，已涂装了一百多万辆。美国、加拿大、日本、南韩其它国家水性汽车涂料树脂主要包括水性丙烯酸、水性聚醋、水性醇酸和水性环氧树脂，正大力发展水性聚氨酷。日本专刊报
34、导了一种能耐寒、耐石击的接枝聚丙烯酸乳液用作汽车涂料。2.3.3 水性金属防腐涂料目前，溶剂型金属防腐涂料仍占重要地位。基于环境保护的要求，水性金属防腐黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）9涂料发展非常迅速。金属防腐涂料重点在于解决提高面层涂料的耐火和超厚型涂装。防腐涂料对成膜物有较高的要求，包括化学稳定性，漆膜结构，柔韧的机械性能等。要求树脂对金属腐蚀的相对指数尽可能高。美国防腐涂料用树脂的比例最高是环氧树脂，环氧树脂是最重要的防腐涂料基料，防腐效果最理想。环氧树脂在防腐涂料中的用量约占 40%。其它树脂占 60%，包括聚氨醋、无机硅和乙烯树脂等。环氧树脂的主要缺点是低温不固化，不利于低温施工
35、。聚氨醋树脂可以低温固化，性能比较全面，是很有发展前景的防腐涂料树脂基料。2.3.4 水性木器涂料木器漆从桐油开始，具有长久历史。后来发展了树脂漆。包括聚氨酷漆、硝基漆、酚醛漆和不饱和聚醋漆等。国外水性木器漆研究较早，品种较多。美国威特克公司研制成功一种高固体分水性聚氨醋分散体，用于木质地板，高耐磨，含固 40%。德国专利报导一种用于木器的含季铵基团的水溶性聚丙烯酸漆，氨基树脂固化的丙烯酸树脂木器用水性涂料。欧洲专利报导了作清漆的聚氨酯改性丙烯酸水性分散体。广州市坚红化工厂和广州市涂料研究所开展了木器水性涂料的研制工作，研究了常温交联的，耐候的，防污染的，强附着力的，装饰性优良的各种性能配方。
36、并推出单组分门窗漆，双组分交链型木器清漆和色漆以及地板漆等产品，其光泽，耐高温、耐水及干燥速度等各项指标均接近国外同类产品水平，在国内处于领先地位。黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）10第 3 章 水性涂料的工业进展3.1 水性涂料的工业现状水性涂料从开始出现起就得到了长足的发展。基于其对环境的相容性和保护性,并具有节省资源、节约能源的优点,水性涂料产品很快就被市场所接受,并逐渐发展扩大。 目前,世界各国环保型“绿色”涂料的开发及应用呈强劲上升趋势。美国是涂料生产大国,年产量占世界涂料总年产量的 25%。美国 1994 年的环保型“绿色”水性涂料占涂料总产量的比例为 51%, 1999 年提高
37、到了的 611% 9, 2002 年提高到 73%,而同期欧洲“绿色”涂料比例由 1992 年的 51%提高到 2002 年的 74%左右,亚太地区则由1992 年的 18%提高到 2002 年的 32%10。在工业发达国家,建筑涂料为消费比例最大的一类涂料,约占涂料总产量的 50%左右,其中水性乳胶漆占整个建筑涂料量的70%80%。汽车涂料是工业涂料中用量最大的品种,一般占涂料总产量的 15%20%,主要采用的是各种改性的环氧树脂、醇酸树脂以及一些优质的水溶性树脂。目前世界汽车生产中有 92%使用水性电泳漆,欧洲汽车行业中有 70%的中间涂层漆实现了水性化 11。我国是有机溶剂消费大户,现有
38、溶剂型涂料占总产量的 75%以上,远远高于欧美国家溶剂型涂料占总产量 25%30%的水平。虽然我国从 60 年代开始研究水性涂料,进入90 年代后,水性涂料得到了长足的发展,但以乳胶漆、电沉积漆为主的水性涂料所占比例仍低于 20%12。在这不足 20%的水性涂料中,绝大多数是建筑涂料和汽车电泳漆,而用于金属防护的水性涂料少之又少。因此开发研究金属防护用水性涂料,大力发展环保型涂料,逐渐缩小我国与国际涂料发展潮流的差距,加快涂料工业的“绿色”化进程迫在眉睫。3.2 常见水性涂料的工业进展：3.2.1 水性聚氨脂涂料工业进展水性聚氨脂涂料包括水溶性型、水乳化型、水分散型。按分子结构可分为线型和交联
39、型，都存在单组分与双组分两种体系。水性聚氨脂涂料除具备溶剂型聚氨脂涂料的优良性能外，还具有难燃、无毒无污染、易贮运、使用方便等优点目前，水性聚氨脂涂料的发展主要还受到原材料、固化剂、封闭剂、交联剂等的限制因此，研制相应的原材料和助剂也是发展水性聚氨脂涂料的关键黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）113.2.2 水性环氧树脂涂料工业进展水性环氧树脂涂料是由双组份组成：一组份为疏水性环氧树脂分散体（乳液）；另一组份为亲水性的胺类固化剂，其中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化美国一家公司生产一种 KNT501 水性环氧-聚酯涂料该涂料施工方法简单，可在流水线上作业，特别适合于大槽浸涂槽液无结皮现象、漆膜平
40、整光滑、丰满度高、具耐盐雾性，可防护涂饰件的内腔腐蚀水性环氧树脂涂料可广泛地用作高性能涂料、设备底漆、工业厂房地板漆、运输工具底漆、汽车维修底漆、工业维修面漆等。3.3 水性涂料的发展趋势水性涂料在涂料总产量中的比例正在逐年增加。今后，在发展涂料工业三原则(无污染，省资源，节能)和“4E”原则(经济、效率、生态、能源 )的指导下，水性涂料将有进一步的发展。继续开展基础性研究，扬长避短并大力拓展应用领域。随着环保概念的不断深入，水性涂料已经成为涂料企业和消费者的新宠，水性木器涂料作为环境友好产品，经专家和有关部委认证，被环保部列入了鼓励类产品，提供给各部门用于各项绿色政策，水性木器涂料也被列入国
41、家重点支持的高新技术领域，申请企业研究开发费用也可以在税前进行抵扣，所以水性木器涂料的发展积极培育产业集群，发挥优质的模式，鼓励涂料企业整合运营和水性木器涂料的技术集成，通过企业的整合能力，推动中国涂料可持续发展。经济 10 多年的发展，目前技术逐步成熟，具备了大范围推广使用的条件，国家也给出了相关的政策和支持，利用发改委颁布的2011 版的产业结合调整指导目录就鼓励水性木器涂料限制溶剂型涂料，北京市在今年的 3 月份规定了禁止三环内销售溶剂型的涂料，环保部环境经济政策给予水性木器涂料消费税的优惠，清洁生产示范方案当中国家给水性木器涂料重点资金的专项支持。这些年我国的涂料发展也是有很大的进步，
42、整体水平有了很大的提高，如青岛专家介绍的，目前涂料已经有了很大的进步，已经有航空母舰的涂料等等，都填补了国家在这方面的空白。同时，中国涂料工业协会建议中国涂料工业协会与中国家具协会牵头，会同有关部门在一个地区，说服地区政府，率先改用水性木器涂料，在一个点上取得经验，然后在全国推广。中国涂料协会和中国家具协会牵头会同有关企业，进行攻关，包括设备和工艺，一旦技术成熟，就全面推广。当今关于木材保护涂料用的树脂的研究进展，主要是木质素的保护。这说明现今关注的对象不仅仅是涂层，还有面对木材的底材的特性。我们今天不仅仅是关注涂料黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）12本身涂层的性格，也研究把底材和涂料作为一
43、个整体来保护。总结起来就是讲涂完这个木器以后如何延长它的寿命。木质素是木材里面很重要的东西，是水在木材里面的一个通道，也是细胞壁构成的主要部分，木质素对整个木材结构的构成是一个主要的部分。但木质素很容易收到 UVA 的侵蚀，通过综合的 UVA 的作用会发生降解。现今做的主要是阻止降解的发生。第一个很熟悉的方法就是假如 UVA 的稀释剂和过滤的方式。第二个就是自由基的捕捉剂这也是一个方法。通过延伸的方式就是把这两个比较容易的断的部分，通过一些溶剂把它稳定，通过这种方式来保护它。将其封闭之后，既使是接受了 UVA 的光照射之后也不会降解成小分子便可保持木材的完整性。同时通过研究发现渗透的能力并不来
44、自于聚合物的结构，更多的是首先木材本身的结构的影响。如果通过用助剂保护木质素很容易被冲洗掉，通过雨水等等很容易失去它的功能，自备衍生物会产生会稳定的保护和稳定的结构。试验两年之后的户外试验的结果，我们发现新的树脂对木材的保护作用。如今， “水性”的春天来了。例如拜耳公司，近年相对水性涂料研究更重视另外一行业的水性推广。其中一个产品，是人造皮革的纺织皮革上，因为全世界 80%的人造皮革涂层都是中国生产的，基本上都是油性的过程，中国有 1500 条人造皮革的生产线，尤其是温州、福建这一代的污染非常的严重，拜耳公司花了大量的时间，尤其是在浙江丽水建立了全水性的仿真涂层的生产线。为什么说水性的春天来了
45、？以前都是用油性的，从去年开始黏合剂的水性已经铺展到中国了，去年和两家运动的鞋长接触的比较多，一家是鸿星而科（音）一家是乔丹，工人就不用再戴口罩了，另外一个行业是高铁和地铁，就是上海和同济大学合作的两辆的地铁准备用拜耳的全水性的，再一个汽车原厂漆，其实中国在原厂漆并没有强制的标准说，原厂漆一定要这样，对于丰田和通用这样的大公司来说是一个形象的问题，所以他们宁可花大钱也要上水性线，除了木器家具这个行业，其他几个行业也看到了水性大趋势 21。全球 VOC 华性的有机化合物减排是一个大趋势，按欧洲无论是什么行业，标准是怎么规定的排气量就是每平方米可以释放多少 VOC，是按照面积的，中国是内部的VOC
46、 的国标，不是按照涂多少平方米算的，欧美是按照你所涂的表面，每单位平方米所允许释放的 VOC，按照下面这个表，应该硝基是头号的污染，还有酸固化等等，而最环保最节能减排的，就是能够在室温下固化的水性的原子材料，你可以想想不用烘黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）13干没有 VOC 的排量或者是很小的，这个以后的大方向。欧洲的木器漆已经占了 60、70%的市场，是水性的，红的方框里面显示的是过去10、20 年在欧洲欧洲木器漆市场光固化发展的最快，我们的木器漆市场，我们对水性的涂料是 37%，这个 37%是乳胶漆也算进去，乳胶漆的确是水性的，而且量非常的大，如果把乳胶漆抛开了，所有的行业都低于 1%，
47、1%是水性油漆，如果 2%、3%，绝大多数是溶剂型的，但现在欧美国家水性已经占了 60%以上。广东的企业比较多，意识到在成都西部水性家具是异军突起在短短一年时间里面，掌上明珠和全友家私和拜耳签订了全面的使用的协议，有一些专卖店标题就是水性家具，就是这个家具里面没有油性的，你可以放心使用，尤其是儿童。除此之外，聚氨酯双组分的性能，性能不能一对一的和油性对比，产品线非常的丰富，有单组分和双组分的水性体系，还有 UVA，但是政府对水性的 UVA 的重视程度还没有到理想地步。黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）14结 论目前我国水性涂料的发展水平和工业发达国家相比存在着很大差距。但随着我国经济持续快速的
48、增长，通过对水性涂料及助剂的关注，基础设施的大量建设，人们环保意识的逐渐增强，我国涂料行业必将走向环保、水性化的道路，而水性涂料及助剂也必将迎来更广阔的发展空间。因此我国应大力开发和研究水性涂料,加快涂料工业的“绿色”化进程。相信用不了多久，我国的水性涂料市场也会迎来一个明媚的春天黑龙江南方学院本科毕业论文（综述）15参考文献1 Doren KFreitag WStoye D.Water Borne CoatingsM.The Environmentally-Friendly Alternative.Hanser Publishers1994.2 明伟华,府寿宽.对应于绿色环境保护的涂料发展动
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