钢桶水性涂料知识讲座（1）

水性涂料是涂料工业在严格的环境保护法规推动下，研制成的一类低污染涂料，它与高固体份涂料和粉未涂料一起，标志着涂料生产提高到更高的技术水平。

第一讲 水性涂料概述

介绍涂料用树脂水性化方法、水性涂料类型及性能比较、水性涂料特点、水性涂料存在的问题

烘烤型水溶性涂料

烘烤型水溶性涂料经加热固化以后，涂膜性能和溶剂性涂料一样。其应用最广的一类是电泳底漆，另一类为水性浸漆、中涂及面漆等。这类涂料的水溶性树脂，主要是通过在分子中引入可离子化基团而赋予水溶性；另外在分子链上含有较多的强极性基团，能增加水溶解性，像羟基、酰胺基等。但羟基、酰胺基的主要作用是赋予交联性。

水性中涂和面漆主要有丙烯酸和聚酯二大类，其中聚酯涂料有良好的韧性，作汽车中涂抗石击性和耐候性都很突出。

水性浸漆都是丙烯酸类的，作一般底漆或底、面合一涂层，有较好的防护性和装饰性。

自干型水溶性涂料

自干型水溶性涂料主要是水溶性醇酸树脂涂料。早期的产品是马来化油，但这类涂料也存在很多问题，如干燥慢、涂膜硬度低、光泽和丰满度差、耐水性差，另外漆液的水解稳定性也有问题。

（1）涂料用树脂水性化方法

水性涂料用树脂，通过三个途径赋予水性化：①在树脂分子链中引入胺基（或羧基），用酸（或碱）中和形成阳离子型（或阴离子型）树脂，能水溶或增溶分散于水中。②在树脂分子链引入一定数量的强亲水基团，如羧基、羟基、氨基、醚基、酰胺基等，自乳化而分散于水中。③外加乳化剂乳液聚合，或对树脂强制乳化形成水分散乳液。有时几种方式同时并用，以提高水分散性及水分散液的稳定性。

水性涂料虽然以水作分散介质，但为了提高树脂的水溶性，调节水性涂料的粘度及涂膜的流平性，需加入少量醇醚类有机助溶剂。

（2）水性涂料类型及性能比较

由于树脂水性化途径的不同，水性涂料体系通常分为三类：①水溶性；②胶束分散型；③乳液。大多数树脂都能形成这三种水分散形态，像醇酸、丙烯酸都有这三种形状的产品。但是，同类树脂，由于不同形态下的聚合物相对分子质量及分散微粒的尺寸差别很大，其水性涂料的性能也大不相同。三类水性涂料的性能比较参见表1.1-1。

表1.1-1 水性涂料的性能比较

水性涂料用量最大的是建筑乳胶涂料，同类型热塑性乳胶也有部分作为工业维护涂料用于金属表面涂覆；在金属表面上用得最好的是热固性电泳涂料，工业化大批量涂底漆几乎都是采用电泳涂料，它是金属用水性涂料的主流。其他类型的水性涂料所占比例较少，但高品质的汽车装饰性水性面漆国外已开发成功，并在试用阶段。而常温干燥的水性涂料还不能满足重防蚀要求，但研究重防蚀水性环氧和水性聚氨酯常温干燥涂料有很大的潜力和更大的实际意义，因它们比溶剂性涂料，对材质表面和施工环境有更好的适应性。

（3）水性涂料的特点

水性涂料相对于溶剂性涂料，具有以下特点：

l）以水作溶剂，节省大量资源；消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；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10％～15％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。

2）水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；对材质表面适应性好，涂层附着力强。

3）涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。

4）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。

（4）水性涂料存在的问题

1)水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔;

2)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。

3)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。

4)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。

5）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。

6）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响外观。

7）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（PH7.5～pH8.5），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。

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。