中国水性环保涂料发展现状分析

　　一、概述

　　由于水性涂料可以减少挥发性有机化合物（VOC），具有低污染、工艺清洁的优点，属于环保型涂料，这是溶剂型涂料所不具有的，因此世界各工业发达国家都很重视水性涂料的开发。同时由于水性涂料用原材料及制造工艺学的发展和进步, 一些很难解决的问题如：水性涂料中的黏度变化问题、厚涂的烘烤型水性涂料的“爆泡”问题有所突破，进一步加快了水性涂料的发展速度。

　　国外的水性环保涂料平均使用率已经绝大多数使用水性涂料，几乎很少比例的溶剂型图涂料，而有关分析资料表明2005年，水性工业涂料的应用水平在35%的水平，年均增长速度在7％左右。其中用量最多的是建筑涂料市场，约占一半以上，其次是汽车、仪器设备防腐、木制品等方面。目前水性涂料的发展速度飞快，特别是工业用水性涂料需求最为迫切，我国工业涂料的年需求量在170万吨左右，其中可由水性工业防腐涂料替代的达100万吨，特别是北京地区将有百亿元需求空间。

　　有资料表明，在建筑用涂料方面，包括内外建筑墙面、天花板等的应用。到2005年我国建筑涂料年产量将达到180万吨，外墙装饰的应用率大于35%；到2015年预计全国建筑涂料年产量将达到300万吨，外墙装饰的应用率大于60%。多种传统涂料将被取代。

　　整个社会环保意识的增强，我国对室内装饰材料中有毒有害的游离TDI、甲醛、“三苯”和重金属含量在标准中作出了明确规定。2004年试行的涂料ISO-14020环境标志系列认证标准将其标准提升到基本与国际接轨，将限制一些污染性大的涂料的使用，如油性漆和非水溶剂涂料，为具有良好环保性质的水性涂料提供了广阔的市场空间。每年都有不少涂料厂家通过国家的环保认证，2006年2月26最新公布批准的厂家中就有以福建厦门草船涂料有限公司为代表的15家水性涂料企业。

　　今后，水性涂料依旧是一个热点，将在进一步降低V0C的基础上，开展水性树脂交联机理研究和新型交联剂的开发，提高室温固化水性涂料的性能；开展施工工艺研究，降低环境温度和湿度对涂膜外观的影响；解决水性涂料涂膜的丰满度低、光泽度低的问题，开发高性能涂料，以扩大其应用领域；通过进一步降低水性涂料成本，解决好涂料的回收再利用问题。

　　二、2005年水性涂料市场回顾

　　近一年来，化工原料价格暴涨，使很多涂料企业面临生存危机，降低成本成为最关键的问题，无暇顾及环保新技术，在某种程度上阻碍了水性涂料的发展。同时国内大部分涂料企业注重短期利益，不愿意花过多精力和财力做超前的技术储备。特别表现在水性汽车涂料行业，存在国内汽车涂料生产企业与汽车厂配合不够，由于国内汽车厂的环保压力并不是很大，国家出台的相关环保法规并没有强制执行，且国内汽车厂降低成本的压力较大，不愿冒险做试验，使水性汽车涂料限于实验室成果，后期施工试验不够，不能给汽车厂提供整套成熟的产品及相关服务。

　　目前，在国内水性涂料还没有到大发展时期，水性涂料厂家之间的实力对比却实质上是油性涂料厂家之间的对比；换句话说：在中国目前的市场上还没有具备在国际市场上有竞争力的专业水性涂料生产厂家，水性涂料市场的竞争只是油性涂料之间竞争的一场点缀而已（大部分油性涂料生产厂家也做一点水性涂料，处于观望态度）。这是现实，对专业做水性涂料的厂家而言是机遇，也是中国涂料消费市场上的无奈。如果某个水性涂料厂家能够在即将到来的行业整合之战中能感觉到这种机遇，集中优势从科技入手将自己发扬光大。

　　目前整个涂料行业所有制结构了发生重大变化，国有、民营和“三资”企业三足鼎立。目前主要国有企业有上海涂料、珠化集团及常州涂料化工研究院、青岛海洋化工研究院和北方涂料研究院等；民营企业经过十几年发展壮大，目前正向建立现代企业制度转变；世界前十位跨国公司都已在中国建厂并加快本地化，外资企业的资本占有量、市场占有率已提升到30％~40%。

　　全行业集约程度提升。2004年国家统计局公布的全行业1241家企业产品销售额为540亿元，其中销售额过亿元的企业数占5%，销售额占38.5%。行业集约度提升，销售收入和产量排前十位的大企业中，跨国公司和国内企业平分秋色，市场占有率在30%以上。

　　三、常见的水性涂料工业及其进展

　　水性涂料以水为分散介质和稀释剂, 与溶剂型和非水分散型涂料相比较, 最突出的优点是分散介质水无毒无害、不污染环境, 同时还具备价廉、不易粉化、干燥快、施工方便等优点。常见的水性涂料类型主要为：水性聚氨脂型、环氧树脂型、丙烯酸树脂型、无机水性涂料型 4 种。

　　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。但与溶剂型聚氨脂涂料相比水性聚氨脂涂料还是存在许多不足之处。比如：干燥时间较长、涂膜易产生 CO2气泡、部分原材料成本较高、由于新型助剂缺乏，导致涂膜性能和外观效果不够高要求等。针对水性聚氨脂涂料存在的缺陷，进行改性的研究。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。

　　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．该乳化过程的研究经历了几个阶氧树脂的乳化．该乳化过程的研究经历了几个阶段：1975~1977 年主要以聚乙烯醇为乳化剂, 并开始探究多酰多胺与环氧化合物的加成物、聚乙氧撑醚等作为乳化剂。1982~1984 年采用含环氧基团的乳化剂, 并且出现自乳化型环氧树脂。自乳化的方法是将环氧树脂同带有表面活性基团的化合物反应, 生成带有表面活性的环氧树脂。其中选择中和所用的胺是最重要的技术配方问题。胺相对于水性涂料的其他材料来说是比较昂贵的，而且会增加voc的排放。为提高环氧树脂与固化剂的相溶性和室温固化性能, 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。

　　水性丙烯酸树脂涂料具有易合成、耐久性、耐低温性、环保性以及制造和贮运无火灾危险等优点；同时也存在硬度大、耐溶剂性能差等问题。大致可分为：单组分型、高性能型、高固化型 3 种类型。要将不耐溶剂的丙烯酸树脂原料制备成耐溶剂的水性丙烯酸树脂涂料是比较困难的事情，因此现在很少研究传统的单组分丙烯酸树脂涂料的生产。目前研究的热点在于丙烯酸树脂原料的改性，这种技术被称为“活聚合”。这种技术可以很好地控制丙烯酸树脂的分子量及其化学结构（如单体排列顺序等）与分布。水性丙烯酸树脂涂料的用途很广泛：交联型丙烯酸树脂涂料用于建筑业；丙烯酸-4-羟丁酯、单丙烯酸环己二甲醇酯等交联型功能性化合物可用来制备汽车涂料、粉末涂料；紫外线固化丙烯酸树脂涂料具备优异性能；特别值得关注的是丙烯酸树脂防腐涂料，是防腐涂料中一大体系。

　　四、特殊功能水性涂料

　　水性防腐涂料

　　水性防腐涂料最常见的有3大体系：丙烯酸体系、环氧体系、无机硅酸富锌体系．此外，还有醇酸体系、丁苯橡胶体系和沥青体系等。水性丙烯酸防腐涂料以固体丙烯酸树脂为基料, 加以改性树脂、颜填料、助剂、溶剂等配制成具备耐侯性、保光、保色等性能的丙烯酸长效水性防腐涂料。近期研究较多的是水性铁红丙烯酸防锈漆。现在水性环氧防腐涂料已应用到溶剂型环氧防腐涂料所涉及的各个领域。

　　水性无机硅酸富锌防腐涂料主要分为硅酸乙酯和硅酸盐系列 ，硅酸盐系列包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾等品种，是钢铁防腐涂料的重要部分。该涂料利用锌粉的强活性进行电化学阴极保护，从而阻止钢铁腐蚀。以无机聚合物（硅酸盐、磷酸盐、重铬酸盐等）为成膜物，锌与之反应，在钢铁表面形成锌铁配合物涂层。该涂层具优异的防腐性、耐侯性、导热性、耐盐水性、耐多种有机溶剂性；同时具有良好的导静电性和长时期的阴极保护；而且焊接性能优良，能带漆焊接；长时期耐 400℃高温；长时期抵抗 5.5~10.5pH 范围内的化学腐蚀．更加重要的是对环境无污染，对人体健康无影响。

　　水性闪光涂料

　　一种透明的发光水性涂料主要是由聚乙烯醇基料、发光材料和甘油增塑剂配制而成. 利用发光材料在光照时吸收光能, 在黑暗时以低频可见光发射出去。聚乙烯醇作为基料具有透光性、柔韧性、耐磨性, 同时具有优良的附着力, 而且无毒、无害、无环境污染．以丙烯酸乳液为基料，以稀土（Eu2O3、Dy2O3）激活锶盐发光材料为发光体，制备的水性发光涂料广泛地用于道路、装饰、装修等领域。

　　涂料可用作，在这方面，我国的研究和生产水平已达到国际先进水平。通过调节成膜基料内部结构、官能团的性质和数量，使该水性闪光涂料具有高触变性，适合于汽车面漆的"三涂一烘"的生产工艺，并成功地解决了"回溶"问题。

　　高性能氟树脂涂料

　　水性氟树脂涂料具有耐高温、耐侯、耐药品、耐腐蚀、耐沾污、耐寒, 尤其是与食品接触，卫生安全, 其使用效果可达 20 年之久。这些优异的性能使得水性氟树脂涂料具有广阔的市场和前景。

　　五、水性涂料生产的新产品和新技术

　　水性建筑涂料工业

　　现在我国用于建筑外部的水性聚氨酯涂料、有机硅改性丙烯酸乳胶漆以及水性氟涂料等，其耐侯性和所需的性能均达到了一个新的水平。国内采用异构聚合工艺、乳胶粒子技术和流变控制技术，产品性能已达到国际先进水平，并形成万吨级的工业生产能力。采用抑制水解和后交联控制技术 ，成功地解决了有机硅改性丙烯酸乳胶漆在合成和贮运过程中有机硅氧烷的水解稳定性问题，使有机硅氧烷含量达到20%以上。

　　汽车用水性涂料工业

　　通过对环氧树脂的扩链及改性,制备多胺改性环氧树脂后 , 可大幅提高汽车用中厚膜阴极，电泳涂料的平整度和泳透率; 采用控制酯水解技术, 可制备 VOC 含量低、施工性能好的汽车用水性聚酯中涂漆。在我国这两项产品性能已达到国际先进水平。

　　电泳漆

　　在水性涂料工业中, 电泳漆是研究得最多的。汽车底漆普遍采用阴极电泳漆, 已发展到第8代。具有高泳透率、低颜基比、边角覆盖效果好、无铅、无锡等特点．此产品应用的目标是在汽车的缓冲器上施用。

　　高装饰水性涂料

　　高装饰水性涂料主要用于高档轿车、高档家俱、豪华装潢为代表的对涂料装饰性要求非常高的场合。不仅要求树脂具备优异的保光性、耐侯性；同时对面漆的光泽度、丰满度、清晰度和颜料的装饰效果，以及环保性能等都有较高的要求。

　　尖端技术在水性涂料中的应用

　　纳米技术和亚微米技术、共混技术、互穿网络技术、“活聚合”技术等等新的尖端技术都在水性涂料中得到应用，对改性水性涂料的功能性问题起到关键作用，为水性涂料的应用开辟了更加广阔的天地。

　　在所有的合成树脂水性涂料中，以聚氨酯水性涂料发展最快 ，其新品种有：自动氧化固化聚氨酯涂料、单组分自交联聚氨酯水性涂料、双组分聚氨酯水性涂料（广泛用于军用装 备、设施、伪装、木器制品、厨房用品等场合）、生物解型聚氨酯涂料等。随着环保意识的进一步加强，水性聚氨酯涂料有望进入广泛领域的实用阶段。 在我国，水性涂料的某些方面已经比较成熟，但总的来看起步较晚，与国外先进水平还存在一定程度的差距．随着环保意识的日渐加强和环保法规的不断完善, 我国的环保型水性涂料工业一定会很快赶上世界先进水平。

更新时间：2011/11/3 8:44:48