水性涂料的化學(xué)配方應(yīng)用及其發(fā)展前景
不可再生資源的過度采集將石化資源推上風(fēng)口浪尖， 涂料行業(yè)的發(fā)展受到了石化能源的限制， 人們急需一種環(huán)保高效的涂料替代傳統(tǒng)涂料。而在這時， 水性涂料的出現(xiàn)使得涂料市場重現(xiàn)生機， 但水性涂料在我國發(fā)展緩慢， 主要是大眾對于涂料方面認知的欠缺所致， 因此， 在發(fā)展水性涂料的道路上我們還有很長的路要走。
1 水性涂料及其種類
1.1概念
現(xiàn)在市場上也出現(xiàn)了各種各樣的水性涂料， 但是消費者往往對于其是什么東西并沒有統(tǒng)一的概念，仿佛只是聽起來“ 高端” 一些。其實水性涂料就是把水作為分散質(zhì)或者溶劑的新式涂料， 它可以根據(jù)其中包含的粘合劑劃分成為合成樹脂型以及天然型兩種。
1.2種類
1 . 2 . 1 聚氨酯型
在分析聚氨酯結(jié)構(gòu)的時候人們發(fā)現(xiàn)， 其中包含有氨基甲酸酯這種聚合物質(zhì)， 這個物質(zhì)分子之間有著范德華力和氫鍵， 這兩者可以大大提高分子之間的強度， 使得制作出來的水性材料內(nèi)聚力更強， 同時粘性更大。這種水性涂料還有著低溫成膜的特點， 有著傳統(tǒng)涂料難以比擬的耐久度和黏力。
1 . 2 . 2 環(huán)氧樹脂型
這種水性涂料以環(huán)氧樹脂為主要原料， 能夠在水中分散， 這就使其具備了清洗方便的特點， 如果需要更換直接用水洗就可以除去， 并且它所含有的有機化合物和溶劑含量不高，給環(huán)境帶來的負面影響較小， 綠色環(huán)保。這樣的屬性涂料優(yōu)點在于能夠帶來不小的經(jīng)濟效益， 將其同其他水性物質(zhì)混合， 能夠提高其效果， 節(jié)省資金。
1 . 2 . 3 丙烯酸酯型
這種水性涂料含有多種物質(zhì)， 包括甲基丙酸、乙烯系單體和丙烯酸等，具有獨特的保持性能， 能夠確保顏色鮮亮 。
2 現(xiàn)今水性涂料的應(yīng)用
2.1
涂裝木制品
木制品的涂裝主要是通過以下三種方式應(yīng)用水性涂料的：①水性UV 漆；②雙組份水性漆；③單組分水性漆。這三種方式分別是通過紫外線、固化劑和水稀釋的方式形成膜。其中，單組分水性涂料的使用方式是最綠色環(huán)保的，直接通過水稀釋就可以達到使用的目的，由于這樣的特點被廣泛應(yīng)用在兒童用家具上。
2.2
涂裝電梯
其實原有的電梯涂裝方式并非不綠色環(huán)保， 而是在實際使用過程當(dāng)中受到了不小的限制， 曾經(jīng)的噴粉涂裝方式污染并不大， 所需要的支出也沒有多少， 但一旦涂裝完成之后， 經(jīng)過一些時間的積累后就難以換顏色了。在水性涂料正在發(fā)展的今天， 電梯當(dāng)中逐漸發(fā)展出了叫做靜電水性涂料的新式涂料， 它能夠用水替代原有的有機溶劑， 使電梯的環(huán)保系數(shù)更上一個檔次， 對人體的傷害也更小。
2.3
涂裝汽車
眾所周知， 汽車涂裝需要小心翼翼， 無論是所用涂料還是涂裝手藝都要求十分嚴格， 而水性涂料在汽車涂料行業(yè)中使用比例在我國還非常低， 比起國外還有巨大的差距， 原因主要在于涂裝價格高昂， 一般人都不會選擇這樣的方式涂裝自己的愛車。不過在近幾年我國汽車涂裝當(dāng)中采用水性涂料的車主越來越多， 說明我國市民對于水性涂料的認知正在飛速發(fā)展， 相信在未來水性涂料的市場產(chǎn)油率能夠到達一個新的高度 。
2.4
涂裝塑料
不光是機械涂裝領(lǐng)域， 塑料的涂裝同樣可以使用水性涂料， 比起金屬設(shè)備， 塑料制品往往更加貼近我們的生活， 使用水性涂料涂裝， 能夠降低有機溶劑的危害。改良后的水性涂料甚至可以防火防細菌， 更多的涂裝功能還有待開發(fā)， 這就要求我國的研究者們在水性涂料的研究上追求更多的功能。
3 水性涂料在我國發(fā)展中遇到的問題
3.1
對水分的要求
水性涂料對于環(huán)境濕度的要求很高， 這是由于水性涂料當(dāng)中所含的水有著高沸點， 因此難揮發(fā)， 但如果周邊環(huán)境的濕度很低， 水性材料就有可能快速揮發(fā)而導(dǎo)致開裂的發(fā)生。但是因為涂料是水性的， 因此涂抹在物體上形成的涂層是非常忌諱水的， 哪怕空氣中水蒸汽含量變高也能夠使涂膜產(chǎn)生變形和褶皺 。
3.2
對墻體要求高
水性材料的特性更偏向于水， 因此就對于墻體清潔度有著不小的要求。如果墻體磕磕巴巴， 水性涂料會因為水的表面張力而難以將其灌滿或者涂抹均勻， 導(dǎo)致涂裝完成后的墻體也是縮孔百出， 尤其是在和水不相容的油性表面上， 這樣的問題難以解決。
3.3
抗性較差
水性涂料涂裝完成的物體面對強大的機械力往往難以保證涂膜完整， 比如使用水性涂料涂裝的管道， 如果遇到強大的水流， 水性涂料當(dāng)中那些分散的分子會被強制壓在一起， 宏觀上看就是一個固體小顆粒， 這樣就會在管道上形成一個又一個的小麻點。
3.4
腐蝕設(shè)備
使用水性涂料涂裝的設(shè)備或多或少都會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用， 如果設(shè)備是鐵質(zhì)的， 則腐蝕作用更強。因此在一些特定場合需要使用水性涂料， 又無法避免金屬設(shè)備， 利用不銹鋼可以獲得良好的防腐蝕效果， 但這就需要額外的資金。在解決水性涂料腐蝕金屬的研究當(dāng)中， 各國都遇到了很大的阻力， 無論在國內(nèi)還是國外， 不腐蝕金屬的水性涂料的開發(fā)都不順利， 生產(chǎn)和應(yīng)用都只是很小的一部分， 且大多數(shù)還處于實驗性質(zhì)。不過難題沒有阻止各國學(xué)者對于水性金屬涂料開發(fā)的熱情， 這些年來相關(guān)的新涂料不斷涌現(xiàn)， 雖然還遠遠不能夠達到溶劑型金屬涂料的水平， 但各國致力于減少腐蝕作用的研究數(shù)不勝數(shù)，相信在未來結(jié)合更先進的工藝， 我國可以在水性金屬涂料的研究中拔得頭籌。
4 水性涂料在我國的發(fā)展前景
4.1重要性
水性涂料的特性在于它有著水所擁有的一些特點， 與傳統(tǒng)涂料不同， 但水這種物質(zhì)在我們的生活當(dāng)中可以說再熟悉不過了， 不管是洗衣做菜還是飲用都離不開它， 所以這種涂料當(dāng)中水性只能表現(xiàn)出它的性質(zhì)像水， 但它真正成功的地方在于降低了涂料當(dāng)中有機溶劑的占比， 甚至完全替代有機溶劑。之所以得到這樣的結(jié)論， 是因為傳統(tǒng)涂料當(dāng)中所包含的有機溶劑為人類的生活帶來了太多的困擾，但在水性涂料出現(xiàn)之前， 人們必須接受傳統(tǒng)涂料帶給人們的負面作用。
其次， 水性涂料的優(yōu)點不僅限于保護環(huán)境， 它還能夠保護施工的人員， 工作在涂料行業(yè)的工人肯定都或多或少的受到了傳統(tǒng)涂料的毒害， 甚至有的人還經(jīng)歷過有機物質(zhì)燃燒的火災(zāi)。而水性涂料的出現(xiàn)使得無毒化處理變得更加簡單，對于工人的毒害更小， 為了環(huán)境著想的同時也要為那些工作在一線的涂料工人送去健康。
最后， 從價格上來說水性涂料有著更加經(jīng)濟實用的性價比， 傳統(tǒng)溶劑當(dāng)中含有的有機溶劑受到石油的制約， 而水性涂料因為含有很少有機溶劑， 甚至直接不含有機溶劑， 所以受到的制約很小， 且價格很便宜。因此，比起使用有機溶劑卻要受到其他國家石油價格的影響，自己創(chuàng)新開發(fā)水性涂料就好比是掙脫枷鎖一般的存在，誰能夠開發(fā)出自己的水性涂料并廣泛應(yīng)用， 就可以緩解通過有限的石化能源開發(fā)有機溶劑的壓力， 也能夠為國家之后的經(jīng)濟帶來不小的效益。由此可以看出， 水性涂料的開發(fā)不光只是涂裝行業(yè)的一種趨勢， 更是國家提高自身競爭力和緩解石化能源壓力的新途徑。
4.2前景
我國的水性涂料發(fā)展還在摸索當(dāng)中， 現(xiàn)今在工業(yè)等領(lǐng)域的占比還比較小， 多種因素都在影響著水性涂料的發(fā)展， 開發(fā)價格，技術(shù)條件制約以及相關(guān)法律的不完善都導(dǎo)致其發(fā)展緩慢， 在國外水性涂料的銷售占比可以達到大概八成，但我國只有四成， 這就顯示出我國在水性涂料發(fā)展當(dāng)中的不足。不過這些年來我國環(huán)保政策的出臺以及全國人民環(huán)境保護意識的提高都促進了水性涂料的發(fā)展，投身水性涂料的研究當(dāng)中的年輕人也越來越多， 未來水性涂料在我國的發(fā)展形勢一片大好。同時， 石化能源的缺乏給水性涂料的發(fā)展帶來了新的機遇。因為石油資源屬于不可再生資源， 在石油資源日益緊缺的大環(huán)境下，世界石油價格飛速上漲， 和石油有關(guān)的相關(guān)產(chǎn)品價格也就相應(yīng)升高，這個時候人們注意到了水性涂料的優(yōu)點，因此近年來我國工業(yè)涂裝方面使用水性涂料的例子越來越多， 而根據(jù)國家的環(huán)保政策， 水性涂料的特點能夠很好響應(yīng)其號召， 這是難得的發(fā)展契機。
1 水性涂料及其種類
1.1概念
現(xiàn)在市場上也出現(xiàn)了各種各樣的水性涂料， 但是消費者往往對于其是什么東西并沒有統(tǒng)一的概念，仿佛只是聽起來“ 高端” 一些。其實水性涂料就是把水作為分散質(zhì)或者溶劑的新式涂料， 它可以根據(jù)其中包含的粘合劑劃分成為合成樹脂型以及天然型兩種。
1.2種類
1 . 2 . 1 聚氨酯型
在分析聚氨酯結(jié)構(gòu)的時候人們發(fā)現(xiàn)， 其中包含有氨基甲酸酯這種聚合物質(zhì)， 這個物質(zhì)分子之間有著范德華力和氫鍵， 這兩者可以大大提高分子之間的強度， 使得制作出來的水性材料內(nèi)聚力更強， 同時粘性更大。這種水性涂料還有著低溫成膜的特點， 有著傳統(tǒng)涂料難以比擬的耐久度和黏力。
1 . 2 . 2 環(huán)氧樹脂型
這種水性涂料以環(huán)氧樹脂為主要原料， 能夠在水中分散， 這就使其具備了清洗方便的特點， 如果需要更換直接用水洗就可以除去， 并且它所含有的有機化合物和溶劑含量不高，給環(huán)境帶來的負面影響較小， 綠色環(huán)保。這樣的屬性涂料優(yōu)點在于能夠帶來不小的經(jīng)濟效益， 將其同其他水性物質(zhì)混合， 能夠提高其效果， 節(jié)省資金。
1 . 2 . 3 丙烯酸酯型
這種水性涂料含有多種物質(zhì)， 包括甲基丙酸、乙烯系單體和丙烯酸等，具有獨特的保持性能， 能夠確保顏色鮮亮 。
2 現(xiàn)今水性涂料的應(yīng)用
2.1
涂裝木制品
木制品的涂裝主要是通過以下三種方式應(yīng)用水性涂料的：①水性UV 漆；②雙組份水性漆；③單組分水性漆。這三種方式分別是通過紫外線、固化劑和水稀釋的方式形成膜。其中，單組分水性涂料的使用方式是最綠色環(huán)保的，直接通過水稀釋就可以達到使用的目的，由于這樣的特點被廣泛應(yīng)用在兒童用家具上。
2.2
涂裝電梯
其實原有的電梯涂裝方式并非不綠色環(huán)保， 而是在實際使用過程當(dāng)中受到了不小的限制， 曾經(jīng)的噴粉涂裝方式污染并不大， 所需要的支出也沒有多少， 但一旦涂裝完成之后， 經(jīng)過一些時間的積累后就難以換顏色了。在水性涂料正在發(fā)展的今天， 電梯當(dāng)中逐漸發(fā)展出了叫做靜電水性涂料的新式涂料， 它能夠用水替代原有的有機溶劑， 使電梯的環(huán)保系數(shù)更上一個檔次， 對人體的傷害也更小。
2.3
涂裝汽車
眾所周知， 汽車涂裝需要小心翼翼， 無論是所用涂料還是涂裝手藝都要求十分嚴格， 而水性涂料在汽車涂料行業(yè)中使用比例在我國還非常低， 比起國外還有巨大的差距， 原因主要在于涂裝價格高昂， 一般人都不會選擇這樣的方式涂裝自己的愛車。不過在近幾年我國汽車涂裝當(dāng)中采用水性涂料的車主越來越多， 說明我國市民對于水性涂料的認知正在飛速發(fā)展， 相信在未來水性涂料的市場產(chǎn)油率能夠到達一個新的高度 。
2.4
涂裝塑料
不光是機械涂裝領(lǐng)域， 塑料的涂裝同樣可以使用水性涂料， 比起金屬設(shè)備， 塑料制品往往更加貼近我們的生活， 使用水性涂料涂裝， 能夠降低有機溶劑的危害。改良后的水性涂料甚至可以防火防細菌， 更多的涂裝功能還有待開發(fā)， 這就要求我國的研究者們在水性涂料的研究上追求更多的功能。
3 水性涂料在我國發(fā)展中遇到的問題
3.1
對水分的要求
水性涂料對于環(huán)境濕度的要求很高， 這是由于水性涂料當(dāng)中所含的水有著高沸點， 因此難揮發(fā)， 但如果周邊環(huán)境的濕度很低， 水性材料就有可能快速揮發(fā)而導(dǎo)致開裂的發(fā)生。但是因為涂料是水性的， 因此涂抹在物體上形成的涂層是非常忌諱水的， 哪怕空氣中水蒸汽含量變高也能夠使涂膜產(chǎn)生變形和褶皺 。
3.2
對墻體要求高
水性材料的特性更偏向于水， 因此就對于墻體清潔度有著不小的要求。如果墻體磕磕巴巴， 水性涂料會因為水的表面張力而難以將其灌滿或者涂抹均勻， 導(dǎo)致涂裝完成后的墻體也是縮孔百出， 尤其是在和水不相容的油性表面上， 這樣的問題難以解決。
3.3
抗性較差
水性涂料涂裝完成的物體面對強大的機械力往往難以保證涂膜完整， 比如使用水性涂料涂裝的管道， 如果遇到強大的水流， 水性涂料當(dāng)中那些分散的分子會被強制壓在一起， 宏觀上看就是一個固體小顆粒， 這樣就會在管道上形成一個又一個的小麻點。
3.4
腐蝕設(shè)備
使用水性涂料涂裝的設(shè)備或多或少都會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用， 如果設(shè)備是鐵質(zhì)的， 則腐蝕作用更強。因此在一些特定場合需要使用水性涂料， 又無法避免金屬設(shè)備， 利用不銹鋼可以獲得良好的防腐蝕效果， 但這就需要額外的資金。在解決水性涂料腐蝕金屬的研究當(dāng)中， 各國都遇到了很大的阻力， 無論在國內(nèi)還是國外， 不腐蝕金屬的水性涂料的開發(fā)都不順利， 生產(chǎn)和應(yīng)用都只是很小的一部分， 且大多數(shù)還處于實驗性質(zhì)。不過難題沒有阻止各國學(xué)者對于水性金屬涂料開發(fā)的熱情， 這些年來相關(guān)的新涂料不斷涌現(xiàn)， 雖然還遠遠不能夠達到溶劑型金屬涂料的水平， 但各國致力于減少腐蝕作用的研究數(shù)不勝數(shù)，相信在未來結(jié)合更先進的工藝， 我國可以在水性金屬涂料的研究中拔得頭籌。
4 水性涂料在我國的發(fā)展前景
4.1重要性
水性涂料的特性在于它有著水所擁有的一些特點， 與傳統(tǒng)涂料不同， 但水這種物質(zhì)在我們的生活當(dāng)中可以說再熟悉不過了， 不管是洗衣做菜還是飲用都離不開它， 所以這種涂料當(dāng)中水性只能表現(xiàn)出它的性質(zhì)像水， 但它真正成功的地方在于降低了涂料當(dāng)中有機溶劑的占比， 甚至完全替代有機溶劑。之所以得到這樣的結(jié)論， 是因為傳統(tǒng)涂料當(dāng)中所包含的有機溶劑為人類的生活帶來了太多的困擾，但在水性涂料出現(xiàn)之前， 人們必須接受傳統(tǒng)涂料帶給人們的負面作用。
其次， 水性涂料的優(yōu)點不僅限于保護環(huán)境， 它還能夠保護施工的人員， 工作在涂料行業(yè)的工人肯定都或多或少的受到了傳統(tǒng)涂料的毒害， 甚至有的人還經(jīng)歷過有機物質(zhì)燃燒的火災(zāi)。而水性涂料的出現(xiàn)使得無毒化處理變得更加簡單，對于工人的毒害更小， 為了環(huán)境著想的同時也要為那些工作在一線的涂料工人送去健康。
最后， 從價格上來說水性涂料有著更加經(jīng)濟實用的性價比， 傳統(tǒng)溶劑當(dāng)中含有的有機溶劑受到石油的制約， 而水性涂料因為含有很少有機溶劑， 甚至直接不含有機溶劑， 所以受到的制約很小， 且價格很便宜。因此，比起使用有機溶劑卻要受到其他國家石油價格的影響，自己創(chuàng)新開發(fā)水性涂料就好比是掙脫枷鎖一般的存在，誰能夠開發(fā)出自己的水性涂料并廣泛應(yīng)用， 就可以緩解通過有限的石化能源開發(fā)有機溶劑的壓力， 也能夠為國家之后的經(jīng)濟帶來不小的效益。由此可以看出， 水性涂料的開發(fā)不光只是涂裝行業(yè)的一種趨勢， 更是國家提高自身競爭力和緩解石化能源壓力的新途徑。
4.2前景
我國的水性涂料發(fā)展還在摸索當(dāng)中， 現(xiàn)今在工業(yè)等領(lǐng)域的占比還比較小， 多種因素都在影響著水性涂料的發(fā)展， 開發(fā)價格，技術(shù)條件制約以及相關(guān)法律的不完善都導(dǎo)致其發(fā)展緩慢， 在國外水性涂料的銷售占比可以達到大概八成，但我國只有四成， 這就顯示出我國在水性涂料發(fā)展當(dāng)中的不足。不過這些年來我國環(huán)保政策的出臺以及全國人民環(huán)境保護意識的提高都促進了水性涂料的發(fā)展，投身水性涂料的研究當(dāng)中的年輕人也越來越多， 未來水性涂料在我國的發(fā)展形勢一片大好。同時， 石化能源的缺乏給水性涂料的發(fā)展帶來了新的機遇。因為石油資源屬于不可再生資源， 在石油資源日益緊缺的大環(huán)境下，世界石油價格飛速上漲， 和石油有關(guān)的相關(guān)產(chǎn)品價格也就相應(yīng)升高，這個時候人們注意到了水性涂料的優(yōu)點，因此近年來我國工業(yè)涂裝方面使用水性涂料的例子越來越多， 而根據(jù)國家的環(huán)保政策， 水性涂料的特點能夠很好響應(yīng)其號召， 這是難得的發(fā)展契機。
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