水性涂料的生产工艺及应用

水性涂料生产工艺及应用目录1水性涂料简介2水性涂料分类及机理3水性生产工艺4水性涂料应用水性涂料简介凡是用水作溶剂或者作分散介质，树脂作为分散相，形成的非均相体系，都可称为水性涂料。在20世纪40年代，P.Schlack研发生产出了阳离子水性聚氨酯，标志着水性涂料的开端。1980年，水性丙烯酸共混体系在瑞典，挪威，丹麦被迅速推广并商品化。水性涂料与溶剂型涂料的最大区别在于：涂料中的大部分有机溶剂被水所取代，由水、有机溶剂、氨基树脂、交联乳液、树脂、颜料等组成。水性涂料与溶剂型涂料的组成对比水性涂料的组成及分类水性涂料的组成为：水性树脂、颜填料、助剂、水等。水溶性涂料一般情况下分为：水溶胶涂料乳胶涂料水性丙烯酸涂料按树脂类型分类：水性环氧涂料水性聚氨酯涂料按用途分类：水性建筑涂料和水性工业涂料1、水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；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2、水的表面张力比有机溶剂高，导致对被涂基底的浸润较差，所以在使用水基涂料时必须提供清洁的基底。3、与有机溶剂相比，水的汽化热很高，因此水基涂料的干燥需要更多的能量也许要更长的时间。4、水是不燃的，有利于储存和运输，使用时可安全接触。水性涂料基本成分—水水性树脂通过溶液聚合，得到高固体份的溶液树脂，在树脂中引入—OH、—COOH、—NH2等亲水性官能团，将成盐或含其他亲水官能团的树脂分散在水中并形成透明溶液，此溶液为水溶性树脂。Ps:实际上，水性涂料在水中是不溶的，树脂以粒子的形式分散在水相中，为了获得稳定的水性树脂体系，一般需要加入亲水性的溶剂——助溶剂。水性树脂-主要成膜物质水溶性醇酸树脂水溶性氨基树脂颜料和填料颜料：是漆膜的重要成膜物质。它不仅提供了人们所需要的装饰色彩，遮盖被涂底层，而且还能改善漆膜的性能，提高漆膜的机械强度和防腐蚀性能，减少漆膜的透气性和透水性，有的还表现出特殊性能，在涂料的功能化中起到关键性作用。①白色颜料——钛白粉、氧化锌、锑白、立德粉等；②黄色颜料——铅铬黄(浅、中、深)、铁黄等；③红色颜料——铁红(湿法)、大红粉、透明红等；④蓝色颜料——酞菁蓝、群青等；⑤黑色颜料——炭黑、铁黑等；⑥体质颜料（填料）——硫酸钡(沉淀)、滑石粉、瓷土等颜料及填料-次要成膜物质助剂诸如增稠、气泡、沉淀、流平、增强附着力、增强耐水性等，仅靠涂料的基料和颜料是达不到要求的，这就必须添加相应的其他原料来与其配合，以此来提高涂料的综合性能。这些“其他原料”即称为“助剂或者添加剂”(1）分散剂（2）乳化剂（3）增稠剂（4）杀菌防腐剂（5）消泡剂（6）成膜助剂……水性涂料成膜机理涂料的成膜定义：就是涂覆在基材表面的涂料由液态转化为无定形固态薄膜的过程。根据聚合物乳液的成膜过程的机理，人们普遍认为其成膜过程分为三个阶段。第一阶段：聚合物乳液中水分挥发，当乳胶颗粒占胶层的74%时，乳胶颗粒相互靠近，达到密集的充填状态，水和水溶性物质充满在乳胶颗粒的空隙间。第二阶段：随着水分继续不断挥发，聚合物颗粒表面吸附的吸附层被破坏，间隙越来越小，直至形成毛细管，毛细管作用迫使乳胶颗粒变形，随着挥发介质的增多，压力越来越大，直至颗粒间界面消失。第三阶段：最后水分挥发，压力达到能使每个乳胶粒中的分子链扩散到另一颗粒分子链中，颗粒进一步合并，乳胶颗粒中的聚合物链段开始不断相互扩散，逐渐形成连续均匀的乳胶涂膜。水性涂料成膜机理水性涂料配方设计配方设计要求：要制得优良的水性涂料，首先要考虑以下几点因素：1、水性涂料稳定性2、水性涂料的交联与固化3、颜填料的体积浓度4、最低成膜温度5、水性涂料的流变性能和水性涂料中挥发有机物含量水性涂料的生产生产过程可以分成几个独立的步骤，其中最关键的步骤是颜料和填料在液相(水或粘结剂）中的分散。这些步骤主要包括：（1）生产预混料；（2）分散过程；（3）混合、研磨；（4）测试、校正及最后调整；（5）过筛、包装配料分散研磨调漆树脂、颜料、溶剂消泡剂、分散剂树脂、固化剂、助剂、溶剂过滤检测包装水性建筑涂料的应用主要品种是水性聚氨酯涂料、水溶性丙烯酸涂料以及无机高分子涂料。1）内墙的应用：乳胶涂料中，聚醋酸乙烯类是内墙涂料的主要品种，基本取代了耐水性差的聚乙烯醇为粘结剂的106、107建筑涂料。苯丙乳液目前大量用于内墙涂料的制备。2）外墙的应用：乳胶型外墙涂料主要以苯丙乳液为主（德国、日本），我国主要以丙烯酸乳液为主。水性木器涂料主要以水性聚氨酯为基体，通过丙烯酸、有机硅、有机氟等一种或多种进行改性，具有高耐磨性。目前多应用于木地板、桌椅等制品。汽车涂料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。国内汽车防锈底涂层绝大部分使用水性电泳漆。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。美国、加拿大、日本等其它国家水性汽车涂料树脂主要包括水性丙烯酸、水性醇酸和水性环氧树脂，目前正大力发展水性聚氨酯。水性汽车涂料的应用