九游体育官网摘要：涂料在生产和使用过程中释放的有机物会对人类健康和生态环境产生影响，成为大气的污染物之一。同时，节能也是选择涂料时要考虑的因素之一。本文介绍了水性涂料在环保方面的贡献，也简要的介绍了隔热涂料的节能作用。

　　涂料是由高分子物质和配料组成的混合物，并能涂覆在基材表面，形成牢固附着的连续涂膜的高分子材料。具有装饰、保护和功能化等作用，在建筑、工业及特殊领域有着广泛的用途，是现代社会不可缺少的重要物资[1]。

　　随着科学技术的发展，人们对涂料的性能及功能提出了更高的要求。21世纪涂料工业的发展趋势是：涂料的绿色化、高性能化和高功能化。进行环境友好涂料的研究和开发是实现涂料的绿色化、高性能化和高功能化的基本要求。

　　“绿色涂料”是指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，也有人称之为“环境友好涂料”。20世纪70年代以前，几乎所有涂料都是溶剂型的。70年代以来，由于溶剂的昂贵价格和降低VOC排放量的要求日益严格，越来越多的低有机机溶剂含量和不含有机溶剂的涂料得到了大发展。促进了涂料工业的健康发展[2]。

　　同时，随着国民经济和现代科学技术的发展，节能新技术受到了人们越来越多的关注。目前，我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右,建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2~3倍。因此，建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，是推动建筑节能工作的有效途径。

　　水性涂料以水为溶剂，使成膜物质均匀分散在水中，又称作水基涂料。它来源广、易于净化、成本低、粘度低、具有良好的涂布适应性和无毒、无刺激、不燃性等特点，是“绿色涂料”的主要发展方向。

　　水性涂料是以水作为溶剂或者分散介质的涂料体系，同粉末涂料、高固体份涂料和辐射固化涂料等涂料体系相比，水性涂料在生产和施工上更加安全、简便和易于操作，具有更为广阔的应用前景。因此，涂料的水性化是环境友好涂料的发展潮流。水性涂料最常见的有：水性环氧树脂涂料、聚氨脂涂料和水性紫外光固化涂料，还有水性丙烯酸酯涂料。

　　传统溶剂型涂料的污染问题引起社会高度重视，以环保产品代替传统产品是涂料工业发展的大趋势，研发水性环氧涂料替代溶剂型环氧涂料是近30年来的研发热点之一[3]。水性环氧树脂涂料是以水作为主要分散介质的环氧涂料。既有溶剂型环氧涂料良好的耐化学品性、附着性、物理机械性、电气绝缘性，又有低污染、施工简便、价格便宜等特点，所以迅速发展到各行各业。

　　可通过基料树脂、固化剂、改性剂等组合,制备各种水性环氧涂料，并广泛应用于许多溶剂型环氧涂料所涉及的领域。但由于为数较多的芳香族环氧树脂耐光性能较差，故多用作底漆、防腐漆等。水性环氧涂料包括水溶性环氧涂料和水乳性环氧涂料[4]。下面对其应用做简单介绍：

　　水性环氧树脂涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面施工，对混凝土表面有良好的附着力，可以封闭混凝土毛细管的水汽，并可防止泛碱，适合作为混凝土封闭底漆。在封闭底漆上面可施工溶剂型或水性环氧地坪涂料。

　　工业地坪涂装方面是水性环氧树脂涂料的重要用途。水性环氧树脂气味小，涂层表面易于清洗，特别适用于医院药品室和手术室、食品加工厂、啤酒厂、饮料厂、制药厂、乳品厂和化妆品厂等需要保持高度洁净无尘的场所，符合GMP要求。如需二次装修，不影响重涂性，新老涂层仍保持良好的粘附性。

　　采用的水性环氧树脂涂料为双组分体系，涂膜固化后具有较高的硬度和良好的抗刮伤性，配成清漆可用于木质地板，替代目前市场上广泛使用的溶剂型聚氨酯水晶地板漆和聚酯家具漆，配成色漆可替代溶剂型环氧树脂和聚氨酯磁漆，用于厨房、家具和机械设备等。

　　水性环氧树脂防腐涂料包括水性环氧铁红防锈漆、水性环氧磷酸锌防锈漆、水性环氧富锌底漆和水性环氧云母防锈漆，与苯丙、乙丙水乳型防锈漆和水性环氧酯防锈漆相比，性能有所改善。经过较长时间的发展，水性环氧防腐蚀涂料已经应用到溶剂型环氧防腐蚀涂料所涉及的领域，国外甚至已将水性环氧防腐涂料列入重防腐涂料的范畴。

　　水性环氧树脂涂料与水泥、沙子配合使用可用作防水沙浆材料。环氧的交联网络和水泥的水合固化形成互穿网络结构，使其具有良好的防渗堵漏效果，可用于屋顶地面、内外墙的裂缝修补，数小时后即可投入使用。

　　水性环氧树脂分子中的极性羟基和醚键对玻纤表面具有很强的粘附性，具有良好的保护功能和集束性。环氧树脂作为成膜剂与其他组分配合，有利于浸润剂的稳定储存。

　　铝箔在使用过程中容易遭受侵蚀，遇碱产生“白粉”或被氧化而锈蚀，缩短铝箔的使用寿命，造成环境污染。空调亲水铝箔上的防腐涂层通常采用水性环氧涂料，采用烘烤方式固化，厚度为1~ 2μm，膜涂层具有良好附着力，且能够耐强碱。

　　水性环氧树脂涂料以水作为分散介质，不含挥发性有机溶剂或含量很低，不燃，储存、运输和使用过程中的安全性很高，固化后形成的涂膜很容易去除放射性污染，而且水性环氧良好的复涂性可以方便核电站的多次装修。国外很多国家已批准水性环氧树脂涂料用于核电站内部内墙、天花板、地坪[5]。

　　水性环氧涂料通常在基料和固化剂分子中应含有羧基、羟基、氨基、醚键和酰胺基等亲水基团，才能获得水溶性或水乳化环氧涂料。水性环氧涂料的性能主要取决于配方的设计是否合理，而使用寿命的长短主要取决于基材处理是否合格[6]。

　　聚氨酯分子结构中含有一定数量的氨基甲酸酯（－NHCOO－）链节的聚合物，聚氨酯含有强的极性基团－NCO、－OH 以及脲基等，此外分子间能形成氢键及范德华力，有较高的内聚力，具有很好的粘接力。水性聚氨酯涂料以水作介质，不需要额外添加乳化剂或分散剂，因为它的分子结构和大小可以根据性能进行灵活调节。与乳胶涂料相比，它具有更好的低温成膜特性。水性聚氨酯涂料对几乎所有常用的塑料基材都有良好的附着性，并具有杰出的耐久性和耐冲击性[7]。

　　水性聚氨酯涂料是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系。这些涂料不仅具有无毒、安全可靠、易操作等优点，同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征，所以得到了广泛的应用。

　　水性聚氨酯(W PU) 是以水为分散介质(替代有机溶剂)的环境友好型材料， 以其制备的涂料广泛用于轻纺、皮革、木器、塑料、建筑、造纸、汽车和工业维护等领域。但是，由于水性聚氨酯分子中引入了亲水基团，在耐水性、耐溶剂性、

　　耐候性、干燥速度等方面表现欠佳，限制了它的应用范围。为了满足人们对环境友好型功能性涂料的需求，一些研究人员通过对水性聚氨酯进行分子结构设计、复合改性、合成工艺和成膜技术改进等方法，制备出特殊性能的水性涂料以应对市场需求，如在分子尺度上进行多元醇分子设计，或将特定分子结构(或者元素) 引入多元醇来改变大分子主链结构，或在微观尺度上进行纳米复合改性，或在成膜过程引入特定官能团进行交联改性等多种方法来提升水性聚氨酯涂料的功能。

　　通过功能化设计制备的功能型水性聚氨酯涂料具有一般通用型水性聚氨酯涂料所不具备的性能，如阻燃、防腐蚀、防霉杀菌、防涂鸦、透明隔热等特殊性能。如涂鸦小广告被称为“城市牛皮癣”，会对市容市貌造成不良的影响，且清除困难。较为有效的方法是涂刷防涂鸦涂料。防涂鸦涂料须具有多功能特性，包括良好的疏水疏油性、耐沾污性、耐刮性、耐化学品性和易清洁性。决定防涂鸦涂料主要性能的是所采用的树脂，目前所用大多是溶剂型的聚氨酯、硅树脂、氟树脂等。提高涂膜的防涂鸦性主要是通过改善涂膜的表面性能使之对污染物难以吸附并容易除去，以及提高涂膜的致密性使污染物不易渗入这两个基本途径。目前，主要是利用有机硅和氟树脂来改善W PU涂料的表面性能，并降低表面吉布斯自由能[8]。

　　目前，国内功能型W PU 涂料的生产及应用与国外相比尚处于起步阶段，产品性能有待进一步提升。同时，功能型WPU涂料的研究正朝着高性能化和多功能化方向发展，尤其要强调W PU 的分子设计和合成工艺方法。合成W PU 时，采用各种方法引入具有特殊功能的分子链节到分子主链或侧链上，使W PU 具有特殊功能性；开发新型高效亲水扩链剂或利用各种官能团间反应引入专用交联剂，提高W PU 涂膜耐水、耐溶剂性能以及贮存稳定性；利用各类纳米材料、可再生材料通过化学改性达到分子级复合以大幅提升材料性能，这些方法都是功能型W PU 涂料的未来发展方向。

　　W PU 涂料以其优异的性能和特点，广泛地应用于以下几个方面：(1)木器涂料；(2)汽车涂料；(3)纸张涂料；(4)皮革装饰剂。随着研究的不断深入，相信将会出现性能更好、品种更多的改性水性PU 涂料的新产品[9]。

　　水性丙烯酸酯涂料用的丙烯酸树脂主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯与乙烯系单体，如苯乙烯经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂，及其它具有活性可交联官能团树脂改性的丙烯酸树脂。水性丙烯酸酯涂料因具有优异的保色保光性能、耐候性能和力学性能而获得广泛的应用。

　　但在实际应用中, 由于自身结构的限制, 仍存在些不足之处，如低温易变脆、高温变黏失强、易回黏的缺点，影响了装饰效果和使用价值，硬度、抗污染性、耐溶剂性等方面也存在不足。为了更好的提高丙烯酸涂料的综合性能，扩大其应用范围，一些研究人员对丙烯酸酯涂料进行了改性[10]。

　　聚氨酯具有较强的机械耐磨性、涂膜丰满光亮、耐化学品性能好等优点，丙烯酸酯涂料具有保光保色及户外耐久性好等优点，因此将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，具有广泛的应用前景。

　　环氧树脂具有黏附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性以及热稳定性好等优点 。丙烯酸与环氧树脂反应生成环氧丙烯酸酯，这种树脂具有抗化学腐蚀、附着力强、硬度高、价格便宜等优点，用它作预聚物制备的涂料在紫外光照射下可发生光聚合或光交联反应，它不仅固化速度快，而且涂膜性能优良， 近年来发展迅速，正逐步取代传统木材、纸张、金属等使用的涂料。

　　随着现代科学技术的进步, 对导电涂料的性能要求和需求量都将进一步提高。新型导电材料和环保型导电涂料将有广阔的研究开发前景和日益增加的市场需求。石墨和炭黑等炭系掺合型导电涂料由于具有环境适应性好、密度小、价格比金属系导电涂料低等突出优点而受到人们的重视。以丙烯酸酯为成膜物质, 加入银粉在适当的条件下可制得导电涂料银浆，此类导电银浆是一种复合型导电高分子聚合材料, 它是由金属银微粒、基料树脂、溶剂和助剂组成的一种机械混合物浆料。导电银浆具有优良的导电性能, 并且性能稳定, 是电子领域、微电子技术中重要的基础材料之一。

　　纳米材料的粒径尺度在1~ 100nm 内, 是一类超细固体材料，物质到纳米尺度以后, 性能就会发生突变, 出现特殊性能, 如尺寸效应、表面效应、量子效应等。将纳米材料加入到丙烯酸酯涂料中可以极大的改善涂料的各种特殊性能。

　　水性光固化涂料，具有固化快，不需外加热，可配成无溶剂产品，减少大气污染，有利于环保，节省能量，固化过程可以自动化操作等特点，它是一种高效、节能、环保，适用于各种基材的绿色涂料。

　　水性紫外光固化涂料（UVCC）一般由水性UV树脂（低聚物）、水、光引发剂和功能助剂（如颜填料、消泡剂、表面活性剂或其他分散稳定剂、湿润剂、流平剂和填料等）等组成。水性UVCC 的分类方法最常见的是将其分为水溶性和水分散性两大类。

　　目前水性UVCC 已经在纸张上光油、木器清漆、丝印油墨、电沉积光致抗蚀剂等领域获得实用，正在开发用于水显影型光成像阻焊剂、凹印油墨、柔印油墨、UV 喷墨油墨、皮革涂料和织物涂料等领域[11]。

　　水性UVCC 由于其环保、固化速率快、节能等优良性能，符合人们不断增强的环保需求，具有非常巨大的发展潜力。水性UV 涂料可以在光引发剂和UV的作用下迅速进行交联固化。未来水性UV 固化技术将朝着以下几个方面发展：1)制备新型的齐聚物：包括低粘度、高活性、高固含、多功能以及超支化等；2)开发新型的活性稀释剂： 包括新型的丙烯酸酯活性稀释剂， 具有高转化率、高反应活性、低体积收缩率；3)研究新型固化体系：为克服有时因UV 穿透能力有限产生的固化不完全的缺陷，采用双重固化体系，使得两者的协同作用充分发挥， 促进水性光固化材料的应用领域得到进一步发展。

　　隔热涂料是指近几年发展起来的一种具有隔热、防晒、节能、环保、施工简易、工期短、见效快的功能性涂料。

　　隔热漆从特性原理分类主要有三种，阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料和辐射型隔热涂料。除了上述三种类型隔热涂料，国外隔热功能涂料已经出现一种隔热保温涂料，除了具备上述隔热涂料的优点以外，更具备奇特的保温效果。

　　阻隔型隔热涂料是通过对热传递进行阻抗而实现隔热。热传递是通过对流、辐射及分子振动热传导三种途径来实现的。材料导热系数的大小是材料隔热性能的决定因素，导热系数越小，隔热性能就越好。这种类型的涂料通常以表现密度小、内部结构疏松、气孔率高以及含水率小的材料作为轻骨料。依靠粘结剂的作用使其结合在一起，直接涂抹于设备或者墙体的表面达到隔热的效果[12]。在制备涂料时主要选择低热导率物质及在涂料成膜后引入热导率低的空气。常用的阻热填料有空心玻璃珠、空心陶瓷粉、空心纤维、海泡石、蛭石、珍珠岩等

　　主要反射太阳光在400~1800nm的光谱能量。因此，需要研制的反射型隔热性隔热涂料在此波长范围内对太阳辐射的反射率越高，涂层的隔热效果就会越好。其反射性材料为纳米材料。反射型隔热涂料就是通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜料、填料及生产工艺，制得高反射率的涂层来反射太阳热，从而达到隔热降温的目的。反射型隔热涂料与各种基材附着力好，与底漆中间漆具有良好的亲容性，耐候性强，一般使用的溶剂无刺激性气味，大大减少了施工对环境的影响，且隔热效果较阻隔型隔热涂料明显。其现实存在的问题是大多反射型隔热涂料是溶剂体系，而当前建筑涂料中广泛使用的是水性涂料，因此，如何

　　辐射型隔热涂料主要是把吸收的日照光线和热量以一定波长发射到空气中，从而达到良好的隔热降温效果。其使用的材料为多种金属氧化物，如三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二钴、氧化铜等反射型尖晶石掺杂物。

　　也可把上述几种功能进行复合，如既有阻隔又有反射功能的隔热涂料等，也是隔热涂料的发展趋势。辐射型隔热涂料不同于阻隔型隔热涂料和反射型隔热涂料，因为后两者只能减缓但不能阻挡热量的传递。当热量缓慢地通过隔热层和反射层后，内部空间的温度缓慢地升高，此时，即使涂层外部温度降低，热能也只能困陷其中。而辐射型隔热涂料却能够以热发射的形式将吸的热量辐射掉，从而促使室内与室外以同样的速率降温。但是辐射型隔热涂料原材料的选取和烧结工艺比较复杂，要想达到稳定的发射率还需进一步地深入研究。

　　普通玻璃虽然透明性好，但是对红外线的隔绝不够，给许多需要隔绝热辐射的场合带来巨大的能量损失。为节约能源，人们采取了使用金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜等产品，用以反射部分太阳光中的能量，从而达到隔热降温的目的[13]。

　　透明隔热涂料是一种能将太阳光中的热量（主要是红外线部分产生）由涂料表面反射回去，留住可见光，从而生产出隔热透明作用的纳米透明隔热涂料。将纳米透明隔热涂料应用于建筑玻璃上, 有效阻隔太阳通过透明玻璃的红外热辐射, 可让80%的可见光透过进入室内被物体所吸收, 同时又能将90% 以上的室内物体所辐射的长波保留在室内, 达到“冬暖夏凉”的节能效果, 为建筑节能开辟了一条新途径。

　　纳米透明隔热涂料结合了尖端的纳米粒子技术和微层涂敷技术，应用于建筑物的玻璃表面，在不改变玻璃的透光性，能有效屏蔽红外热辐射和吸收紫外线， 而且兼顾了整体性和美观性。同时，纳米透明隔热涂料在保证可见光透过的同时，还能反射波长较长的室内暖气热辐射，有利于采暖效果和阻挡室内热能通过玻璃门窗传导外泄,减少冬季室内能量的损耗，以达到“冬暖夏凉”的节能效果。

　　纳米透明隔热涂料为满足产品功能的需求，采用高分子透明树脂分散体和纳米导电超细粒子为主要原材料，高分子透明树脂和纳米导电超细粒子以水为分散介质，在生产和使用过程中物理性能稳定，基本没有化学反应发生，无毒无害，没有废渣、废液、废气排放,生产过程清洁，原材料中不含对人体有害的成分，符合现代人对家居环保的要求，属环境友好型产品。

　　纳米透明隔热涂料可见光透过率高、红外屏蔽率高。能够有效隔绝太阳热辐射，具有很好的节能效果，可应用于多种领域：（1）应用于汽车、火车、飞机的挡风玻璃，建筑玻璃等，起到了很好的隔热降温作用，且无发射光污染；（2）涂覆于玻璃上制成纳米透明隔热玻璃，包括单层玻璃，中空玻璃以及夹层玻璃，透明隔热玻璃高透光率特点使其适用于不分地域的高通透性外观设计的建筑，使建筑物透明，且有很好的隔热效果；（3）涂覆于聚碳酸酯等透明树脂上制成纳米透明隔热板材，应用场合非常广泛；（4）涂覆于聚酯薄膜，制成透明隔热贴膜，可应用于建筑及汽车窗玻璃。

　　随着人们对居住要求的提高和建筑水平的进步，各种玻璃在住宅中应用的比例呈现明显上升的趋势。目前，我国公共建筑总面积大约为45亿平方米，其中99％都属于高能耗建筑。如果我们投入这方面的改造的线结语

　　涂料水性化是涂料工业的发展趋势之一，水性涂料也是环境友好型涂料的主要品种。水性涂料成膜受外界环境的影响较大， 研究水性涂料的成膜机理将有助于得到较好的涂膜，保证水性涂料的应用效果， 因此水性涂料应致力于研究抗应力和环境温度方面的变化， 提高整体综合性能。

　　在这样一个注重节能环保低碳的时代，房屋建筑当中使用更环保节能的建筑涂料已经是发展的必然趋势。在涂料的选择中，不仅要考虑到涂料的环保性，也要考虑其节能性。隔热涂料在节能中有着突出贡献，对其进行进一步的发展和研究有着重要的意义。

　　[1]阿地里江.绿色涂料的现状与发展趋势[J].企业导报，2011（14）.

　　[2]蒋文嵘.绿色涂料研究进展[J].常州工程职业技术学院学报，2009（03）.

　　[3]刘兢科，刘孝.环保节能型水性环氧树脂涂料的研制[J].现代涂料与涂装，2011,14（3）.

　　[4]张黎，舒武炳.水性环氧树脂涂料[J].涂料技术与文摘，2003，（01）:1～5.

　　[5]刘守贵，李嘉，曾本忠，等.水性环氧树脂及其涂料应用[J].化工新型材料，2008,36（11）:21～23.

　　[6]苏义华.环保型环氧涂料的研究进展及应用[J].化学工程师，2011，（2）.

　　[7]王凌，李斌，杜新胜，等.我国水性涂料的研究现状[J].杭州化工，2011，（01）:13～16.

　　[8]杨建军，张建安，吴庆云，等.功能型水性聚氨酯涂料的设计与应用最新进展[J].涂料工业，2011,41（3）.

　　[9]廖文波，魏争，蓝仁华.绿色环保涂料的发展方向[J].广东化工，2008，35（1）：52～55.

　　[10]李勇.丙烯酸酯涂料的改性研究进展[J].常州轻工职业技术学院学报，2008，(02).

　　[11]高倩，胡卫雅，方锡武，等.水性紫外光固化涂料的研究进展[J].化工生产与技术，2011，18（3）：39～41.

　　[13]姚晨，赵石林，缪国元.纳米透明隔热涂料的特性与应用[J].涂料工业，2007,37（01）：29～32.

　　[14]黄志明，谢松蔚.浅谈在节能建筑中纳米透明隔热涂料的应用[J].民营科技，2010，（09）.