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　　摘自《化工新型材料》作者：王玉婷

　　水性涂料又稱水性漆或水基漆，它是以水為主要溶劑（含水量為20%～50%）的涂料，是一種綠色環(huán)保涂料，水性涂料包括水稀釋型、水分散型（乳膠漆）和水溶型這3種。與溶劑型涂料相比，它以水作為主要揮發(fā)分，具有無毒環(huán)保、無氣味、可揮發(fā)物極少、不燃不爆等優(yōu)點(diǎn)，是世界涂料發(fā)展的主要方向。在全球涂料市場中，水性涂料的總產(chǎn)值占51%、總產(chǎn)量占57%，且市場還將持續(xù)增長。目前，在歐美發(fā)達(dá)國家，水性涂料普及率高達(dá)80%，而在我國水性涂料的市場份額逐年增加，發(fā)展也非常迅速。

　　水性涂料按合成該涂料的水性樹脂的不同又可分為丙烯酸酯涂料、醇酸涂料、環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料等四大類型。其中，水性丙烯酸樹脂涂料是主要品種，市場占有率**高，具有耐光性、耐候性、耐熱性良好，以及顏色淺、施工性能好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、家具、建筑等行業(yè)得到了應(yīng)用。水性丙烯酸涂料功能化應(yīng)用研究方向如圖1所示。

　　但是，水性丙烯酸涂料也存在干燥時(shí)間較長、高溫時(shí)易變黏、低溫時(shí)易變脆、本身易燃等缺點(diǎn)。特別是水性丙烯酸涂料本身易燃的缺點(diǎn)容易導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，從而造成大量的人員傷亡和重大的財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重制約了水性丙烯酸涂料的廣泛推廣應(yīng)用。因此，加強(qiáng)水性丙烯酸阻燃涂料的研究具有十分重要的意義。近年來，水性丙烯酸涂料的易燃問題逐漸引起了人們的關(guān)注和重視，有關(guān)水性丙烯酸阻燃涂料的研究逐漸增加。然而，目前水性丙烯酸阻燃涂料的相關(guān)研究報(bào)道仍然較少，也未見相關(guān)研究進(jìn)展的報(bào)道，這不利于水性丙烯酸涂料的大量推廣應(yīng)用。本文對(duì)水性丙烯酸阻燃涂料的阻燃機(jī)理、制備工藝與阻燃性能等方面的研究情況進(jìn)行了概述，并對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，可為水性丙烯酸阻燃涂料的研究與應(yīng)用提供參考。

　　1.水性丙烯酸阻燃涂料的阻燃機(jī)理

　　根據(jù)阻燃機(jī)理的不同，可將阻燃涂料分為膨脹型阻燃涂料和非膨脹型阻燃涂料兩大類。早期的阻燃涂料都是非膨脹型，而膨脹型阻燃涂料則是近些年才逐漸發(fā)展起來的。

　?。?）非膨脹型阻燃涂料的阻燃機(jī)理

　　對(duì)于非膨脹型阻燃涂料，其在接觸火焰高溫時(shí)，涂層的體積基本不發(fā)生膨脹，而是形成熔融的類似釉質(zhì)的保護(hù)層，該保護(hù)層質(zhì)地致密，可有效避免氧氣與可燃物的接觸，另外該釉質(zhì)保護(hù)層中有含有熱容較高的吸熱載體，可延緩保護(hù)層溫度的上升。

　?。?）膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理

　　與非膨脹型阻燃涂料相比，膨脹型阻燃劑在燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧及其毒性更低，且具有阻燃性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注和重視。膨脹型阻燃涂料是**簡單、經(jīng)濟(jì)、有效地防止材料發(fā)生火災(zāi)的方法，它在高溫下形成了一層均勻致密的膨脹性炭層，能隔絕氧氣與炭層內(nèi)部材料的接觸，阻礙燃燒產(chǎn)生的熱量向材料內(nèi)部傳遞，同時(shí)釋放出不燃性氣體，稀釋材料表面氧氣濃度，起到阻燃的作用。其膨脹炭層是經(jīng)過以下幾步形成的，大體的形成過程如圖2所示。

　　綜合來看，與非膨脹型阻燃涂料相比，膨脹型阻燃涂料的阻燃性能更為優(yōu)異。

　　2.水性丙烯酸阻燃涂料的制備工藝與阻燃性能

　　水性丙烯酸阻燃涂料的制備工藝對(duì)其阻燃性能有著決定的影響，其中原料配比、原料種類和反應(yīng)溫度的影響**顯著。由于非膨脹型水性丙烯酸阻燃涂料的研究較少，故僅對(duì)膨脹型阻燃涂料的制備工藝與阻燃性能的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。 

　?。?）原料配比對(duì)涂料阻燃性能的影響

　　原料配比直接影響著阻燃涂料的阻燃隔熱性能，阻燃劑含量過高、過低或配比不恰當(dāng)都不利于形成優(yōu)質(zhì)的炭化層。

　　（2）原料種類對(duì)涂料阻燃性能的影響

　　原料種類對(duì)涂料的阻燃性能也有著重要的影響，原材料密度、分散性、本身的阻燃性以及原材料之間的相互反應(yīng)等都會(huì)影響著阻燃涂料的性能。

　?。?）溫度對(duì)涂料阻燃性能的影響

　　溫度對(duì)阻燃涂料中阻燃助劑的擴(kuò)散和遷移起著重要的作用，這是致使涂料阻燃性能變化的關(guān)鍵因素。不論是改性丙烯酸乳液的溫度、合成阻燃劑的溫度或是測試阻燃的溫度，都會(huì)或多或少影響著阻燃涂料的阻燃性能。

　　3.水性丙烯酸阻燃涂料的應(yīng)用

　　水性丙烯酸涂料的阻燃性能不佳，在一定程度上阻礙了它在家具、木材、鋼材、建筑等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。為此，國內(nèi)外學(xué)者采用在阻燃丙烯酸系涂料中添加阻燃劑（添加法）和加入反應(yīng)型阻燃劑（合成法）這兩種方法制備水性丙烯酸阻燃涂料，拓寬水性丙烯酸涂料的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　水性丙烯酸阻燃涂料廣泛應(yīng)用于建筑、電氣設(shè)備、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，以下是其主要應(yīng)用。

　?。?）建筑領(lǐng)域：可以應(yīng)用于建筑物的隔墻、屋頂、梁柱、地板等部位，提高建筑物的防火等級(jí)，減少火災(zāi)損失。

　?。?）電氣設(shè)備領(lǐng)域：可以應(yīng)用于電氣設(shè)備、電線、電纜等部位，提高電氣設(shè)備的防火等級(jí)，減少電氣火災(zāi)的發(fā)生。

　?。?）交通運(yùn)輸領(lǐng)域：可以應(yīng)用于汽車、火車、飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的內(nèi)飾部位，提高交通運(yùn)輸工具的防火等級(jí)，保障乘客的安全。

　?。?）其他領(lǐng)域：阻燃丙烯酸涂層膠還可以應(yīng)用于地鐵、船舶、油罐等領(lǐng)域，提高設(shè)備、物體的防火等級(jí)，保障其安全。

　　4.結(jié)語

　　目前，有關(guān)水性丙烯酸阻燃涂料的研究與應(yīng)用已取得了不錯(cuò)的成效。但仍存在涂料中水分會(huì)對(duì)木材、竹材等親水性類基材的性能造成不利影響、容易吸濕返潮、成膜時(shí)間長、性能不及溶劑型涂料等問題待完全解決，亟待開展深入系統(tǒng)的研究，以拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域和推動(dòng)其更大規(guī)模的應(yīng)用。