摘自《化工新型材料》作者：王玉婷

　　水性涂料又称水性漆或水基漆，它是以水为主要溶剂（含水量为20%～50%）的涂料，是一种绿色环保涂料，水性涂料包括水稀释型、水分散型（乳胶漆）和水溶型这3种。与溶剂型涂料相比，它以水作为主要挥发分，具有无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆等优点，是世界涂料发展的主要方向。在全球涂料市场中，水性涂料的总产值占51%、总产量占57%，且市场还将持续增长。目前，在欧美发达国家，水性涂料普及率高达80%，而在我国水性涂料的市场份额逐年增加，发展也非常迅速。

　　水性涂料按合成该涂料的水性树脂的不同又可分为丙烯酸酯涂料、醇酸涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料等四大类型。其中，水性丙烯酸树脂涂料是主要品种，市场占有率**高，具有耐光性、耐候性、耐热性良好，以及颜色浅、施工性能好等优点，在汽车、家具、建筑等行业得到了应用。水性丙烯酸涂料功能化应用研究方向如图1所示。

　　但是，水性丙烯酸涂料也存在干燥时间较长、高温时易变黏、低温时易变脆、本身易燃等缺点。特别是水性丙烯酸涂料本身易燃的缺点容易导致火灾的发生，从而造成大量的人员伤亡和重大的财产损失，严重制约了水性丙烯酸涂料的广泛推广应用。因此，加强水性丙烯酸阻燃涂料的研究具有十分重要的意义。近年来，水性丙烯酸涂料的易燃问题逐渐引起了人们的关注和重视，有关水性丙烯酸阻燃涂料的研究逐渐增加。然而，目前水性丙烯酸阻燃涂料的相关研究报道仍然较少，也未见相关研究进展的报道，这不利于水性丙烯酸涂料的大量推广应用。本文对水性丙烯酸阻燃涂料的阻燃机理、制备工艺与阻燃性能等方面的研究情况进行了概述，并对应用前景进行了展望，可为水性丙烯酸阻燃涂料的研究与应用提供参考。

　　1.水性丙烯酸阻燃涂料的阻燃机理

　　根据阻燃机理的不同，可将阻燃涂料分为膨胀型阻燃涂料和非膨胀型阻燃涂料两大类。早期的阻燃涂料都是非膨胀型，而膨胀型阻燃涂料则是近些年才逐渐发展起来的。

　　（1）非膨胀型阻燃涂料的阻燃机理

　　对于非膨胀型阻燃涂料，其在接触火焰高温时，涂层的体积基本不发生膨胀，而是形成熔融的类似釉质的保护层，该保护层质地致密，可有效避免氧气与可燃物的接触，另外该釉质保护层中有含有热容较高的吸热载体，可延缓保护层温度的上升。

　　（2）膨胀型防火涂料的阻燃机理

　　与非膨胀型阻燃涂料相比，膨胀型阻燃剂在燃烧过程中产生的烟雾及其毒性更低，且具有阻燃性能好、成本低等优点，越来越受到人们的关注和重视。膨胀型阻燃涂料是**简单、经济、有效地防止材料发生火灾的方法，它在高温下形成了一层均匀致密的膨胀性炭层，能隔绝氧气与炭层内部材料的接触，阻碍燃烧产生的热量向材料内部传递，同时释放出不燃性气体，稀释材料表面氧气浓度，起到阻燃的作用。其膨胀炭层是经过以下几步形成的，大体的形成过程如图2所示。

　　综合来看，与非膨胀型阻燃涂料相比，膨胀型阻燃涂料的阻燃性能更为优异。

　　2.水性丙烯酸阻燃涂料的制备工艺与阻燃性能

　　水性丙烯酸阻燃涂料的制备工艺对其阻燃性能有着决定的影响，其中原料配比、原料种类和反应温度的影响**显著。由于非膨胀型水性丙烯酸阻燃涂料的研究较少，故仅对膨胀型阻燃涂料的制备工艺与阻燃性能的研究进展进行阐述。 

　　（1）原料配比对涂料阻燃性能的影响

　　原料配比直接影响着阻燃涂料的阻燃隔热性能，阻燃剂含量过高、过低或配比不恰当都不利于形成优质的炭化层。

　　（2）原料种类对涂料阻燃性能的影响

　　原料种类对涂料的阻燃性能也有着重要的影响，原材料密度、分散性、本身的阻燃性以及原材料之间的相互反应等都会影响着阻燃涂料的性能。

　　（3）温度对涂料阻燃性能的影响

　　温度对阻燃涂料中阻燃助剂的扩散和迁移起着重要的作用，这是致使涂料阻燃性能变化的关键因素。不论是改性丙烯酸乳液的温度、合成阻燃剂的温度或是测试阻燃的温度，都会或多或少影响着阻燃涂料的阻燃性能。

　　3.水性丙烯酸阻燃涂料的应用

　　水性丙烯酸涂料的阻燃性能不佳，在一定程度上阻碍了它在家具、木材、钢材、建筑等领域的广泛应用。为此，国内外学者采用在阻燃丙烯酸系涂料中添加阻燃剂（添加法）和加入反应型阻燃剂（合成法）这两种方法制备水性丙烯酸阻燃涂料，拓宽水性丙烯酸涂料的应用领域。

　　水性丙烯酸阻燃涂料广泛应用于建筑、电气设备、交通运输等领域，以下是其主要应用。

　　（1）建筑领域：可以应用于建筑物的隔墙、屋顶、梁柱、地板等部位，提高建筑物的防火等级，减少火灾损失。

　　（2）电气设备领域：可以应用于电气设备、电线、电缆等部位，提高电气设备的防火等级，减少电气火灾的发生。

　　（3）交通运输领域：可以应用于汽车、火车、飞机等交通运输工具的内饰部位，提高交通运输工具的防火等级，保障乘客的安全。

　　（4）其他领域：阻燃丙烯酸涂层胶还可以应用于地铁、船舶、油罐等领域，提高设备、物体的防火等级，保障其安全。

　　4.结语

　　目前，有关水性丙烯酸阻燃涂料的研究与应用已取得了不错的成效。但仍存在涂料中水分会对木材、竹材等亲水性类基材的性能造成不利影响、容易吸湿返潮、成膜时间长、性能不及溶剂型涂料等问题待完全解决，亟待开展深入系统的研究，以拓宽其应用领域和推动其更大规模的应用。