水性涂料（Waterborne Coatings）的研讨是有多年的历史了。水性涂料从最早的出土文物中的矿物粉加水着色，到以蛋清为成膜物加矿物颜料以水为溶剂的水性涂料和上世纪初的石灰水无机涂料作为最古老原始的水性涂料到20世纪50年代顺（反）丁烯二酸二丁酯与醋酸乙烯酯共聚，制得较低玻璃化温度的乳液。到60年代的阴极电泳漆，70年代不断改进乳液的防霉和使用寿命。对乳胶涂料成膜机理的研究属21世纪的课题，并取得不少成果。

水性涂料以水为

分散剂

或溶剂，由于符合当前国际广泛关注的低碳经济绿色环保要求，避免了溶剂性涂料易燃易爆的危害，施工条件可以在相对湿度较高的南方进行，基材表面的干燥度要求也不高。其主要缺点是靠水蒸发固化时间长，烘烤要一定温度耗费能量。涂膜中常常有亲水基团使涂膜耐水性和防腐蚀性变坏，含酯类

树脂

易水解造成涂料难贮存并在使用过程中影响涂膜性能；由于水性树脂对相当部分颜填料的润湿度和分散性差，常常造成浮色和分层；

对于水性

木器涂料

讲，由于世界上的木质千变万化，其热胀冷缩性能、孔隙率、吸水性各不相同，因此要想制造一种水性木器涂料而适用于各种木材是十分困难，甚至是不现实的。针对以上缺点人们花费了不少心血，虽然有诸多成果报导，但是实际现实不容乐观。水性涂料的发展依然比较缓慢，其总体比例总是在5%左右升降。到底是什么原因呢？追根探源，要想解决水性涂料的问题必须从其成膜机理的研究中寻找答案。

也就是说要从基础理论的研究上下狠功夫，才能真正取得问题的具有实质性突破的结果。

一、水性涂料的物理成膜机理

1953年Dillon等在Industrial Engineering Chemistry上发表了题为Plasticizing a synthetic latex的文章，提出了乳液成膜可分为水挥发和乳胶粒子变形两个阶段。1958年Voyutskii 在聚合物科学（Journal of Polymer Science）上发表了题为《Concerning wechanism of film formatiou from high polymer dispesion》一文，提出了乳液成膜有一个聚合物分子相互扩散的过程。

1966年Bradford等提出了成膜温度必须大于聚合物玻璃化转变温度（T

g

）的概念。在上述工作的基础上，成膜过程的三阶段概念被明确提出。这三个阶段分别是1）水蒸发；2）乳液颗粒靠近变形并趋填密；3）相互扩散，当T>T

g

时最终成膜。

有共同的观点是乳液成膜过程中存在一种动力，它促使粒子流动，但是又是造成膜的厚度不均匀的原因。那么这种力，到底是什么力呢？这种力产生的根源是什么呢？研究表明：这种作用力有悬浮体系的作用力，范德华尔力，双电层重叠排斥力，水—空气界面的毛细管作用力，液桥毛细管作用力等。这些力的出现和作用使乳胶颗粒变形，完成第二阶段的变化，并开始颗粒的相互扩散融合直到最后成膜。

有共同的观点是乳液成膜过程中存在一种动力，它促使粒子流动，但是又是造成膜的厚度不均匀的原因。那么这种力，到底是什么力呢？这种力产生的根源是什么呢？研究表明：这种作用力有悬浮体系的作用力，范德华尔力，双电层重叠排斥力，水—空气界面的毛细管作用力，液桥毛细管作用力等。这些力的出现和作用使乳胶颗粒变形，完成第二阶段的变化，并开始颗粒的相互扩散融合直到最后成膜。

对于这第三阶段主要有以下几种理论可以提供参考：

相互扩散理论：由于这一阶段是成膜过程的最后一步，成膜后得到的涂膜性能又是最爱到关注的，因此在膜表面愈合（或通俗讲从液态变化到真正意义上的固态膜）过程所需时间，聚合物分子量，涂膜性能之间的关系是这部分研究的核心。

根据De Gennes理论，Prager—Tinrell理论，Jud-Kausch-William理论均认为聚合物链在沿表面缠绕及....