水性塗料是指以水為溶劑的塗料，其組成成分中水的含量為70%～90%。它們不含苯、醛類、鹵代烴等有毒有機溶劑，也不含甲醛、鉛、鉻等重金屬化合物。水性塗料無毒、環保、幾乎不含揮發性物質、無味、性質穩定，是一種安全無污染的環保塗料。
水性塗料的改性
近年來，為了克服水性塗料的一些不足，對其改性的研究日益增加。最常用的改質原料包括：奈米顆粒、聚氨酯、聚丙烯酸酯、有機矽、環氧樹脂和奈米氧化物改質。
其中，填料（增稠顏料）作為塗料的重要組成部分，是無機改質技術的關鍵手段。填料大多為白色或略帶顏色的粉末，著色力和遮蓋力較弱，但能增加漆膜厚度、調節流變性能、提高機械強度、增強漆膜耐久性並降低成本。它們主要包括鹼土金屬鹽、矽酸鹽以及鋁、鎂等輕金屬鹽。
目前，水性塗料中常用的填料包括：碳材料（石墨烯、碳奈米管）、碳酸鈣、膨潤土、高嶺土、二氧化矽、雲母粉、硫酸鋇和滑石粉。其中，碳酸鈣具有顯著的成本優勢，且流平性、懸浮性和耐磨性也更優異。
水性塗料的應用
綠建築材料
建築工程常用的水性無機建築塗料，以鹼金屬改質矽酸鹽水溶液和膠體二氧化矽水性分散體為主要成膜物質，並添加顏料、填料和添加劑製備而成。由此製成的塗料環保無毒，阻燃，不易剝落，並具有優異的耐候性和保色性。
木製品
碳酸鈣在水性木器塗料中的主要作用是填充縫隙。水性木器清漆不需要碳酸鈣，水性木器實色漆中少量添加碳酸鈣，而水性木膩子則大量添加碳酸鈣。
汽車
目前，汽車工業發達的國家已基本用水性塗料取代了溶劑型塗料。水性塗料目前主要用作汽車的底漆、中間漆和麵漆。
例如，丙烯酸類防石擊底盤塗料主要由丙烯酸酯單體共聚製得的丙烯酸樹脂，以及填料和添加劑配製而成；它是一種合成樹脂乳液。與應用最廣泛的PVC塑溶膠系統和聚氨酯彈性體底盤塗料相比，苯乙烯-丙烯酸乳液以水為主要溶劑，VOC（揮發性有機化合物）含量極低，避免了溶劑的易燃性和毒性。此外，它們還具有良好的耐酸鹼性、耐水性和抗衝擊性，使其成為一種新型的防石擊底盤塗料。
然而，在實際應用中，水性塗料在汽車產業的應用仍面臨一些挑戰。由於水的沸點低、蒸發困難、對環境濕度高度敏感、表面張力高、易產生氣泡、電阻低等特性，水性塗料容易出現流掛和缺陷。