1 引(yǐn)言

防腐蝕塗層是防止基材(cái)腐蝕的主要(yào)方法(fǎ)之一，目前各防腐(fǔ)蝕塗層多采用溶劑型防腐塗料(liào)，該塗料 很 大的缺點是含有大量的溶(róng)劑，污染環境(jìng)、易燃，對人體和人類的生存環境造(zào)成危害。另外油漆中(zhōng)的(de)溶劑大部分來自石油和(hé)煤炭，這些資(zī)源均爲不可再生資源，人類過度開發終将造成資源的匮乏。這些資源的浪費和污染(rǎn)環境與世界低碳經濟的發展要求相背。從國内外塗料的(de)發展趨勢(shì)，以(yǐ)及技術進步的可能性分析開發環保的防腐漆是塗料業發展不可逆(nì)轉的趨勢。本文詳述了環保型的水性漆分類以及在工(gōng)業塗裝領域的應用(yòng)研究。 

2 法規依據

1986年德國制定了《大氣淨化技術綱要(yào)TA-LUFT》。1988年日本(běn)制定了《碳化氫(qīng)排出抑制指導方針》。1990美國通過的CAAA《清潔空氣法修正案》要求采取嚴格措施。1992年UNEP國際議定書通過《大氣(qì)污染的防治VOC消減計(jì)劃(huà)》。1994年歐洲(zhōu)提出了《限制汽車塗裝過程中排放物溶劑控制指令》。2005年美國啓用更爲嚴(yán)格的VOC法規，工業維護塗料的VOC含量限制在350g/L，其中底漆和中塗(tú)的VOC含量限制在250g/L。我國政府也越來越重視(shì)塗料中VOC的問題，國家質檢總局2001年12月10日發布了《10項室内(nèi)裝飾裝修材料中(zhōng)要害物質限量的(de)強制性标準(zhǔn)》。2005年國(guó)家環境保護總局頒布了(le)HJ/T201―2005《環境标志産品技術要求―水性(xìng)塗(tú)料》明确規定(dìng)了水(shuǐ)性工業漆産品的VOC含量小(xiǎo)于250g/L。2010年6月1日發布(bù)的強制(zhì)性國家标準(zhǔn)GB24409-2009《汽車塗料中有害物(wù)質限量》對汽車塗料中VOC含量進行了限制。

3 水性漆的大緻分類和特點

按成膜(mó)樹脂(zhī)分目前較成(chéng)熟的水性漆可分(fèn)爲單(dān)組份水性丙(bǐng)烯酸類、水性醇酸(suān)類、水性環氧酯類、水性氨基類、雙組(zǔ)份水性(xìng)環氧類、和(hé)雙組份水性聚氨(ān)酯類等(děng)。  

水性丙烯酸(suān)樹脂（乳液）

1）水性(xìng)丙(bǐng)烯酸類是水性漆中使用量 很 大(dà)應用面 很 廣的(de)一(yī)類水性(xìng)漆。該類産品以水性丙烯酸樹(shù)脂（乳液）爲成(chéng)膜基料，附以其他(tā)成分可以(yǐ)制備(bèi)出非常豐富的水性(xìng)丙烯(xī)酸塗料。由于水性丙(bǐng)烯酸樹脂（乳液）采用不同的軟硬單體，制備出(chū)不同硬度甚至彈(dàn)性的乳液；采用特殊的功能單體，可以制備在多種底材上(shàng)具有優異附着力或優異耐腐蝕性的乳液，等等。因(yīn)而可以制成不同性能要求的水性漆。如側重于耐(nài)腐蝕性的水性防鏽型丙(bǐng)烯酸漆，側重于耐光老化(huà)和高裝飾性的水性丙烯酸面漆。水性(xìng)丙烯酸類塗(tú)料具有助溶劑含量(liàng)少、漆膜幹燥速度快(kuài)、施工效率高、色彩(cǎi)豐富、漆膜豐滿等諸多優點。但也存在一些不足之處，比如環境(jìng)溫度和濕度的變(biàn)化對漆膜幹燥和性能(néng)影(yǐng)響較大，對底材處(chù)理要求比較嚴格，輕微的底材鏽蝕或雜質即可能造成大面積的閃鏽(xiù)發生。

醇酸樹脂

2）傳統的醇(chún)酸樹脂漆在油漆的使用中占(zhàn)有相當大的比例，将醇酸樹脂水性化，在技術上可行，從可持續(xù)發展角度也非常(cháng)必要，因爲生産水性醇酸(suān)樹脂(zhī)所需的原(yuán)材料基本不(bú)依賴于石油産品。水性醇酸(suān)樹脂幹燥速度(dù)較慢，同時其塗膜早期硬度、耐水性和耐溶劑(jì)性也較差，另外，由于水性(xìng)醇酸樹脂在油(yóu)類選擇和油度确定上還沒有像溶劑型醇酸樹脂那麽豐富(fù)，因此，高裝飾性、高豐滿度、色彩(cǎi)豔麗的水性醇酸漆，還有待深(shēn)入開發。爲進一步提高水溶性(xìng)醇酸樹脂(zhī)的性能，需要對其進行各種改性(xìng)。常(cháng)用的改性(xìng)方法有有機矽(xī)改性和丙烯酸改性。通過改性後可以獲得良好的保色性、保光性、耐候性、耐久性(xìng)、耐腐蝕性、快幹性(xìng)及高硬度等，克服了常規(guī)水性醇酸樹脂塗料貯存穩定性差，幹(gàn)燥速度慢，早期硬度、耐水性和耐(nài)溶劑性較(jiào)差等弊病。  

烤(kǎo)漆烘幹機

3 ） 水性烘幹漆通常以含羟基的水性(xìng)聚酯樹脂或水性(xìng)丙烯酸樹脂與水性氨基樹脂或水(shuǐ)性封閉型多異氰(qíng)酸酯爲交聯劑在高溫下反應固化成膜的一類塗料。該類塗料具有(yǒu)附着力好、耐(nài)水性、硬度高、韌性好、光澤高、外觀效果好(hǎo)、生(shēng)産效率高等諸多(duō)優點，是汽車工業或流水塗裝作業(yè)的理想水性漆産品。但是爲了滿足烘幹塗裝效果，水性烘幹漆(qī)中還是要加入一定量的(de)助溶劑，會對VOC的控制有影響。

水性環氧塗料

4）水性環氧塗料以水性環氧乳液、防鏽顔料、功能填料、水性助劑配以水性環氧固化劑組成。水性環(huán)氧(yǎng)樹脂以相反轉乳化(huà)法制備的水性(xìng)環(huán)氧乳液在穩定性和耐腐蝕性方面較佳，分(fèn)子中(zhōng)含(hán)有極性的羟基(jī)、醚鍵等，對多種底材(cái)形成較強的吸引(yǐn)力。而且環氧樹脂分子中沒(méi)有不飽和鍵，漆膜固化時收縮力小，僅爲2%左(zuǒ)右，分子中的醚鍵使分子鏈柔(róu)軟便(biàn)于旋轉，可以消(xiāo)除冷熱變化造成的内應力，這樣可以保證整(zhěng)個配套漆膜在受到外界環境破壞時，整個漆膜的良(liáng)好配套性。

雙組份水性聚氨酯塗料(liào)

5 ） 雙組份水(shuǐ)性(xìng)聚氨酯塗料一(yī)般使用含大量(liàng)羟基的水分散型多元(yuán)醇(chún)制漆，配以脂肪族異氰酸酯固化劑固化成膜，因樹脂中酯鍵和脲(niào)鍵的存在，漆膜的柔韌性、機械強度、耐磨性等十分優異。高聚物分子之間可形成非環和環形氫鍵，在外力作用下，氫鍵可分離而吸收外來的能量。當外力去除(chú)後可重新形成氫鍵，如此的(de)氫鍵裂(liè)開又形成的可重複性使漆膜具(jù)有高度的可修(xiū)複性和耐光老化性(xìng)。

水性(xìng)漆應用的(de)特點和注意事(shì)項

我們在(zài)生産、使(shǐ)用等各個環節應該正确把(bǎ)握水性漆的特點，發揮其長處避免其缺點，無論在生産還是使用，水性(xìng)漆除了環保，還有易清潔、現場環境好清理、火災隐患低等優點。 很 大(dà)的問題是(shì)如何保證良好的施工質量和漆膜性能。

由于水的特性較有機溶劑有較大的差别，熟知這些差異非常重要。水的表面張力比有機溶劑大的多，但是可以通過加入助劑的方(fāng)法降低(dī)表面張力，對底材潤濕、表面流平方面略遜于溶劑性(xìng)油漆，但應(yīng)用基本影響不大。

水的汽化溫(wēn)度高，會導緻塗料噴塗時不易揮(huī)發、霧化時不易蒸發、蒸發時受環(huán)境濕度影響大。溶劑的揮發受溫度(dù)影響大，但可(kě)以采用不同沸點(diǎn)的溶劑進行調整；水的蒸發受濕度影響(xiǎng)大，隻能通過環境濕度調整。

大多數水性漆爲非(fēi)牛頓流體，在施工粘度上有(yǒu)别(bié)于溶劑性油漆，可以通過試驗确定(dìng)在原漆中的加水比例，因爲加水量和粘度變化并非(fēi)呈線性關系。

水性漆的應用需特别控制氣泡的産生。水(shuǐ)性塗料采用與(yǔ)溶劑型塗料相同的烘烤(kǎo)工藝，易導緻漆膜中水分的殘(cán)留從(cóng)容産生氣泡，因此在水性塗料中導入預熱工藝，從而防止烘烤時出現(xiàn)氣(qì)泡、控制因體積(jī)收(shōu)縮造成的流挂(guà)以及表面流平。

4.水性漆的市場(chǎng)應用分析

水性漆(qī)的研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在四個大的領域：鋼結構行業、汽車零部件和機械設備、汽車塗裝、軌道交通塗裝等。

鋼結構行業用水性漆品(pǐn)種以水性丙烯酸、水性醇酸、水性環氧酯、水性無(wú)機(jī)富鋅、水性環氧(yǎng)類爲主(zhǔ)，其中水性丙烯酸、水性醇酸、水性環氧酯以防鏽爲主，水性無機(jī)富(fù)鋅、水性環氧漆可以達到中度耐(nài)腐蝕的要求，從産品性能(néng)和應用結(jié)果來看，總體效果不錯，性能有保障(zhàng)。但是(shì)也暴露出一些問題，由于施工環境差、溫濕度難(nán)控制(zhì)、室外作(zuò)業和底材處理不到位(wèi)等原因，漆膜易出(chū)現閃鏽、開裂、幹燥慢、防鏽性變差等(děng)問題。

基于環保、降低工人(rén)危害、降低(dī)火災隐(yǐn)患的要求，汽車零部件（車橋、傳動軸等(děng)）、機械設備等的(de)塗裝越來越多的由溶劑型油漆更換成水性漆。應用的品種以水性丙烯酸漆、水性醇酸(suān)漆(qī)、水性環氧酯漆爲主，根據不同(tóng)的施工條件選用不(bú)同的産品(pǐn)。該類漆可(kě)以滿足汽車零部件(jiàn)對油漆性能的要求，某些産品的性能甚至超過了溶劑型(xíng)同(tóng)類産(chǎn)品。但同樣在施工環境方面需要改進，以适應水性漆的特點。

汽車是油漆塗料行業的用漆大戶，用量僅次(cì)于建築(zhù)塗料，汽車漆也是性能要求 很 高(gāo)，塗裝技術要求 很 高的品(pǐn)種。水性汽車漆的應用時間較短，經過了十(shí)多(duō)年的發展，其塗膜性能(néng)與溶劑型(xíng)塗料相比不(bú)相上(shàng)下(xià)，但受設備投資大、作業(yè)環境要求嚴格等制約，推(tuī)廣和普及還需時日。目前比較成熟的(de)水性汽車漆(qī)配套體系爲陰極電泳漆+水性中塗漆 + 水性底色漆(qī)，罩光(guāng)清漆還采(cǎi)用溶劑型産品。其中水(shuǐ)性中塗漆爲水性聚酯(zhǐ)氨基類産品，水性底色漆以水性丙烯酸氨基類産品爲主。

軌道交通車輛用塗料的發展也趨于水性化，歐美發(fā)達國家已經逐步将水性漆在軌道車輛上開(kāi)始應用(yòng)，阿爾斯通公司、西門子公司、龐巴迪公司都有水(shuǐ)性漆項目在應用。國内尚處于起步階段。軌道車輛(liàng)用水性漆基本采用自(zì)幹或低溫烘幹雙組份體系(xì)，塗層結構(gòu)爲水性環氧底漆 +水性聚(jù)氨(ān)酯中塗 + 水性丙烯酸聚氨酯面漆。水性(xìng)環氧底漆具有(yǒu)附着力好、耐腐蝕性(xìng)優、配套性好的(de)特點；水性聚氨酯中塗具有封閉膩子層缺陷、提高被塗物表面平整(zhěng)度、易打磨的優點，同時與底、面層的配套(tào)性良好；水性丙烯酸聚氨酯面漆具有耐老化、光澤高、耐污染的特點(diǎn)，兼具保護性和裝飾性于(yú)一體(tǐ)。

5.結語

我國塗料行業的發展正(zhèng)處于重要的戰略機遇期，在政策導向和環保法規的要(yào)求下，大力發展和應(yīng)用環境友好型的水(shuǐ)性塗料對中國塗料企業和應用企業責無旁貸，爲改(gǎi)善我們(men)的生存環境做出努(nǔ)力，發展的同時創造(zào)的是綠色 GDP。從技術角度講我們與國外塗料巨(jù)頭在這一領域(yù)的差距并不大，我們也應(yīng)該以此爲契機體現民族工業的創造力和創新能力。對于水(shuǐ)性漆的使用(yòng)者也應該加大設備改(gǎi)造的投入力度，改善施工(gōng)環境(jìng)，爲水性漆的良好(hǎo)應用創造條(tiáo)件。