1 引(yǐn)言

防(fáng)腐(fǔ)蝕塗層(céng)是防(fáng)止基(jī)材(cái)腐蝕的(de)主要方(fāng)法之一(yī)，目前各防腐蝕塗層(céng)多采用溶(róng)劑型防(fáng)腐(fǔ)塗料(liào)，該塗料 很 大的缺點是含有大量(liàng)的(de)溶劑，污染環境、易燃(rán)，對人體和(hé)人類的生存環境造(zào)成危害。另外油(yóu)漆中(zhōng)的溶劑大部分來自石油和煤炭，這(zhè)些資(zī)源均爲不(bú)可再(zài)生資源(yuán)，人類過(guò)度開發(fā)終(zhōng)将造(zào)成資源的匮乏(fá)。這些(xiē)資(zī)源的浪(làng)費和污染(rǎn)環境(jìng)與世(shì)界低(dī)碳經(jīng)濟的發展要求(qiú)相(xiàng)背。從國内外(wài)塗料(liào)的發展趨勢，以及技術進(jìn)步的(de)可能性分(fèn)析開發環保的(de)防腐漆(qī)是塗料(liào)業發展不可逆轉的趨勢。本文(wén)詳述了環保型(xíng)的水(shuǐ)性漆(qī)分類(lèi)以及在工業塗(tú)裝領(lǐng)域的(de)應用(yòng)研究。 

2 法規依據

1986年德(dé)國制定了《大氣(qì)淨化技術綱要(yào)ta-luft》。1988年日本制定了《碳化(huà)氫(qīng)排出抑制指導(dǎo)方針》。1990美國通(tōng)過的caaa《清潔(jié)空氣法修正案(àn)》要求采(cǎi)取嚴(yán)格(gé)措施。1992年unep國(guó)際議定書通(tōng)過《大氣(qì)污染(rǎn)的防治voc消(xiāo)減(jiǎn)計劃》。1994年歐洲(zhōu)提出了(le)《限制(zhì)汽(qì)車塗裝過(guò)程中(zhōng)排放物(wù)溶(róng)劑控(kòng)制指(zhǐ)令》。2005年美國(guó)啓(qǐ)用更爲嚴格(gé)的voc法規，工業維(wéi)護塗料(liào)的(de)voc含量限制(zhì)在(zài)350g/l，其中底(dǐ)漆和中塗的voc含量限(xiàn)制在(zài)250g/l。我國(guó)政府也越(yuè)來越重視(shì)塗料(liào)中voc的問題，國(guó)家(jiā)質檢(jiǎn)總局2001年12月10日發(fā)布了《10項室内裝(zhuāng)飾裝修材料中(zhōng)要害(hài)物(wù)質限量的強制(zhì)性标準(zhǔn)》。2005年國(guó)家(jiā)環境保(bǎo)護總局頒布了(le)hj/t201―2005《環境标志(zhì)産品(pǐn)技術(shù)要(yào)求―水性(xìng)塗料》明确規定了水(shuǐ)性工業漆(qī)産品的voc含量小(xiǎo)于250g/l。2010年6月1日發(fā)布(bù)的強制性國家(jiā)标準gb24409-2009《汽車塗料(liào)中有(yǒu)害(hài)物質限(xiàn)量》對汽車(chē)塗料(liào)中voc含量進行了(le)限制。

3 水性(xìng)漆的大(dà)緻(zhì)分類和特(tè)點

按成膜(mó)樹脂(zhī)分目前較成熟(shú)的水性漆(qī)可分爲單組(zǔ)份水性(xìng)丙烯(xī)酸類、水性(xìng)醇(chún)酸(suān)類、水性環(huán)氧酯類、水性氨(ān)基類(lèi)、雙組(zǔ)份水(shuǐ)性環氧類、和雙組份(fèn)水性聚氨(ān)酯類(lèi)等。  

水(shuǐ)性丙烯(xī)酸樹脂（乳液）

1）水性(xìng)丙烯酸類(lèi)是水性漆中使(shǐ)用(yòng)量 很 大(dà)應用面 很 廣的(de)一類水性(xìng)漆。該類(lèi)産(chǎn)品以(yǐ)水性丙烯酸樹(shù)脂（乳液）爲成膜(mó)基料，附以其他(tā)成分可以制備出非常豐富的(de)水性丙烯酸塗(tú)料。由于水性丙(bǐng)烯酸樹(shù)脂（乳液(yè)）采用不同(tóng)的軟(ruǎn)硬(yìng)單體(tǐ)，制(zhì)備出不同(tóng)硬度甚至彈性的乳液；采(cǎi)用特殊(shū)的(de)功能(néng)單體(tǐ)，可以(yǐ)制備在(zài)多種(zhǒng)底材上(shàng)具有(yǒu)優異(yì)附(fù)着(zhe)力或(huò)優異(yì)耐腐(fǔ)蝕性的乳液，等(děng)等。因(yīn)而可以制(zhì)成不同(tóng)性能要(yào)求的水性漆。如(rú)側重于耐(nài)腐蝕(shí)性的(de)水性防鏽(xiù)型丙烯酸漆，側(cè)重于耐(nài)光老化(huà)和高裝飾性的水性丙(bǐng)烯酸面漆。水性(xìng)丙(bǐng)烯酸(suān)類塗料具有助(zhù)溶劑含(hán)量少、漆(qī)膜幹(gàn)燥速度(dù)快(kuài)、施工效(xiào)率高、色彩豐富、漆膜豐(fēng)滿等(děng)諸多優點(diǎn)。但也(yě)存(cún)在一些(xiē)不足之處(chù)，比如環境溫度(dù)和濕度的變化(huà)對漆(qī)膜幹燥和性能(néng)影響較大(dà)，對底(dǐ)材處(chù)理要(yào)求(qiú)比(bǐ)較嚴格(gé)，輕(qīng)微的(de)底材(cái)鏽(xiù)蝕(shí)或雜(zá)質即可能造成大面(miàn)積(jī)的(de)閃鏽(xiù)發生。

醇酸樹脂

2）傳統的(de)醇酸樹(shù)脂漆(qī)在油漆的使用中占(zhàn)有相(xiàng)當大的比例，将(jiāng)醇酸樹脂(zhī)水性(xìng)化，在(zài)技術上可(kě)行，從可(kě)持續發展角(jiǎo)度也非常(cháng)必要，因(yīn)爲(wèi)生産水性醇酸(suān)樹脂(zhī)所需的(de)原材料(liào)基本(běn)不依賴于石油産品(pǐn)。水性醇酸(suān)樹(shù)脂幹(gàn)燥(zào)速度較慢，同時(shí)其塗膜早期硬(yìng)度、耐水性(xìng)和耐溶劑性(xìng)也(yě)較差(chà)，另外(wài)，由于水性醇酸樹脂(zhī)在油(yóu)類選擇(zé)和油度(dù)确定(dìng)上還(hái)沒有(yǒu)像溶劑型醇酸樹脂(zhī)那麽豐富(fù)，因此，高裝飾性(xìng)、高豐滿(mǎn)度(dù)、色彩(cǎi)豔麗(lì)的水性醇(chún)酸漆，還(hái)有待深(shēn)入開發。爲(wèi)進一(yī)步提高水(shuǐ)溶性(xìng)醇酸樹(shù)脂(zhī)的性能，需要對(duì)其進(jìn)行各(gè)種改(gǎi)性。常(cháng)用的改性(xìng)方法(fǎ)有有(yǒu)機矽改性(xìng)和丙烯酸(suān)改性(xìng)。通過(guò)改性後可以(yǐ)獲得良好的(de)保色性、保光(guāng)性(xìng)、耐候性(xìng)、耐久性(xìng)、耐腐(fǔ)蝕(shí)性(xìng)、快幹性及高硬度等(děng)，克(kè)服(fú)了常(cháng)規水性醇(chún)酸樹脂塗料貯(zhù)存穩定性(xìng)差，幹燥速度慢(màn)，早期硬(yìng)度、耐水(shuǐ)性和耐溶劑性(xìng)較差等弊病。  

烤(kǎo)漆烘(hōng)幹機(jī)

3 ） 水性(xìng)烘幹漆通(tōng)常以(yǐ)含羟基(jī)的水性(xìng)聚酯(zhǐ)樹脂或水(shuǐ)性丙(bǐng)烯酸樹脂(zhī)與水性氨基樹(shù)脂(zhī)或(huò)水性封閉(bì)型多(duō)異(yì)氰(qíng)酸酯(zhǐ)爲交聯劑在高(gāo)溫下反應(yīng)固化成膜(mó)的(de)一類塗(tú)料。該類塗(tú)料具(jù)有附(fù)着力好(hǎo)、耐(nài)水性、硬度(dù)高、韌(rèn)性好(hǎo)、光澤高、外(wài)觀效果(guǒ)好(hǎo)、生産(chǎn)效率高等諸多(duō)優點，是汽(qì)車工(gōng)業或流水(shuǐ)塗裝(zhuāng)作業的理(lǐ)想水性漆(qī)産品(pǐn)。但是(shì)爲了滿足烘幹(gàn)塗裝(zhuāng)效果，水(shuǐ)性(xìng)烘幹漆中(zhōng)還是(shì)要加入一定量的助(zhù)溶劑，會對(duì)voc的控(kòng)制有(yǒu)影響(xiǎng)。

水性(xìng)環氧塗(tú)料

4）水性環(huán)氧(yǎng)塗料以水性環(huán)氧乳(rǔ)液、防鏽顔料、功(gōng)能填(tián)料、水性助(zhù)劑配(pèi)以(yǐ)水性環氧固化劑(jì)組成(chéng)。水性環氧(yǎng)樹脂(zhī)以相(xiàng)反轉乳化(huà)法制備的(de)水(shuǐ)性(xìng)環氧(yǎng)乳液在穩(wěn)定性和(hé)耐(nài)腐蝕性方(fāng)面(miàn)較佳，分子中含(hán)有(yǒu)極性(xìng)的羟基、醚鍵等(děng)，對多種底材形成較強的吸引(yǐn)力。而且環(huán)氧樹(shù)脂分(fèn)子中沒有(yǒu)不飽和鍵，漆膜(mó)固化時收(shōu)縮力(lì)小，僅爲2%左(zuǒ)右，分子中的醚鍵使(shǐ)分子鏈柔軟便(biàn)于旋轉，可以消(xiāo)除冷(lěng)熱變(biàn)化造成的内應(yīng)力，這樣可以保(bǎo)證整(zhěng)個配(pèi)套(tào)漆膜在(zài)受到(dào)外界(jiè)環境(jìng)破壞時(shí)，整(zhěng)個漆(qī)膜的良(liáng)好配套性。

雙組份水性(xìng)聚氨(ān)酯塗料

5 ） 雙(shuāng)組(zǔ)份水性(xìng)聚氨酯塗料一般使用含大量(liàng)羟基的水分散型多(duō)元醇(chún)制漆(qī)，配以(yǐ)脂肪(fáng)族異(yì)氰酸酯固化劑(jì)固(gù)化成膜，因樹脂中(zhōng)酯鍵和脲(niào)鍵的存在(zài)，漆膜的柔韌(rèn)性、機械強度、耐磨(mó)性等(děng)十分(fèn)優異。高聚(jù)物分子之間可(kě)形成非環和環(huán)形氫鍵，在外力作用(yòng)下，氫(qīng)鍵可(kě)分離(lí)而吸收外(wài)來的能量。當(dāng)外(wài)力去除後(hòu)可重(zhòng)新形(xíng)成(chéng)氫鍵，如(rú)此的氫鍵裂開(kāi)又形(xíng)成的可重(zhòng)複性使漆(qī)膜具有高(gāo)度(dù)的(de)可修複性(xìng)和耐(nài)光老(lǎo)化性(xìng)。

水性漆應用的(de)特點和注意事項

我(wǒ)們在生産(chǎn)、使(shǐ)用等各(gè)個環節應該正(zhèng)确(què)把握水性漆(qī)的特(tè)點，發揮(huī)其(qí)長處(chù)避免(miǎn)其缺(quē)點，無論(lùn)在(zài)生産(chǎn)還是(shì)使用，水性(xìng)漆除了環(huán)保，還(hái)有易(yì)清(qīng)潔、現場(chǎng)環境(jìng)好(hǎo)清(qīng)理、火(huǒ)災隐(yǐn)患低等優(yōu)點。 很(hěn) 大的(de)問題是如何保(bǎo)證良好的施工質量和漆膜性能。

由于(yú)水的特性較(jiào)有機溶劑有(yǒu)較(jiào)大的差别，熟知這些(xiē)差異非常重要(yào)。水的表面(miàn)張力比(bǐ)有機溶(róng)劑大(dà)的(de)多，但是(shì)可以通過(guò)加入(rù)助劑的(de)方(fāng)法降低表面張力，對(duì)底材(cái)潤濕、表面(miàn)流平(píng)方面略遜(xùn)于溶(róng)劑性油漆(qī)，但應用基本影(yǐng)響不大。

水的汽化溫(wēn)度高，會導緻塗(tú)料噴塗時不易(yì)揮發、霧化時不易蒸(zhēng)發、蒸(zhēng)發時(shí)受環境濕度影響大(dà)。溶(róng)劑的揮發受溫度影響(xiǎng)大，但可(kě)以采用(yòng)不同(tóng)沸點的溶(róng)劑(jì)進行調整；水(shuǐ)的蒸發受(shòu)濕度(dù)影響大，隻能通(tōng)過環境濕度調整。

大(dà)多數水性(xìng)漆爲(wèi)非牛(niú)頓流體，在(zài)施工粘度上有(yǒu)别于(yú)溶劑(jì)性油漆，可以通過試(shì)驗确(què)定在原漆(qī)中的加(jiā)水比例(lì)，因爲加水量和(hé)粘度變化并非(fēi)呈線(xiàn)性(xìng)關系。

水性漆(qī)的應用需(xū)特别控制氣泡(pào)的産(chǎn)生。水性塗料采用與(yǔ)溶(róng)劑型塗(tú)料(liào)相同(tóng)的烘烤(kǎo)工藝，易導緻漆(qī)膜中水分的殘(cán)留從容産(chǎn)生氣(qì)泡，因(yīn)此(cǐ)在水性(xìng)塗料中導入預熱工藝，從而(ér)防(fáng)止烘烤時(shí)出現(xiàn)氣泡(pào)、控(kòng)制因體(tǐ)積收縮造成的流(liú)挂以(yǐ)及表面(miàn)流平。

4.水性漆的市場應用(yòng)分析

水性漆的研究(jiū)方向(xiàng)和(hé)應用領(lǐng)域主要集(jí)中在(zài)四個大(dà)的(de)領域(yù)：鋼結構(gòu)行業、汽車零部件(jiàn)和機(jī)械(xiè)設(shè)備(bèi)、汽(qì)車塗(tú)裝、軌道(dào)交(jiāo)通(tōng)塗(tú)裝等。

鋼結(jié)構行(háng)業用(yòng)水性(xìng)漆品種以(yǐ)水(shuǐ)性丙烯(xī)酸、水(shuǐ)性醇酸、水(shuǐ)性環(huán)氧酯、水性(xìng)無機富鋅、水性環氧(yǎng)類爲(wèi)主(zhǔ)，其(qí)中水(shuǐ)性丙(bǐng)烯(xī)酸、水性(xìng)醇酸(suān)、水性(xìng)環氧酯以(yǐ)防鏽(xiù)爲主(zhǔ)，水性無(wú)機富鋅(xīn)、水性環氧(yǎng)漆可(kě)以達到(dào)中度耐腐蝕的要求，從産品性(xìng)能和應(yīng)用結果(guǒ)來(lái)看，總(zǒng)體效(xiào)果不錯，性能有保(bǎo)障。但是(shì)也暴露出一些問題(tí)，由于施工(gōng)環境差、溫(wēn)濕度難控(kòng)制、室(shì)外作(zuò)業和(hé)底材(cái)處理(lǐ)不到(dào)位等原因(yīn)，漆膜易(yì)出現閃鏽、開(kāi)裂、幹燥慢(màn)、防鏽性變差等(děng)問(wèn)題(tí)。

基于(yú)環保(bǎo)、降低(dī)工人危害、降低(dī)火災(zāi)隐患的要求，汽(qì)車零(líng)部件(jiàn)（車橋(qiáo)、傳動軸等(děng)）、機械(xiè)設備等的(de)塗裝越來(lái)越多(duō)的由(yóu)溶劑型油漆更換成(chéng)水性(xìng)漆。應(yīng)用的(de)品種(zhǒng)以水(shuǐ)性丙烯(xī)酸(suān)漆、水性醇(chún)酸漆(qī)、水性環(huán)氧酯漆(qī)爲主(zhǔ)，根據不同(tóng)的(de)施工(gōng)條件選用不(bú)同的(de)産品(pǐn)。該類漆可(kě)以滿足汽車(chē)零部件(jiàn)對油漆性能的(de)要(yào)求，某些産品(pǐn)的性能甚至超(chāo)過了(le)溶(róng)劑型同類産品(pǐn)。但同樣(yàng)在施(shī)工環境方面需要改進，以(yǐ)适應(yīng)水(shuǐ)性(xìng)漆的特點。

汽車是油漆塗料行(háng)業的用漆(qī)大(dà)戶，用量僅次(cì)于建築塗(tú)料，汽車漆(qī)也是(shì)性能(néng)要求 很 高(gāo)，塗裝技(jì)術(shù)要求(qiú) 很 高的品(pǐn)種。水性汽車漆的應用時間較短，經(jīng)過了十多(duō)年的發(fā)展，其塗膜性(xìng)能與溶劑(jì)型塗料(liào)相比不相上下，但受設(shè)備投資大(dà)、作業(yè)環境要(yào)求嚴格等制約，推廣和(hé)普及還需時日。目前比較(jiào)成熟(shú)的水性汽車漆(qī)配套體系爲陰極電(diàn)泳漆+水性(xìng)中塗漆 + 水(shuǐ)性(xìng)底色漆(qī)，罩(zhào)光清漆還采(cǎi)用溶(róng)劑(jì)型産品。其中水性(xìng)中塗(tú)漆爲(wèi)水性聚酯(zhǐ)氨基類産品，水(shuǐ)性(xìng)底(dǐ)色漆以水(shuǐ)性丙烯酸氨基(jī)類産品(pǐn)爲主。

軌道交(jiāo)通車輛用塗料(liào)的發展也趨于(yú)水性化，歐美(měi)發(fā)達國家已經逐(zhú)步将(jiāng)水性漆在(zài)軌道(dào)車輛(liàng)上開(kāi)始應用，阿爾斯(sī)通公(gōng)司、西門(mén)子(zǐ)公司、龐巴(bā)迪公(gōng)司都有水性漆(qī)項目(mù)在應用。國(guó)内尚處于起步(bù)階段。軌(guǐ)道車輛(liàng)用水(shuǐ)性(xìng)漆(qī)基本采用自(zì)幹(gàn)或低(dī)溫烘幹(gàn)雙組份(fèn)體系(xì)，塗層結構(gòu)爲水(shuǐ)性環氧底漆 +水性聚氨酯中塗(tú) + 水性(xìng)丙(bǐng)烯(xī)酸聚(jù)氨酯面漆。水性(xìng)環氧(yǎng)底漆具有附着力好、耐腐蝕性(xìng)優、配套性(xìng)好的(de)特點(diǎn)；水性(xìng)聚(jù)氨酯中塗具(jù)有封閉膩(nì)子層(céng)缺陷、提高被塗(tú)物表(biǎo)面平(píng)整度(dù)、易打(dǎ)磨的優點，同時與底(dǐ)、面層(céng)的配(pèi)套性良好(hǎo)；水性(xìng)丙烯酸聚(jù)氨酯面漆具有(yǒu)耐老(lǎo)化、光澤高(gāo)、耐(nài)污染的特點(diǎn)，兼具保護性和(hé)裝飾(shì)性于(yú)一體(tǐ)。

5.結語(yǔ)

我國(guó)塗料(liào)行業的發(fā)展正(zhèng)處于重要的(de)戰(zhàn)略機(jī)遇期(qī)，在政(zhèng)策導(dǎo)向(xiàng)和環保(bǎo)法規的要求下(xià)，大力(lì)發展(zhǎn)和應(yīng)用環境(jìng)友(yǒu)好型(xíng)的水性塗(tú)料對(duì)中國(guó)塗(tú)料(liào)企業和應(yīng)用企業責(zé)無(wú)旁(páng)貸，爲(wèi)改善我們的生(shēng)存(cún)環(huán)境做出(chū)努力，發(fā)展的同時創造(zào)的是(shì)綠色(sè) gdp。從技術角(jiǎo)度講我們(men)與國(guó)外塗料巨頭在這一(yī)領域的差(chà)距并(bìng)不大(dà)，我們(men)也應該以(yǐ)此爲契(qì)機(jī)體現(xiàn)民族工業(yè)的創(chuàng)造力和創新能(néng)力。對(duì)于水性漆(qī)的使用者(zhě)也應(yīng)該(gāi)加大設(shè)備改(gǎi)造的(de)投入(rù)力度，改善施工(gōng)環境，爲水(shuǐ)性漆(qī)的良(liáng)好應(yīng)用創造條(tiáo)件。