傳統的工(gōng)業塗料含(hán)有大量的(de)有機溶劑(ji)，溶劑在施(shi)工和幹燥(zào)的過程中(zhong)大都揮發(fa)出來，這不(bu)僅嚴重污(wū)染了環境(jìng)和危害了(le)人類健康(kang)，同時還對(duì)資源造成(chéng)浪費。據資(zī)料顯示，鋼(gāng)鐵制品及(jí)其設施在(zai)塗裝過程(cheng)中揮發掉(diao)的VOC總量約(yue)占全球VOC總(zong)量的20%～25%，已經(jing)成爲大氣(qi)的主要污(wū)染源之一(yi)。 所以，以水(shuǐ)性塗料替(ti)代溶劑型(xíng)塗料應用(yong)于工業防(fang)腐塗裝，對(dui)我國構建(jian)和諧社會(huì)和實現經(jing)濟的可 持(chí)續發展有(you)着非常重(zhong)要的現實(shi)意義。
水性(xing)塗料是用(yong)水作溶劑(ji)或者作分(fèn)散介質的(de)塗料。它具(jù)有無毒，無(wú)味，資源豐(fēng)富等特點(diǎn)，可以大大(da)減少塗料(liào)中有機溶(róng)劑揮發對(dui)大氣造成(cheng)的污染，并(bìng)且以水作(zuo)爲溶劑，可(kě)提高塗料(liao)在儲存、運(yùn)輸和施工(gōng)過程中的(de)安全性。目(mu)前，水性防(fang)腐塗料已(yǐ)經成功應(ying)用于建築(zhu)裝飾、汽車(chē)制造、船舶(bó)和集裝箱(xiāng)制造、鐵路(lu)機車、航空(kong)航天、交通(tong)橋梁及木(mù)器塗裝等(deng)。水性防腐(fǔ)塗料主要(yao)包括水性(xìng)無機富鋅(xīn)塗料、水性(xing)環氧塗料(liào)、水性丙烯(xi)酸塗料和(he)水性聚氨(an)酯塗料四(si)大類。
水性(xing)無機富鋅(xin)塗料
水性(xìng)無機富鋅(xin)塗料一般(ban)分爲自固(gu)化無機富(fù)鋅和後固(gù)化無機富(fu)鋅兩類。目(mu)前市場上(shàng)廣泛使用(yong)的是水性(xing)自固化無(wu)機富鋅塗(tú)料。水性無(wú)機富鋅塗(tu)料主要以(yi)無機矽酸(suān)鹽水溶液(ye)爲基料，以(yǐ)鋅粉爲防(fáng)腐顔料，爲(wei)改進水性(xing)無機富鋅(xīn)塗料的施(shi)工成膜性(xìng)、耐腐蝕性(xing)，需适當加(jia)入相應助(zhu)劑，如流平(ping)劑、緩蝕劑(jì)等。
水性無(wú)機富鋅防(fang)腐塗料主(zhǔ)要有以下(xià)特點：
(1)幹燥(zào)速度快，在(zai)20℃和75%的相對(duì)濕度下，約(yue)1h達指觸幹(gan)。
(2)塗層具有(yǒu)良好的導(dǎo)靜電性和(hé)優良的焊(han)接性能。
(3)優(you)異的抗腐(fu)蝕性，長期(qī)抵抗pH爲5.5～10.5範(fàn)圍内的化(huà)學腐蝕；在(zài)海洋大氣(qì)環境條件(jiàn)下，水性無(wú)機富鋅塗(tú)料的使用(yong)年限可達(dá)25a。
(4)可長期耐(nai)400℃高溫。
(5)清潔(jié)環保，以水(shui)爲稀釋劑(ji)和清洗劑(jì)，揮發性有(yǒu)機物低，對(duì)環境友好(hǎo)。
(6)水性無機(ji)富鋅塗料(liào)也其不足(zú)之處，主要(yào)表現在幹(gàn)膜中含有(you)大量鋅粉(fen)，造成了塗(tu)層的多孔(kǒng)性；對基材(cai)的處理要(yào)求較高且(qiě)漆膜較脆(cui)；施工與固(gu)化受環境(jing)溫度、濕度(dù)影響較大(da)。
水性無機(jī)富鋅塗料(liào)适用于海(hai)洋大氣、高(gāo)溫等各種(zhǒng)環境下的(de)鋼結構如(ru)海洋平台(tái)、船舶、集裝(zhuāng)箱、大型鋼(gang)鐵構件、輸(shu)油管線、各(gè)種化學貯(zhù)槽内襯的(de)長效防腐(fǔ)。
水性環氧(yang)塗料
水性(xing)環氧塗料(liào)主要是水(shuǐ)分散型環(huan)氧塗料，由(yóu)疏水性的(de)環氧樹脂(zhī)和親水性(xing)的固化劑(ji)兩個組分(fèn)構成。
成膜(mo)的過程分(fèn)爲兩個階(jie)段：一是水(shuǐ)的揮發，達(dá)到表幹；二(er)是環氧樹(shu)脂與固化(hua)劑的聚合(hé)交聯過程(chéng)。水性環氧(yǎng)塗料本身(shen)含有水分(fèn)，可與潮濕(shī)底材表面(miàn)的水分共(gòng)同成爲水(shui)性環氧塗(tú)料的組成(cheng)部分。
水性(xing)環氧塗料(liào)體系具有(you)如下特點(diǎn)：
(1)在鋼材、混(hùn)凝土、鋁材(cai)等基材的(de)表面具有(you)出色的附(fu)着力，塗膜(mo)具有硬度(dù)高、耐磨性(xing)好、耐腐蝕(shi)性和優異(yi)的耐化學(xué)藥品性等(deng)特點。
(2)揮發(fā)性有機物(wù)含量低，不(bu)會造成空(kong)氣污染，其(qi)以水作爲(wèi)分散介質(zhi)，價格低廉(lián)、無氣味、不(bú)燃、儲存、運(yùn)輸和使用(yong)過程中安(ān)全性大大(dà)提高。
(3)快幹(gàn)，在20℃和75%相對(duì)濕度下，一(yī)般2h就可達(da)指觸幹，最(zuì)低固化溫(wen)度爲15℃。
(4)但其(qi)耐化學品(pǐn)性能仍較(jiào)溶液劑型(xíng)環氧塗料(liào)略差，使用(yòng)壽命也要(yào)比一般溶(rong)劑型環氧(yang)塗料短。
現(xiàn)已商品化(hua)的水性環(huan)氧防腐塗(tú)料主要有(yǒu)：水性環氧(yǎng)鐵紅底漆(qī)、水性環氧(yǎng)磷酸鋅底(dǐ)漆、水性環(huán)氧富鋅底(dǐ)漆和水性(xìng)環氧雲鐵(tie)中間漆。
水(shuǐ)性丙烯酸(suān)塗料
水性(xìng)丙烯酸塗(tú)料是指主(zhu)要以丙烯(xī)酸共聚物(wù)爲基料，用(yong)水作分散(sàn)劑，再加顔(ya)填料、助劑(jì)等配制成(cheng)，丙烯酸共(gong)聚物由甲(jia)基丙烯酸(suan)甲酯、丙烯(xī)酸丁酯和(he)丙烯酸合(hé)成，它根據(jù)樹脂在水(shuǐ)中狀态分(fèn)爲水乳性(xìng)、水溶膠和(hé)水溶性丙(bǐng)烯酸塗料(liao)。由于丙烯(xī)酸聚合物(wù)水分散體(tǐ)的相對分(fen)子質量比(bǐ)溶劑型聚(ju)合物的相(xiàng)對分子質(zhì)量大，所以(yi)在幹燥後(hou)可獲得更(geng)加堅硬的(de)漆膜。這種(zhong)樹脂呈長(zhǎng)鏈的三維(wei)網狀形态(tai)，通過選擇(ze)不同的單(dān)體和單體(ti)比例，可滿(man)足不同的(de)使用要求(qiu)。
水性丙烯(xi)酸防腐塗(tu)料體系具(ju)有如下特(tè)點：
(1)水性丙(bǐng)烯酸面漆(qi)具有很好(hǎo)的耐候性(xing)能、耐紫外(wài)線、耐水、不(bu)泛黃。在45min後(hòu)可達硬幹(gan)，2h後即能重(zhòng)塗，能在低(dī)至5℃時使用(yong)。
(2)水性丙烯(xī)酸面漆可(ke)與水性環(huan)氧或丙烯(xi)酸底漆、中(zhong)塗漆相配(pèi)套，也可用(yong)于溶劑型(xing)塗層上面(mian)，形成複合(he)型塗料體(tǐ)系。
(3)防腐蝕(shi)性優良，保(bao)光保色性(xing)優良，以水(shuǐ)爲稀釋劑(jì)和清洗劑(jì)，不燃且安(ān)全。
(4)水性丙(bǐng)烯酸樹脂(zhī)塗料同時(shí)也存在硬(yìng)度大、耐溶(róng)劑性能差(cha)等問題。
水(shuǐ)性丙烯酸(suan)防腐塗料(liào)能制成有(you)光和半光(guāng)型，可作爲(wèi)底漆、面漆(qi)和用于混(hun)凝土表面(mian)的封閉漆(qī)。可在鋼材(cai)、混凝土等(deng)基材表面(miàn)施工，塗層(céng)具有良好(hao)的附着力(lì)、耐候性、耐(nài)低溫性、保(bao)光保色等(deng)特點。水性(xìng)丙烯酸樹(shù)脂塗料用(yong)途廣泛，可(ke)用于建築(zhu)業、汽車等(deng)多種領域(yu)，已成爲防(fáng)腐塗料中(zhong)的一大體(ti)系。
水性聚(jù)氨酯塗料(liao)
水性聚氨(ān)酯塗料是(shi)以水性聚(ju)氨酯樹脂(zhī)爲基料，用(yong)水、顔料、助(zhù)劑等配制(zhì)而成。水性(xing)聚氨酯樹(shù)脂按粒徑(jìng)和外觀分(fen)可分爲聚(ju)氨酯水溶(róng)液(粒徑<0.001μm，外(wài)觀透明)、聚(jù)氨酯水分(fèn)散體(粒徑(jing)：0.001-0.1μm，外觀半透(tòu)明)、聚氨酯(zhǐ)乳液(粒徑(jing)>0.1μm，外觀白濁(zhuo))水溶型三(sān)種。
根據合(he)成單體不(bú)同水性聚(jù)氨酯可分(fèn)爲聚醚型(xing)、聚酯型和(hé)聚醚、聚酯(zhǐ)混合型。依(yi)照選用的(de)二異氰酸(suan)酯的不同(tóng)，水性聚氨(an)酯又可分(fèn)爲芳香族(zú)和脂肪族(zu)，或具體分(fèn)爲TDI 型、HDI型、MDI型(xíng)等等。水性(xing)聚氨酯整(zheng)個合成過(guo)程可分爲(wei)兩個階段(duan)。第一階段(duan)爲預逐步(bù)聚合，即由(yóu)低聚物二(er)醇、擴鏈劑(ji)、水性單體(ti)、二異氰酸(suān)酯通過溶(rong)液逐步聚(ju)合生成相(xiang)對分子質(zhi)量爲1000量級(ji)的水性聚(jù)氨酯預聚(jù)體；第二階(jiē)段爲中和(hé)後預聚體(ti)在水中的(de)分散。
水性(xing)聚氨酯防(fáng)腐塗料具(jù)有以下特(tè)點：
(1)粒徑小(xiao)于0.1nm，具有較(jiao)好的分散(san)穩定性。
(2)生(sheng)産成本低(dī)、安全不燃(ran)燒、不污染(rǎn)環境、不易(yì)損傷被塗(tu)飾表面、易(yi)操作和改(gai)性。
(3)對木材(cai)、纖維闆、塑(su)料薄膜、金(jin)屬、玻璃和(hé)皮革等均(jun1)有良好的(de)粘附性。
(4)水(shuǐ)性聚氨酯(zhǐ)塗料現在(zai)還存在着(zhe)成膜時間(jiān)長，塗料中(zhong)存在親水(shuǐ)基團引起(qǐ)的漆膜耐(nai)水性差，漆(qi)膜易産生(sheng)氣泡，原材(cái)料成本較(jiao)高等缺點(diǎn)。
水性聚氨(ān)酯防腐塗(tú)料的應用(yong)主要用做(zuò)防腐面漆(qi)，廣泛用于(yu)鐵路機車(chē)、橋梁、汽車(che)、木器家具(jù)、建築裝飾(shì)等的塗裝(zhuang)。随着環境(jing)保護、人體(tǐ)健康和對(duì)塗料質量(liang)要求的不(bu)斷提高，綜(zong)合運用多(duō)種改性方(fang)式和開發(fa)新的改性(xing)方法成爲(wèi)水性聚氨(ān)酯塗料研(yan)究的主要(yao)方向。此外(wai)，如何提高(gāo)水性聚氨(an)酯塗料的(de)耐水、抗靜(jing)電和抗菌(jun)等性能也(yě)将成爲今(jīn)後研究的(de)新方向。
發(fa)展水性塗(tu)料不僅可(ke)以緩解對(dui)石油資源(yuán)的消耗，而(er)且可以大(da)幅度的降(jiang)低VOC的排放(fàng)量，這在環(huán)境日益惡(è)化和石油(you)資源日趨(qu)緊的今天(tian)具有非常(cháng)重要的經(jing)濟和社會(huì)意義。