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