傳統(tǒng)的工業塗料(liào)含有大量的(de)有機溶劑，溶(rong)劑在施工和(he)幹燥的過程(chéng)中大都揮發(fā)出來，這不僅(jin)嚴重污染了(le)環境和危害(hai)了人類健康(kāng)，同時還對資(zī)源造成浪費(fèi)。據資料顯示(shi)，鋼鐵制品及(jí)其設施在塗(tu)裝過程中揮(huī)發掉的VOC總量(liang)約占全球VOC總(zǒng)量的20%～25%，已經成(chéng)爲大氣的主(zhǔ)要污染源之(zhi)一。 所以，以水(shui)性塗料替代(dai)溶劑型塗料(liao)應用于工業(yè)防腐塗裝，對(duì)我國構建和(he)諧社會和實(shí)現經濟的可(kě) 持續發展有(you)着非常重要(yao)的現實意義(yì)。
水性塗料是(shì)用水作溶劑(ji)或者作分散(sàn)介質的塗料(liào)。它具有無毒(dú)，無味，資源豐(feng)富等特點，可(kě)以大大減少(shao)塗料中有機(jī)溶劑揮發對(dui)大氣造成的(de)污染，并且以(yǐ)水作爲溶劑(ji)，可提高塗料(liào)在儲存、運輸(shu)和施工過程(chéng)中的安全性(xing)。目前，水性防(fang)腐塗料已經(jing)成功應用于(yú)建築裝飾、汽(qì)車制造、船舶(bó)和集裝箱制(zhì)造、鐵路機車(chē)、航空航天、交(jiao)通橋梁及木(mu)器塗裝等。水(shuǐ)性防腐塗料(liào)主要包括水(shui)性無機富鋅(xin)塗料、水性環(huán)氧塗料、水性(xing)丙烯酸塗料(liao)和水性聚氨(ān)酯塗料四大(dà)類。
水性無機(ji)富鋅塗料
水(shuǐ)性無機富鋅(xīn)塗料一般分(fen)爲自固化無(wú)機富鋅和後(hou)固化無機富(fu)鋅兩類。目前(qián)市場上廣泛(fàn)使用的是水(shui)性自固化無(wú)機富鋅塗料(liào)。水性無機富(fù)鋅塗料主要(yao)以無機矽酸(suan)鹽水溶液爲(wei)基料，以鋅粉(fen)爲防腐顔料(liào)，爲改進水性(xing)無機富鋅塗(tú)料的施工成(cheng)膜性、耐腐蝕(shi)性，需适當加(jiā)入相應助劑(jì)，如流平劑、緩(huǎn)蝕劑等。
水性(xing)無機富鋅防(fang)腐塗料主要(yào)有以下特點(diǎn)：
(1)幹燥速度快(kuai)，在20℃和75%的相對(duì)濕度下，約1h達(da)指觸幹。
(2)塗層(céng)具有良好的(de)導靜電性和(hé)優良的焊接(jiē)性能。
(3)優異的(de)抗腐蝕性，長(zhang)期抵抗pH爲5.5～10.5範(fan)圍内的化學(xue)腐蝕；在海洋(yáng)大氣環境條(tiáo)件下，水性無(wu)機富鋅塗料(liào)的使用年限(xian)可達25a。
(4)可長期(qī)耐400℃高溫。
(5)清潔(jié)環保，以水爲(wei)稀釋劑和清(qīng)洗劑，揮發性(xing)有機物低，對(duì)環境友好。
(6)水(shui)性無機富鋅(xīn)塗料也其不(bú)足之處，主要(yao)表現在幹膜(mo)中含有大量(liang)鋅粉，造成了(le)塗層的多孔(kǒng)性；對基材的(de)處理要求較(jiao)高且漆膜較(jiào)脆；施工與固(gù)化受環境溫(wen)度、濕度影響(xiǎng)較大。
水性無(wú)機富鋅塗料(liao)适用于海洋(yáng)大氣、高溫等(děng)各種環境下(xià)的鋼結構如(rú)海洋平台、船(chuán)舶、集裝箱、大(da)型鋼鐵構件(jian)、輸油管線、各(gè)種化學貯槽(cáo)内襯的長效(xiào)防腐。
水性環(huán)氧塗料
水性(xing)環氧塗料主(zhu)要是水分散(san)型環氧塗料(liào)，由疏水性的(de)環氧樹脂和(hé)親水性的固(gu)化劑兩個組(zǔ)分構成。
成膜(mó)的過程分爲(wèi)兩個階段：一(yī)是水的揮發(fa)，達到表幹；二(èr)是環氧樹脂(zhi)與固化劑的(de)聚合交聯過(guo)程。水性環氧(yang)塗料本身含(hán)有水分，可與(yu)潮濕底材表(biao)面的水分共(gong)同成爲水性(xìng)環氧塗料的(de)組成部分。
水(shui)性環氧塗料(liào)體系具有如(ru)下特點：
(1)在鋼(gāng)材、混凝土、鋁(lü)材等基材的(de)表面具有出(chu)色的附着力(li)，塗膜具有硬(ying)度高、耐磨性(xìng)好、耐腐蝕性(xing)和優異的耐(nài)化學藥品性(xìng)等特點。
(2)揮發(fā)性有機物含(han)量低，不會造(zao)成空氣污染(ran)，其以水作爲(wei)分散介質，價(jià)格低廉、無氣(qì)味、不燃、儲存(cun)、運輸和使用(yong)過程中安全(quán)性大大提高(gao)。
(3)快幹，在20℃和75%相(xiàng)對濕度下，一(yī)般2h就可達指(zhǐ)觸幹，最低固(gu)化溫度爲15℃。
(4)但(dan)其耐化學品(pin)性能仍較溶(róng)液劑型環氧(yǎng)塗料略差，使(shi)用壽命也要(yao)比一般溶劑(jì)型環氧塗料(liào)短。
現已商品(pin)化的水性環(huán)氧防腐塗料(liao)主要有：水性(xìng)環氧鐵紅底(dǐ)漆、水性環氧(yǎng)磷酸鋅底漆(qī)、水性環氧富(fù)鋅底漆和水(shuǐ)性環氧雲鐵(tie)中間漆。
水性(xìng)丙烯酸塗料(liao)
水性丙烯酸(suan)塗料是指主(zhǔ)要以丙烯酸(suān)共聚物爲基(ji)料，用水作分(fèn)散劑，再加顔(ya)填料、助劑等(deng)配制成，丙烯(xī)酸共聚物由(yóu)甲基丙烯酸(suan)甲酯、丙烯酸(suān)丁酯和丙烯(xī)酸合成，它根(gen)據樹脂在水(shui)中狀态分爲(wei)水乳性、水溶(rong)膠和水溶性(xing)丙烯酸塗料(liào)。由于丙烯酸(suan)聚合物水分(fen)散體的相對(duì)分子質量比(bi)溶劑型聚合(he)物的相對分(fèn)子質量大，所(suǒ)以在幹燥後(hou)可獲得更加(jiā)堅硬的漆膜(mó)。這種樹脂呈(chéng)長鏈的三維(wei)網狀形态，通(tōng)過選擇不同(tóng)的單體和單(dān)體比例，可滿(mǎn)足不同的使(shi)用要求。
水性(xìng)丙烯酸防腐(fu)塗料體系具(ju)有如下特點(dian)：
(1)水性丙烯酸(suān)面漆具有很(hěn)好的耐候性(xìng)能、耐紫外線(xiàn)、耐水、不泛黃(huáng)。在45min後可達硬(ying)幹，2h後即能重(zhong)塗，能在低至(zhi)5℃時使用。
(2)水性(xìng)丙烯酸面漆(qī)可與水性環(huan)氧或丙烯酸(suān)底漆、中塗漆(qī)相配套，也可(kě)用于溶劑型(xing)塗層上面，形(xing)成複合型塗(tu)料體系。
(3)防腐(fu)蝕性優良，保(bǎo)光保色性優(you)良，以水爲稀(xī)釋劑和清洗(xǐ)劑，不燃且安(an)全。
(4)水性丙烯(xi)酸樹脂塗料(liào)同時也存在(zai)硬度大、耐溶(róng)劑性能差等(deng)問題。
水性丙(bǐng)烯酸防腐塗(tu)料能制成有(you)光和半光型(xíng)，可作爲底漆(qi)、面漆和用于(yu)混凝土表面(mian)的封閉漆。可(ke)在鋼材、混凝(níng)土等基材表(biǎo)面施工，塗層(céng)具有良好的(de)附着力、耐候(hòu)性、耐低溫性(xìng)、保光保色等(děng)特點。水性丙(bǐng)烯酸樹脂塗(tu)料用途廣泛(fan)，可用于建築(zhù)業、汽車等多(duo)種領域，已成(cheng)爲防腐塗料(liao)中的一大體(tǐ)系。
水性聚氨(ān)酯塗料
水性(xìng)聚氨酯塗料(liào)是以水性聚(jù)氨酯樹脂爲(wei)基料，用水、顔(ya)料、助劑等配(pei)制而成。水性(xing)聚氨酯樹脂(zhī)按粒徑和外(wài)觀分可分爲(wei)聚氨酯水溶(rong)液(粒徑<0.001μm，外觀(guān)透明)、聚氨酯(zhi)水分散體(粒(li)徑：0.001-0.1μm，外觀半透(tòu)明)、聚氨酯乳(ru)液(粒徑>0.1μm，外觀(guan)白濁)水溶型(xíng)三種。
根據合(hé)成單體不同(tong)水性聚氨酯(zhǐ)可分爲聚醚(mí)型、聚酯型和(he)聚醚、聚酯混(hun)合型。依照選(xuǎn)用的二異氰(qíng)酸酯的不同(tóng)，水性聚氨酯(zhǐ)又可分爲芳(fang)香族和脂肪(fang)族，或具體分(fen)爲TDI 型、HDI型、MDI型等(deng)等。水性聚氨(an)酯整個合成(cheng)過程可分爲(wèi)兩個階段。第(di)一階段爲預(yù)逐步聚合，即(ji)由低聚物二(èr)醇、擴鏈劑、水(shui)性單體、二異(yì)氰酸酯通過(guò)溶液逐步聚(jù)合生成相對(dui)分子質量爲(wèi)1000量級的水性(xìng)聚氨酯預聚(jù)體；第二階段(duan)爲中和後預(yù)聚體在水中(zhong)的分散。
水性(xìng)聚氨酯防腐(fǔ)塗料具有以(yǐ)下特點：
(1)粒徑(jìng)小于0.1nm，具有較(jiao)好的分散穩(wěn)定性。
(2)生産成(chéng)本低、安全不(bú)燃燒、不污染(rǎn)環境、不易損(sǔn)傷被塗飾表(biao)面、易操作和(he)改性。
(3)對木材(cái)、纖維闆、塑料(liào)薄膜、金屬、玻(bo)璃和皮革等(deng)均有良好的(de)粘附性。
(4)水性(xìng)聚氨酯塗料(liao)現在還存在(zai)着成膜時間(jian)長，塗料中存(cun)在親水基團(tuán)引起的漆膜(mó)耐水性差，漆(qi)膜易産生氣(qì)泡，原材料成(chéng)本較高等缺(que)點。
水性聚氨(ān)酯防腐塗料(liào)的應用主要(yao)用做防腐面(mian)漆，廣泛用于(yú)鐵路機車、橋(qiao)梁、汽車、木器(qi)家具、建築裝(zhuāng)飾等的塗裝(zhuāng)。随着環境保(bǎo)護、人體健康(kāng)和對塗料質(zhì)量要求的不(bú)斷提高，綜合(hé)運用多種改(gǎi)性方式和開(kai)發新的改性(xing)方法成爲水(shui)性聚氨酯塗(tu)料研究的主(zhu)要方向。此外(wài)，如何提高水(shui)性聚氨酯塗(tu)料的耐水、抗(kang)靜電和抗菌(jun1)等性能也将(jiang)成爲今後研(yan)究的新方向(xiang)。
發展水性塗(tú)料不僅可以(yi)緩解對石油(yóu)資源的消耗(hao)，而且可以大(dà)幅度的降低(di)VOC的排放量，這(zhè)在環境日益(yì)惡化和石油(yóu)資源日趨緊(jin)的今天具有(you)非常重要的(de)經濟和社會(hui)意義。