傳統的工(gong)業塗料含有大(dà)量的有機溶劑(jì)，溶劑在施工和(hé)幹燥的過程中(zhōng)大都揮發出來(lai)，這不僅嚴重污(wū)染了環境和危(wēi)害了人類健康(kāng)，同時還對資源(yuán)造成浪費。據資(zi)料顯示，鋼鐵制(zhì)品及其設施在(zài)塗裝過程中揮(hui)發掉的VOC總量約(yue)占全球VOC總量的(de)20%～25%，已經成爲大氣(qì)的主要污染源(yuán)之一。 所以，以水(shuǐ)性塗料替代溶(róng)劑型塗料應用(yong)于工業防腐塗(tu)裝，對我國構建(jian)和諧社會和實(shí)現經濟的可 持(chí)續發展有着非(fēi)常重要的現實(shi)意義。
水性塗料(liao)是用水作溶劑(ji)或者作分散介(jie)質的塗料。它具(jù)有無毒，無味，資(zi)源豐富等特點(diǎn)，可以大大減少(shao)塗料中有機溶(rong)劑揮發對大氣(qì)造成的污染，并(bìng)且以水作爲溶(rong)劑，可提高塗料(liào)在儲存、運輸和(he)施工過程中的(de)安全性。目前，水(shui)性防腐塗料已(yi)經成功應用于(yú)建築裝飾、汽車(che)制造、船舶和集(jí)裝箱制造、鐵路(lù)機車、航空航天(tiān)、交通橋梁及木(mù)器塗裝等。水性(xìng)防腐塗料主要(yào)包括水性無機(ji)富鋅塗料、水性(xìng)環氧塗料、水性(xìng)丙烯酸塗料和(he)水性聚氨酯塗(tu)料四大類。
水性(xìng)無機富鋅塗料(liào)
水性無機富鋅(xīn)塗料一般分爲(wei)自固化無機富(fù)鋅和後固化無(wu)機富鋅兩類。目(mù)前市場上廣泛(fan)使用的是水性(xing)自固化無機富(fu)鋅塗料。水性無(wu)機富鋅塗料主(zhǔ)要以無機矽酸(suān)鹽水溶液爲基(jī)料，以鋅粉爲防(fang)腐顔料，爲改進(jin)水性無機富鋅(xin)塗料的施工成(cheng)膜性、耐腐蝕性(xing)，需适當加入相(xiang)應助劑，如流平(píng)劑、緩蝕劑等。
水(shuǐ)性無機富鋅防(fáng)腐塗料主要有(yǒu)以下特點：
(1)幹燥(zào)速度快，在20℃和75%的(de)相對濕度下，約(yue)1h達指觸幹。
(2)塗層(céng)具有良好的導(dao)靜電性和優良(liáng)的焊接性能。
(3)優(yōu)異的抗腐蝕性(xing)，長期抵抗pH爲5.5～10.5範(fàn)圍内的化學腐(fu)蝕；在海洋大氣(qi)環境條件下，水(shui)性無機富鋅塗(tú)料的使用年限(xiàn)可達25a。
(4)可長期耐(nai)400℃高溫。
(5)清潔環保(bao)，以水爲稀釋劑(jì)和清洗劑，揮發(fa)性有機物低，對(dui)環境友好。
(6)水性(xing)無機富鋅塗料(liào)也其不足之處(chù)，主要表現在幹(gàn)膜中含有大量(liang)鋅粉，造成了塗(tu)層的多孔性；對(dui)基材的處理要(yao)求較高且漆膜(mo)較脆；施工與固(gu)化受環境溫度(du)、濕度影響較大(da)。
水性無機富鋅(xin)塗料适用于海(hǎi)洋大氣、高溫等(deng)各種環境下的(de)鋼結構如海洋(yáng)平台、船舶、集裝(zhuāng)箱、大型鋼鐵構(gou)件、輸油管線、各(gè)種化學貯槽内(nèi)襯的長效防腐(fǔ)。
水性環氧塗料(liao)
水性環氧塗料(liao)主要是水分散(san)型環氧塗料，由(yóu)疏水性的環氧(yang)樹脂和親水性(xìng)的固化劑兩個(gè)組分構成。
成膜(mó)的過程分爲兩(liang)個階段：一是水(shui)的揮發，達到表(biǎo)幹；二是環氧樹(shu)脂與固化劑的(de)聚合交聯過程(cheng)。水性環氧塗料(liào)本身含有水分(fèn)，可與潮濕底材(cái)表面的水分共(gòng)同成爲水性環(huan)氧塗料的組成(chéng)部分。
水性環氧(yǎng)塗料體系具有(you)如下特點：
(1)在鋼(gang)材、混凝土、鋁材(cai)等基材的表面(mian)具有出色的附(fù)着力，塗膜具有(yǒu)硬度高、耐磨性(xìng)好、耐腐蝕性和(hé)優異的耐化學(xué)藥品性等特點(dian)。
(2)揮發性有機物(wù)含量低，不會造(zao)成空氣污染，其(qí)以水作爲分散(san)介質，價格低廉(lián)、無氣味、不燃、儲(chu)存、運輸和使用(yòng)過程中安全性(xìng)大大提高。
(3)快幹(gan)，在20℃和75%相對濕度(dù)下，一般2h就可達(dá)指觸幹，最低固(gù)化溫度爲15℃。
(4)但其(qi)耐化學品性能(néng)仍較溶液劑型(xíng)環氧塗料略差(chà)，使用壽命也要(yao)比一般溶劑型(xing)環氧塗料短。
現(xiàn)已商品化的水(shuǐ)性環氧防腐塗(tu)料主要有：水性(xing)環氧鐵紅底漆(qi)、水性環氧磷酸(suān)鋅底漆、水性環(huan)氧富鋅底漆和(he)水性環氧雲鐵(tiě)中間漆。
水性丙(bing)烯酸塗料
水性(xìng)丙烯酸塗料是(shì)指主要以丙烯(xī)酸共聚物爲基(ji)料，用水作分散(san)劑，再加顔填料(liao)、助劑等配制成(chéng)，丙烯酸共聚物(wu)由甲基丙烯酸(suan)甲酯、丙烯酸丁(ding)酯和丙烯酸合(hé)成，它根據樹脂(zhī)在水中狀态分(fen)爲水乳性、水溶(rong)膠和水溶性丙(bing)烯酸塗料。由于(yu)丙烯酸聚合物(wu)水分散體的相(xiàng)對分子質量比(bǐ)溶劑型聚合物(wu)的相對分子質(zhi)量大，所以在幹(gàn)燥後可獲得更(gèng)加堅硬的漆膜(mó)。這種樹脂呈長(zhǎng)鏈的三維網狀(zhuang)形态，通過選擇(ze)不同的單體和(he)單體比例，可滿(man)足不同的使用(yòng)要求。
水性丙烯(xī)酸防腐塗料體(tǐ)系具有如下特(te)點：
(1)水性丙烯酸(suān)面漆具有很好(hǎo)的耐候性能、耐(nai)紫外線、耐水、不(bú)泛黃。在45min後可達(dá)硬幹，2h後即能重(zhong)塗，能在低至5℃時(shi)使用。
(2)水性丙烯(xī)酸面漆可與水(shuǐ)性環氧或丙烯(xī)酸底漆、中塗漆(qi)相配套，也可用(yòng)于溶劑型塗層(céng)上面，形成複合(he)型塗料體系。
(3)防(fang)腐蝕性優良，保(bǎo)光保色性優良(liang)，以水爲稀釋劑(jì)和清洗劑，不燃(rán)且安全。
(4)水性丙(bǐng)烯酸樹脂塗料(liào)同時也存在硬(yìng)度大、耐溶劑性(xìng)能差等問題。
水(shui)性丙烯酸防腐(fǔ)塗料能制成有(yǒu)光和半光型，可(kě)作爲底漆、面漆(qi)和用于混凝土(tu)表面的封閉漆(qi)。可在鋼材、混凝(ning)土等基材表面(mian)施工，塗層具有(you)良好的附着力(lì)、耐候性、耐低溫(wen)性、保光保色等(deng)特點。水性丙烯(xī)酸樹脂塗料用(yòng)途廣泛，可用于(yú)建築業、汽車等(děng)多種領域，已成(chéng)爲防腐塗料中(zhong)的一大體系。
水(shuǐ)性聚氨酯塗料(liào)
水性聚氨酯塗(tú)料是以水性聚(ju)氨酯樹脂爲基(jī)料，用水、顔料、助(zhu)劑等配制而成(chéng)。水性聚氨酯樹(shù)脂按粒徑和外(wai)觀分可分爲聚(jù)氨酯水溶液(粒(li)徑<0.001μm，外觀透明)、聚(jù)氨酯水分散體(tǐ)(粒徑：0.001-0.1μm，外觀半透(tou)明)、聚氨酯乳液(yè)(粒徑>0.1μm，外觀白濁(zhuo))水溶型三種。
根(gen)據合成單體不(bú)同水性聚氨酯(zhi)可分爲聚醚型(xíng)、聚酯型和聚醚(mí)、聚酯混合型。依(yī)照選用的二異(yì)氰酸酯的不同(tong)，水性聚氨酯又(yòu)可分爲芳香族(zú)和脂肪族，或具(jù)體分爲TDI 型、HDI型、MDI型(xíng)等等。水性聚氨(ān)酯整個合成過(guò)程可分爲兩個(gè)階段。第一階段(duàn)爲預逐步聚合(he)，即由低聚物二(èr)醇、擴鏈劑、水性(xìng)單體、二異氰酸(suān)酯通過溶液逐(zhú)步聚合生成相(xiang)對分子質量爲(wèi)1000量級的水性聚(ju)氨酯預聚體；第(dì)二階段爲中和(hé)後預聚體在水(shuǐ)中的分散。
水性(xing)聚氨酯防腐塗(tu)料具有以下特(tè)點：
(1)粒徑小于0.1nm，具(ju)有較好的分散(sàn)穩定性。
(2)生産成(chéng)本低、安全不燃(rán)燒、不污染環境(jing)、不易損傷被塗(tu)飾表面、易操作(zuo)和改性。
(3)對木材(cai)、纖維闆、塑料薄(báo)膜、金屬、玻璃和(hé)皮革等均有良(liang)好的粘附性。
(4)水(shuǐ)性聚氨酯塗料(liao)現在還存在着(zhe)成膜時間長，塗(tú)料中存在親水(shui)基團引起的漆(qī)膜耐水性差，漆(qi)膜易産生氣泡(pao)，原材料成本較(jiào)高等缺點。
水性(xing)聚氨酯防腐塗(tu)料的應用主要(yao)用做防腐面漆(qī)，廣泛用于鐵路(lu)機車、橋梁、汽車(chē)、木器家具、建築(zhù)裝飾等的塗裝(zhuāng)。随着環境保護(hu)、人體健康和對(dui)塗料質量要求(qiú)的不斷提高，綜(zōng)合運用多種改(gǎi)性方式和開發(fā)新的改性方法(fǎ)成爲水性聚氨(an)酯塗料研究的(de)主要方向。此外(wài)，如何提高水性(xìng)聚氨酯塗料的(de)耐水、抗靜電和(he)抗菌等性能也(ye)将成爲今後研(yán)究的新方向。
發(fā)展水性塗料不(bú)僅可以緩解對(duì)石油資源的消(xiāo)耗，而且可以大(dà)幅度的降低VOC的(de)排放量，這在環(huan)境日益惡化和(hé)石油資源日趨(qu)緊的今天具有(yǒu)非常重要的經(jīng)濟和社會意義(yi)。