傳統的工(gong)業塗料含有大量(liang)的有機溶劑，溶劑(ji)在施工和幹燥的(de)過程中大都揮發(fā)出來，這不僅嚴重(zhong)污染了環境和危(wei)害了人類健康，同(tong)時還對資源造成(cheng)浪費。據資料顯示(shì)，鋼鐵制品及其設(she)施在塗裝過程中(zhong)揮發掉的VOC總量約(yue)占全球VOC總量的20%～25%，已(yǐ)經成爲大氣的主(zhǔ)要污染源之一。 所(suo)以，以水性塗料替(ti)代溶劑型塗料應(ying)用于工業防腐塗(tu)裝，對我國構建和(hé)諧社會和實現經(jing)濟的可 持續發展(zhan)有着非常重要的(de)現實意義。
水性塗(tu)料是用水作溶劑(jì)或者作分散介質(zhì)的塗料。它具有無(wu)毒，無味，資源豐富(fu)等特點，可以大大(da)減少塗料中有機(jī)溶劑揮發對大氣(qi)造成的污染，并且(qiě)以水作爲溶劑，可(kě)提高塗料在儲存(cun)、運輸和施工過程(cheng)中的安全性。目前(qián)，水性防腐塗料已(yǐ)經成功應用于建(jiàn)築裝飾、汽車制造(zao)、船舶和集裝箱制(zhi)造、鐵路機車、航空(kong)航天、交通橋梁及(jí)木器塗裝等。水性(xing)防腐塗料主要包(bao)括水性無機富鋅(xīn)塗料、水性環氧塗(tu)料、水性丙烯酸塗(tú)料和水性聚氨酯(zhi)塗料四大類。
水性(xing)無機富鋅塗料
水(shui)性無機富鋅塗料(liào)一般分爲自固化(huà)無機富鋅和後固(gù)化無機富鋅兩類(lei)。目前市場上廣泛(fàn)使用的是水性自(zì)固化無機富鋅塗(tu)料。水性無機富鋅(xīn)塗料主要以無機(ji)矽酸鹽水溶液爲(wèi)基料，以鋅粉爲防(fang)腐顔料，爲改進水(shui)性無機富鋅塗料(liao)的施工成膜性、耐(nài)腐蝕性，需适當加(jia)入相應助劑，如流(liú)平劑、緩蝕劑等。
水(shui)性無機富鋅防腐(fǔ)塗料主要有以下(xia)特點：
(1)幹燥速度快(kuai)，在20℃和75%的相對濕度(du)下，約1h達指觸幹。
(2)塗(tú)層具有良好的導(dǎo)靜電性和優良的(de)焊接性能。
(3)優異的(de)抗腐蝕性，長期抵(di)抗pH爲5.5～10.5範圍内的化(huà)學腐蝕；在海洋大(da)氣環境條件下，水(shui)性無機富鋅塗料(liào)的使用年限可達(dá)25a。
(4)可長期耐400℃高溫。
(5)清(qīng)潔環保，以水爲稀(xi)釋劑和清洗劑，揮(huī)發性有機物低，對(dui)環境友好。
(6)水性無(wu)機富鋅塗料也其(qí)不足之處，主要表(biǎo)現在幹膜中含有(yǒu)大量鋅粉，造成了(le)塗層的多孔性；對(duì)基材的處理要求(qiú)較高且漆膜較脆(cuì)；施工與固化受環(huán)境溫度、濕度影響(xiang)較大。
水性無機富(fu)鋅塗料适用于海(hai)洋大氣、高溫等各(ge)種環境下的鋼結(jie)構如海洋平台、船(chuán)舶、集裝箱、大型鋼(gāng)鐵構件、輸油管線(xian)、各種化學貯槽内(nei)襯的長效防腐。
水(shuǐ)性環氧塗料
水性(xing)環氧塗料主要是(shi)水分散型環氧塗(tú)料，由疏水性的環(huan)氧樹脂和親水性(xìng)的固化劑兩個組(zu)分構成。
成膜的過(guò)程分爲兩個階段(duàn)：一是水的揮發，達(dá)到表幹；二是環氧(yǎng)樹脂與固化劑的(de)聚合交聯過程。水(shuǐ)性環氧塗料本身(shēn)含有水分，可與潮(chao)濕底材表面的水(shuǐ)分共同成爲水性(xing)環氧塗料的組成(chéng)部分。
水性環氧塗(tu)料體系具有如下(xià)特點：
(1)在鋼材、混凝(ning)土、鋁材等基材的(de)表面具有出色的(de)附着力，塗膜具有(yǒu)硬度高、耐磨性好(hǎo)、耐腐蝕性和優異(yi)的耐化學藥品性(xing)等特點。
(2)揮發性有(yǒu)機物含量低，不會(huì)造成空氣污染，其(qí)以水作爲分散介(jiè)質，價格低廉、無氣(qi)味、不燃、儲存、運輸(shu)和使用過程中安(ān)全性大大提高。
(3)快(kuai)幹，在20℃和75%相對濕度(dù)下，一般2h就可達指(zhi)觸幹，最低固化溫(wen)度爲15℃。
(4)但其耐化學(xue)品性能仍較溶液(yè)劑型環氧塗料略(luè)差，使用壽命也要(yao)比一般溶劑型環(huán)氧塗料短。
現已商(shāng)品化的水性環氧(yǎng)防腐塗料主要有(yǒu)：水性環氧鐵紅底(di)漆、水性環氧磷酸(suān)鋅底漆、水性環氧(yǎng)富鋅底漆和水性(xìng)環氧雲鐵中間漆(qi)。
水性丙烯酸塗料(liao)
水性丙烯酸塗料(liào)是指主要以丙烯(xī)酸共聚物爲基料(liào)，用水作分散劑，再(zai)加顔填料、助劑等(deng)配制成，丙烯酸共(gòng)聚物由甲基丙烯(xi)酸甲酯、丙烯酸丁(ding)酯和丙烯酸合成(chéng)，它根據樹脂在水(shuǐ)中狀态分爲水乳(rǔ)性、水溶膠和水溶(róng)性丙烯酸塗料。由(you)于丙烯酸聚合物(wù)水分散體的相對(dui)分子質量比溶劑(jì)型聚合物的相對(dui)分子質量大，所以(yi)在幹燥後可獲得(de)更加堅硬的漆膜(mo)。這種樹脂呈長鏈(liàn)的三維網狀形态(tai)，通過選擇不同的(de)單體和單體比例(li)，可滿足不同的使(shi)用要求。
水性丙烯(xī)酸防腐塗料體系(xi)具有如下特點：
(1)水(shui)性丙烯酸面漆具(jù)有很好的耐候性(xìng)能、耐紫外線、耐水(shui)、不泛黃。在45min後可達(dá)硬幹，2h後即能重塗(tú)，能在低至5℃時使用(yòng)。
(2)水性丙烯酸面漆(qī)可與水性環氧或(huò)丙烯酸底漆、中塗(tu)漆相配套，也可用(yòng)于溶劑型塗層上(shàng)面，形成複合型塗(tu)料體系。
(3)防腐蝕性(xing)優良，保光保色性(xìng)優良，以水爲稀釋(shi)劑和清洗劑，不燃(ran)且安全。
(4)水性丙烯(xi)酸樹脂塗料同時(shí)也存在硬度大、耐(nài)溶劑性能差等問(wèn)題。
水性丙烯酸防(fang)腐塗料能制成有(yǒu)光和半光型，可作(zuò)爲底漆、面漆和用(yòng)于混凝土表面的(de)封閉漆。可在鋼材(cái)、混凝土等基材表(biǎo)面施工，塗層具有(yǒu)良好的附着力、耐(nai)候性、耐低溫性、保(bǎo)光保色等特點。水(shui)性丙烯酸樹脂塗(tú)料用途廣泛，可用(yong)于建築業、汽車等(deng)多種領域，已成爲(wei)防腐塗料中的一(yi)大體系。
水性聚氨(an)酯塗料
水性聚氨(ān)酯塗料是以水性(xing)聚氨酯樹脂爲基(jī)料，用水、顔料、助劑(jì)等配制而成。水性(xing)聚氨酯樹脂按粒(li)徑和外觀分可分(fèn)爲聚氨酯水溶液(yè)(粒徑<0.001μm，外觀透明)、聚(ju)氨酯水分散體(粒(lì)徑：0.001-0.1μm，外觀半透明)、聚(ju)氨酯乳液(粒徑>0.1μm，外(wài)觀白濁)水溶型三(sān)種。
根據合成單體(ti)不同水性聚氨酯(zhǐ)可分爲聚醚型、聚(jù)酯型和聚醚、聚酯(zhi)混合型。依照選用(yong)的二異氰酸酯的(de)不同，水性聚氨酯(zhǐ)又可分爲芳香族(zú)和脂肪族，或具體(tǐ)分爲TDI 型、HDI型、MDI型等等(děng)。水性聚氨酯整個(ge)合成過程可分爲(wei)兩個階段。第一階(jie)段爲預逐步聚合(hé)，即由低聚物二醇(chún)、擴鏈劑、水性單體(ti)、二異氰酸酯通過(guo)溶液逐步聚合生(shēng)成相對分子質量(liang)爲1000量級的水性聚(ju)氨酯預聚體；第二(er)階段爲中和後預(yù)聚體在水中的分(fèn)散。
水性聚氨酯防(fáng)腐塗料具有以下(xià)特點：
(1)粒徑小于0.1nm，具(ju)有較好的分散穩(wěn)定性。
(2)生産成本低(di)、安全不燃燒、不污(wu)染環境、不易損傷(shang)被塗飾表面、易操(cāo)作和改性。
(3)對木材(cai)、纖維闆、塑料薄膜(mo)、金屬、玻璃和皮革(gé)等均有良好的粘(zhan)附性。
(4)水性聚氨酯(zhi)塗料現在還存在(zai)着成膜時間長，塗(tu)料中存在親水基(ji)團引起的漆膜耐(nai)水性差，漆膜易産(chǎn)生氣泡，原材料成(chéng)本較高等缺點。
水(shuǐ)性聚氨酯防腐塗(tu)料的應用主要用(yòng)做防腐面漆，廣泛(fàn)用于鐵路機車、橋(qiao)梁、汽車、木器家具(ju)、建築裝飾等的塗(tú)裝。随着環境保護(hu)、人體健康和對塗(tú)料質量要求的不(bú)斷提高，綜合運用(yòng)多種改性方式和(hé)開發新的改性方(fāng)法成爲水性聚氨(ān)酯塗料研究的主(zhu)要方向。此外，如何(hé)提高水性聚氨酯(zhǐ)塗料的耐水、抗靜(jing)電和抗菌等性能(néng)也将成爲今後研(yan)究的新方向。
發展(zhǎn)水性塗料不僅可(ke)以緩解對石油資(zī)源的消耗，而且可(kě)以大幅度的降低(di)VOC的排放量，這在環(huan)境日益惡化和石(shí)油資源日趨緊的(de)今天具有非常重(zhòng)要的經濟和社會(huì)意義。