四种主流水性涂料的研究与开发

传统的工业涂料包含大量的有机溶剂。在施工和干燥过程中，大部分溶剂会蒸发，这不仅严重污染环境，危害人体健康，而且造成大量资源浪费。根据数据，在涂装过程中，钢铁产品及其设施挥发的挥发性有机化合物总量约占全球挥发性有机化合物总量的20％至25％，已成为大气污染的主要来源之一。

水性涂​​料是使用水作为溶剂或分散介质的涂料。具有无毒，无味，价格低廉，资源丰富的特点。它可以大大减少涂料中有机溶剂挥发引起的污染，而以水为溶剂可以大大改善涂料在储存，运输和施工过程中的使用。安全。目前，水性防腐涂料已成功用于建筑装饰，汽车制造，船舶和集装箱制造，铁路机车，航空航天，交通桥梁和木器涂料。水性防腐涂料主要包括水性无机富锌涂料，水性环氧涂料，水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料。

水性无机富锌涂料

水性无机富锌涂料通常分为两类：自固化无机富锌和后固化无机富锌。目前，水性自固化无机富锌涂料在市场上得到了广泛的应用。水性无机富锌涂料主要使用无机硅酸盐（包括Li4SiO4，Na4SiO4，K4SiO4，（NH4）4SiO4等）水溶液作为基础材料，并使用锌粉作为防腐颜料来改善成膜性。水性无机富锌涂料的性能耐腐蚀性要求适当添加相应的添加剂，例如流平剂和缓蚀剂。

特点（1）干燥速度快。在20℃和75％的相对湿度下，手指触摸约1小时会感到干燥。

（2）该涂层具有良好的静电传导性和优良的焊接性能。

（3）优异的耐腐蚀性，在5.5至10.5的pH范围内具有长期耐化学腐蚀性能；在海洋大气环境下，水性无机富锌涂料的使用寿命可达25a。

（4）能长时间承受400℃高温。

（5）清洁环保，以水为稀释剂和清洁剂，挥发性有机化合物为0，对环境无害。

（6）水性无机富锌涂料也有不足之处，主要是因为干膜中含有大量的锌粉，导致了涂料的孔隙率；底材处理要求高，漆膜易碎；它受环境温度和湿度的影响很大。

水性无机富锌涂料适用于海洋环境，高温（例如海上平台，船舶，集装箱，大型钢构件，输油管道和各种化学品储罐）等各种环境下的钢结构的长期防腐衬里。

水性环氧涂料

水性环氧涂料主要是水分散性环氧涂料，由两部分组成：疏水性环氧树脂和亲水性固化剂。

成膜过程分为两个阶段：一是水蒸发达到表面干燥。第二是环氧树脂和固化剂的聚合交联过程。水性环氧涂料本身包含水分，水分与湿基材表面上的水分一起可以成为水性环氧涂料的成分。

特征

（1）在钢，混凝土，铝等基材表面具有优良的附着力，涂膜具有硬度高，耐磨性，耐腐蚀性和耐化学药品性优良的特点。

（2）挥发性有机化合物含量低，不会造成空气污染。它使用水作为分散介质，价格便宜，无味，不易燃，并大大提高了存储，运输和使用期间的安全性。

（3）速干，在20℃和75％的相对湿度下，可以在2小时内达到触干，最低固化温度为15℃。

（4）但是，其耐化学性仍然比溶液型环氧涂料稍差，并且其使用寿命也比普通溶剂型环氧涂料的使用寿命短。

目前商业化的水性环氧防腐涂料主要包括：水性环氧铁红底漆，水性环氧磷酸锌底漆，水性环氧富锌底漆和水性环氧云铁中间漆。

水性丙烯酸涂料

水性丙烯酸涂料主要是指以丙烯酸共聚物为基础材料，以水为分散剂，然后加入填料，添加剂等。丙烯酸共聚物是由甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯和丙烯酸合成的。在水的状态下被浸入水乳液，水溶胶和水溶性丙烯酸涂料中。由于丙烯酸类聚合物水分散体的相对分子质量大于溶剂基聚合物的相对分子质量，因此干燥后可获得较硬的涂膜。该树脂为长链三维网络的形式。通过选择不同的单体和单体比例，可以满足不同的应用要求。

特征

（1）水性丙烯酸面漆具有良好的耐候性，耐紫外线性，耐水性，并且不会泛黄。它可以在45分钟后进行硬干燥，在2小时后可以重新涂覆，并且可以在温度低至5℃时使用。

（2）水性丙烯酸面漆可与水性环氧或丙烯酸底漆和中间涂料配套使用，也可用于溶剂型涂料以形成复合涂料体系。

（3）优异的防腐性能，优异的光泽和保色性，使用水作稀释剂和清洁剂，不易燃，安全。

（4）水性丙烯酸树脂涂料还存在诸如高硬度和差的耐溶剂性的问题。

水性丙烯酸防腐涂料可制成光亮和半光型，可用作混凝土表面的底漆，面漆和密封漆。它可以应用于钢，混凝土和其他基材的表面。该涂层具有良好的粘合性，耐候性，耐低温性，保光性和保色性。水性丙烯酸树脂涂料被广泛使用，并且可以用于诸如建筑工业和汽车的各种领域，并且已经成为防腐蚀涂料中的主要体系。

水性聚氨酯涂料

水性聚氨酯涂料以水性聚氨酯树脂为基础材料，用水，颜料和添加剂配制而成。水性聚氨酯树脂可浸入聚氨酯水溶液（粒径<0.001m，透明外μ观），聚氨酯水分散体（粒径：0.001-0.1m，半μ透明外观），聚氨酯乳液（粒度> 0.1μ m，白色和浑浊外观）三种水溶性。

根据合成单体的不同，水性聚氨酯可分为聚醚型，聚酯型和聚醚与聚酯混合型。根据不同的二异氰酸酯，水性聚氨酯可分为芳香族和脂肪族，也可以分为TDI型，HDI型，MDI型等。

特征

（1）粒径小于0.1nm，具有良好的分散稳定性。

（2）生产成本低，安全，不易燃，无污染的环境，不易损坏漆面，易于操作和修改。

（3）对木材，纤维板，塑料膜，金属，玻璃和皮革具有良好的附着力。

（4）水性聚氨酯涂料仍具有成膜时间长，由于在涂料中存在亲水基团，在涂料膜中产生气泡而导致的涂料膜的耐水性差的缺点。

水性聚氨酯防腐涂料的应用主要用作防腐面漆，广泛用于铁路机车，桥梁，汽车，木制家具和建筑装饰的涂料。随着环境保护，人体健康和涂料质量要求的不断提高，多种改性方法的综合应用和新改性方法的发展已成为水性聚氨酯涂料的主要研究方向。另外，如何改善水性聚氨酯涂料的耐水性，抗静电和抗菌性能也将成为未来研究的新方向。

水性涂​​料的发展，不仅可以大大减轻石油资源的消耗，而且可以大大减少挥发性有机化合物的排放。在当今日益恶化的环境和日益紧张的石油资源中，这具有非常重要的经济和社会意义。