水性工业涂料简介1 水性工业涂料技术问题近年来世界范围内加紧对低VOC排放的环保型涂料的研究，水性工业涂料从根本上消除或减少了因VOC排放带来的环境污染问题，而且使用安全方便，得以迅速发展。水性涂料用树脂一般含有***化剂或亲水基团，制漆时还要加入亲水的润湿分散剂、增稠剂等助剂，所以漆膜耐水性一般较溶剂型涂料差，导致漆膜防腐性能降低。要解决这一问题，需要从树脂选择或制备，颜填料和助剂的选择，制漆工艺的研究等多方面进行。树脂选择与溶剂型漆相似，树脂对于涂料性能具有至关重要的作用。水性工业其中可以采用的树脂主要有单组份自***化型***液、单组分室温交联***液、双组分室温固化***液等。水性涂料按其树脂在水中的分散机理分为两大类，一类是外加***化剂型，另一类是自***化型。前者由于含有亲水的表面活性剂，所得涂料耐水性较差，性能低，一般用于要求不高的场合或者建筑涂料方面；后者不含***化剂，所得涂料耐水性好，可用于制备水性工业涂料。这类水性树脂的制备方法是通过缩聚法、加成聚合法、接技聚合法等合成通过化学键连接的疏水和亲水的两种树脂，再通过自***化制备***液，用这一方法可制得VOC含量很低耐水性较好的水性树脂。这类水性树脂品种主要有醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、环氧酯树脂以及由这些树脂互相改性的水性树脂。单组份室温交联***液一般通过树脂中含有的氧化交联基团实现室温交联。常见的品种主要有水性醇酸、水性丙烯酸改性醇酸、水性环氧酯、水性氨酯油等几类。使用方便，在生产线涂装和工业维护领域一般大气中防护领域有较大的发展空间。双组分水性环氧和水性聚氨酯涂料由于可以较完全地实现室温交联，解决水性涂料光泽、硬度、耐介质、耐污染性等性能差的问题，其性能可以达到甚至超过同类基料的溶剂型涂料。可以制成水性自干涂料，应用于钢结构防护与装饰。水性环氧防腐底漆附着力强、机械强度高、耐盐雾、耐化学介质性能好，适合用作高性能防腐底漆或室内用防腐面漆。水性聚氨酯防腐涂料机械强度高，耐溶剂性、防腐性能好，采用丙烯酸或聚酯多羟基组分***液与脂肪族水性聚氨酯固化剂配合可以得到耐侯性优异的涂膜。适合用作防腐和耐侯性优异的高性能防腐面漆。以水性环氧底漆与水性聚氨酯面漆配套的体系在工业重防腐领域发展潜力很大。 颜填料的选择 用于油漆的颜填料，有些可用于水性漆，有些因为自身在水中稳定性问题或由于水解产生多价离子导致水性树脂破***不能用于水性漆。所以必须进行试验，筛选出适合水性漆用的颜填料。 助剂的选择溶剂型涂料所用助剂是为溶剂型漆设计的，一般不溶于水，不适合用于水性漆的制备。根据水性漆的特性，要选择或制备专用的催干剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠流变剂等助剂。制漆工艺的研究 几百年来，油漆制造工艺趋于成熟。水性漆是新产品，以水为介质的水性漆体系与以有机溶剂为介质的油漆体系是完全不同的分散体系，因而其制造工艺也有其截然不同的特性。所以要根据水性漆的特点，研究出水性漆的生产工艺。 施工工艺的研究 水性涂料与传统油漆不同，在施工、干燥、固化各方面都有不同的特性，施工工艺也有它自已的特点。要根据不同的施工对象和场合，研究不同的施工方法。 即使上述技术问题都解决了，如果成本过高，水性工业涂料仍然未必能工业化。这是由于水性漆所用树脂价格大大高于溶剂型树脂，导致目前水性工业漆成本显著高于溶剂型涂料。水性环保涂料的性能价格比必须达到同类油漆的水平，才能被用户接受，才能工业化、商品化。2 水性工业涂料的优点 节省资源、保护环境 据2005年统计，世界工业涂料产量约为1500万吨，其中约80%为溶剂型涂料，即1200万吨。如果以水性漆替代50%的溶剂型漆，溶剂型漆VOC平均含量按40%计算，则每年排放到大气中的VOC将减少240万吨，节省资源浪费约合150亿元人民币。这对于节约资源、保护地球生态环境和人类自身健康，均具有极为重要的意义。安全 由于水性漆以水为分散介质，从根本上消除了生产、运输和施工应用过程中燃烧***的危险。 施工方便 由于水性漆可以用水稀释，施工用具可以用水清洗，使用非常方便。另外由于水性漆自身的流变特性，施工所需外力小，减轻了工人的劳动强度。3 我国水性环保工业涂料推广应用前景 目前我国工业涂料年消费量，据不完全统计在300万吨左右。目前使用的绝大多数为溶剂型涂料，每年有机溶剂挥发量约达150万吨，资源浪费约合人民币90亿元，不仅带来巨大的环境危害，也浪费了大量的资源。如果用水性环保工业涂料替代传统油漆量的一半，可减少VOC排放75万吨，节省资源浪费约45亿元。水性环保工业涂料的开发与推广，不仅具有巨大的环境效益，也将具有可观的经济效益。 水性环保工业涂料可替代传统同类油漆，广泛应用于石化、五金交电、冶金、汽车、铁路机车、船舶、建筑等领域，取得良好的经济效益和社会效益。举例如下： 水性丙烯酸改性醇酸防腐涂料 目前，醇酸树脂漆仍然是国内第一大主要传统品种。该漆占我国工业涂料总产量的三分之一左右，约为100万吨/年。如果由水性漆替代传统醇酸油漆年消费量的三分之一，可减少VOC排放量约15万吨/年，节省资源浪费合人民币9亿元/年。 水性氨基丙烯酸改性醇酸烘漆 我国目前氨基树脂漆的年消费量约为20万吨。如果采用水性氨基醇酸树脂漆制造技术，同样使我国该类漆的制造技术跨入世界先进水平。可减少VOC排放量约10万吨/年，节省资源浪费合人民币6亿元/年。 水性防腐涂料在船舶领域中的应用 我国船舶漆年用量约为10万吨。其中船壳漆、甲板漆、上层建筑及船舶内舱均可使用水性环保漆。按总用量的50%计算，可减少VOC排放约2/5万吨/年，节省资源浪费约合1/5亿元/年。 铁路车辆用水性厚浆底、面漆 我国铁路车辆用漆约3万吨/年，如果使用水性环保漆替代传统油漆，可减少VOC排放量约1/5万吨/年，节约资源合0/9亿元/年。 汽车用水性氨基烘漆及底面合一、底漆、中涂层 我国目前汽车生产量约为500万辆/年，平均用漆量按12公斤/辆计算，则年用漆量约为6万吨。其中约50%可用水性环保漆替代，可减少VOC排放量1/5万吨/年，节省资源浪费合0/9亿元。4 我院低VOC涂料生产和研***况我院自80年代初开始依托国家“七五”科技攻关计划进行水性防腐涂料研究，一直延续至“十五”计划的完成。经过二十几年的努力，先后开发出水性***磺化聚乙烯、水性环氧酯、水性环氧及水性环氧丙烯酸系列防腐涂料。“九五”期间成功开发出以聚合物微***液为基料的新一代水性工业涂料，“十五”期间开发出双组分水性环氧防腐涂料，使我院水性工业涂料制造技术达到国际先进水平。 自“九五”课题“水性防腐涂料工业性试验”开展以来，我院研究开发的系列水性防腐工业涂料经几百批次生产，通过海军、二***、工程兵、***、燕山石化、中原石化等上百家用户、多种气候条件、多种涂装工艺、200多万平方米的应用表明：水性工业涂料生产工艺稳定、性能可靠，产品能够满足用户要求。 系列水性工业漆被评定为国家级新产品，技术指标达到国际先进水平，与近几年开始出现在国内市场的Vienova、Sherwin-Williams、壳牌等国际著名大公司的产品性能相当，但价格仅为进口产品的1/21/3，具有很强的市场竞争力。系列水性树脂和水性工业漆已获得7项国家发明专利和1项国际专利。国家高新技术示范工程1/5万吨水性防腐涂料产业化项目于2004年建成投产，为水性工业涂料的研究推广应用
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