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1 水性涂料的特性
1． 1 水性涂料具有較強(qiáng)的表面張力
水性涂料中最主要的成分是水，這一特點(diǎn)使得水性涂料在表面張力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于溶劑涂料。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在相同條件下，水的表面張力能夠達(dá)到大概在70mN/m，而有機(jī)溶劑的表面張力僅為水性涂料的30%。較強(qiáng)的表面張力是水性涂料最為顯著的特性之一。
1． 2 水性涂料具有較高的汽化溫度
相關(guān)測(cè)試表明水性涂料中水所占的比例達(dá)到了70%，水在汽化溫度上較高使得水性涂料在噴涂使用的時(shí)候不易揮發(fā)。與此同時(shí)，水性涂料在進(jìn)行霧化處理時(shí)不會(huì)像溶劑涂料那樣易揮發(fā)�？偠灾^高的氣化溫度使水性涂料受到了市場(chǎng)的青睞。
1． 3 水性涂料具有一定的觸變性
除了較強(qiáng)的表面張力、較高的汽化溫度意外，水性涂料還具有一定的觸變性。水性材料觸變性指的是由于外力作用，水性涂料自身黏度發(fā)生變化，例如對(duì)水性材料進(jìn)行攪拌時(shí)，水性涂料的黏度降低。
2 水性涂料優(yōu)缺點(diǎn)
2. 1 水性涂料的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)2014 年相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，世界工業(yè)涂料的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1500 萬(wàn)t。在工業(yè)涂料當(dāng)中，溶劑型涂料所占比例為75%。若利用水性涂料對(duì)溶劑型漆實(shí)現(xiàn)代替成功，以50%的代替率計(jì)算，每年VOC 的排放量將減少240 萬(wàn)t，有效的減少了資源浪費(fèi)，可以節(jié)約人民幣150 億元。除了在環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)上的巨大優(yōu)勢(shì)，水性涂料由于主要成分是水，在在根本上解決了運(yùn)輸、施工以及生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生火災(zāi)或是爆炸的危險(xiǎn)。
2． 2 水性涂料的缺點(diǎn)
水性涂料具有一定的缺點(diǎn)。水性涂料在一定程度上會(huì)對(duì)涂裝設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，使用水性涂料的涂裝設(shè)備需要經(jīng)過(guò)額外的處理，即采用不銹鋼材料或是防腐蝕襯里，在一定程度上增加了設(shè)備造價(jià)。與此同時(shí)，水性涂料由于腐蝕性的原因，其輸送管道需要進(jìn)行特殊處理，以防金屬被腐蝕，即使用不銹鋼管。
3 水性涂料的應(yīng)用
3． 1 水性涂料在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用
由于水性材料與溶劑材料相比更加的環(huán)保，水性材料在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用較為常見(jiàn)。下面就乳膠型硅藻土水性涂料在室內(nèi)裝修中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
3． 1． 1 對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)
乳膠型硅藻土水性涂料是一種新型的水性涂料，它利用硅藻土自身的超微細(xì)孔道對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并具有良好的效果。乳膠型硅藻土水性涂料具有超微細(xì)孔，比當(dāng)前被當(dāng)做除潮劑使用的木炭細(xì)孔多出5000 ～ 6000 倍。多雨季節(jié)室內(nèi)濕度會(huì)有所上升，人體會(huì)感到不適。乳膠型硅藻土水性涂料當(dāng)中的硅藻土利用超微細(xì)孔對(duì)空氣中的水分進(jìn)行自動(dòng)吸收，并進(jìn)行儲(chǔ)存，降低室內(nèi)濕度。天氣干燥時(shí)，室內(nèi)水分含量極少，空氣干燥，人體出現(xiàn)皮膚干燥現(xiàn)象。這時(shí)，乳膠型硅藻土水性涂料將儲(chǔ)存在硅藻土超微細(xì)孔當(dāng)中的水分進(jìn)行釋放，增大室內(nèi)空氣中的含水量，提高室內(nèi)濕度，讓室內(nèi)保持一個(gè)較為合適的濕度范圍內(nèi)。乳膠型硅藻土水性涂料當(dāng)中成千上億個(gè)超微細(xì)孔形成的空間對(duì)水分的儲(chǔ)存量驚人，并不會(huì)因?yàn)樗值奈粘霈F(xiàn)膨脹或是剝離的不良現(xiàn)象。
3． 1． 2 吸收室內(nèi)空氣中甲醛或其他有害物質(zhì)
乳膠型硅藻土水性涂料能夠?qū)κ覂?nèi)空氣中的甲醛或是其他有害物質(zhì)進(jìn)行吸收。我們知道，在新房裝修或是搬入新家具的過(guò)程中，由于技術(shù)限制，大部分的裝修建材以及新家具中使用的油漆和膠水當(dāng)中含有大量的甲醛、VOC 等。這些物質(zhì)易揮發(fā)，并對(duì)人體有一定的毒害作用。當(dāng)室內(nèi)甲醛或是VOC 等物質(zhì)積累當(dāng)一定的量是，會(huì)對(duì)人體造成較大的傷害。乳膠型硅藻土水性涂料當(dāng)中的超微細(xì)孔能夠吸附空氣當(dāng)中大部分的甲醛以及VOC。
3． 2 水性涂料在鐵道車輛中的應(yīng)用
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，鐵路客運(yùn)量不斷增加。高性能的防護(hù)性涂料對(duì)鐵路客車起到了一定的保護(hù)作用。相關(guān)資料顯示，當(dāng)前我國(guó)僅造新車這一項(xiàng)每年消耗涂料用量高達(dá)6000t。與此同時(shí)，鐵路貨車對(duì)涂料的需求量以及要求也不斷攀升。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)鐵道車輛在涂料使用選擇以及涂裝工序上經(jīng)歷多次變革變化，對(duì)涂料的選擇要求變得更加嚴(yán)格，對(duì)工藝水平的要求也逐步提升。水性涂料的出現(xiàn)為鐵道車輛涂料的選擇增加了多樣性。以曹立安等人研制的水溶性厚漿醇酸樹(shù)脂漆為例，該水性涂料得到了廣泛認(rèn)可。當(dāng)前已先后通過(guò)鐵道部的車輛研究等部門認(rèn)可。國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中心對(duì)該水性涂料進(jìn)行了測(cè)試，認(rèn)為其顯示出了良好的物理性能、具有優(yōu)異的耐腐蝕性，同時(shí)與溶劑涂料相比更加環(huán)保。以高特內(nèi)部的涂層為例，里面使用的涂料均為水性涂料，其中以樹(shù)脂類的水性涂料為主。
3． 3 水性涂料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
在眾多工業(yè)涂料當(dāng)中，汽車涂料的用量位居榜首。在汽車工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家，汽車涂料的用量甚至占到了涂料總產(chǎn)量的20%。當(dāng)前隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車工業(yè)對(duì)涂料提出了新要求: 要具有良好的環(huán)保特點(diǎn); 涂膜要具有一定的耐磨、耐腐蝕性; 性價(jià)比高; 具有較高的科技含量。以汽車車身為例，其對(duì)汽車涂料的耐磨性能、防水性能有較高的要求，而車體內(nèi)部的涂料則要求具有環(huán)保特性，不能含有對(duì)人體有害的物質(zhì)。
水性涂料與溶劑涂料相比，具有良好的環(huán)保特點(diǎn)，以及防火災(zāi)的安全性，在汽車工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。有數(shù)據(jù)顯示，水性涂料在汽車工業(yè)中的使用量占到了汽車工業(yè)涂料總使用量的60%。
3． 4 水性涂料在船舶工業(yè)中的應(yīng)用
當(dāng)前，船舶涂料的總體發(fā)展方向是: 省力、高效、低毒、安全、無(wú)公害、省工程以及通用。目前水線以上的船殼涂料以醇酸類水性涂料為主，除此以外，還有有機(jī)硅改性醇酸、氯化橡膠類、丙烯酸改性醇酸以及聚氨酯改性醇酸等等。以水性涂料當(dāng)中的苯乙烯改性醇酸樹(shù)脂涂料為例，其具有以下特點(diǎn): 強(qiáng)大的粘接力、良好的耐水性以及極快的干燥速度，這些特性使得水性涂料成為了船舶工業(yè)中的首選涂料。與此同時(shí)，水性涂料防蝕防潮的性能也受到了軍事工業(yè)的青睞。
3． 5 水性涂料在塑料化工中的應(yīng)用
目前，雖然塑料用涂料仍以溶劑型涂料為主，但水性涂料的市場(chǎng)會(huì)隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和本身技術(shù)的逐漸完善而不斷上升，高性能與低VOC 含量相結(jié)合的塑料用水性涂料具有廣泛的應(yīng)用前景。開(kāi)發(fā)水性塑料涂料勢(shì)必將會(huì)更符合時(shí)代要求，最終取代溶劑型涂料。塑料用水性涂料面臨的難題是在成本可接受的前提下可以方便施工，使涂膜性能易于設(shè)計(jì)與優(yōu)化。提高產(chǎn)品的性能，以滿足不同的要求，并進(jìn)一步降低VOC 排放量。因此，水性塑料涂料勢(shì)必向高性能化、高功能化、低成本化方向發(fā)展。探索新的合成技術(shù)和制備改性復(fù)合水性涂料提高涂膜的綜合性能; 依靠分子設(shè)計(jì)和聚合物分子裁剪技術(shù)，在水性樹(shù)脂中引入特殊功能的組分，以賦予涂膜多功能性，如含氟、含硅水性涂料和防火、抗菌和導(dǎo)電涂料等，進(jìn)一步開(kāi)拓水性涂料在塑料件上的應(yīng)用。
4 水性涂料在應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題
4． 1 消防問(wèn)題
水性涂料當(dāng)中的主要成分是水，這一特性決定了水性涂料為不燃物質(zhì)。但是這并不意味這水性涂料可以完全不用考慮消防問(wèn)題。水性涂料的溶劑為水，但是基料有可能為客人物質(zhì)，例如樹(shù)脂等。當(dāng)水性涂料積聚干燥后依然存在一定消防安全問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，噴漆室以及通風(fēng)管道當(dāng)中的積漆定期清除非常有必要。
4． 2 環(huán)保問(wèn)題
在上文對(duì)水性涂料的介紹中我們可以看到，與溶劑涂料相比，水性涂料生產(chǎn)中VOC 的排放量遠(yuǎn)小于溶劑涂料。但是在水性涂料的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水與溶劑涂料相當(dāng)，需要進(jìn)行多級(jí)處理，達(dá)到國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。
4． 3 流掛問(wèn)題
水性材料的特定決定了其易流掛的特點(diǎn)。在水性涂料的使用過(guò)程中需要對(duì)其流掛現(xiàn)象格外重視，以免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。可以從以下兩點(diǎn)展開(kāi): 對(duì)涂裝室內(nèi)溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，在保障水性涂料不流掛的前提下開(kāi)展涂裝工作; 對(duì)水性涂料黏度進(jìn)行控制。
5 展望
只有大力開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能涂料才能趕超世界先進(jìn)水平，使我國(guó)不僅是涂料生產(chǎn)的大國(guó)，而且是涂料研發(fā)的強(qiáng)國(guó)。水性涂料大大地降低了VOC 的含量，順應(yīng)了環(huán)保的要求，因此水性涂料具有良好的發(fā)展前景。隨著對(duì)水性涂料的研究逐漸深入，必將推動(dòng)環(huán)保涂料的應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
