水性(xing)塗料的優勢及(ji)面臨的問(wen)題
發布時間:[2017-6-7 15:3:48] 浏覽量:2111次
1·水(shui)性(xing)塗料簡(jian)介
水(shui)性(xing)塗(tu)料是(shi)指(zhi)用水作溶劑(ji)或者(zhe)作分(fen)散介質的塗料,包括水溶性塗料、水(shui)稀釋性(xing)塗料、水(shui)分(fen)散(san)性(xing)塗(tu)料(乳(ru)膠塗料)3種(zhong)。水(shui)溶(rong)性塗(tu)料是(shi)以水(shui)溶性樹(shu)脂爲成(cheng)膜物(wu),主要有聚(ju)乙烯醇(chun)及(ji)其各(ge)種改性物及水(shui)溶醇(chun)酸樹脂、水(shui)溶環氧(yang)樹脂及(ji)無機高分子水(shui)性樹(shu)脂等。水稀(xi)釋性塗料主要(yao)以乳化乳液爲(wei)成膜物,以此來溶解樹脂(zhi),然後(hou)在乳化(hua)劑的幫(bang)助下(xia)依靠強烈(lie)的機械攪(jiao)拌使樹脂(zhi)分散在水(shui)中形(xing)成乳(ru)液,稱(cheng)爲(wei)後乳化乳液(ye),制成(cheng)的塗料在施工中可用水(shui)來稀釋。水分散(san)塗料(liao)主要是指(zhi)以合成樹脂乳(ru)液爲(wei)成膜物配制的(de)塗料(liao)。
溶劑型塗(tu)料(liao)是(shi)由顔(ya)填料、樹(shu)脂、溶劑(ji)和各(ge)種助(zhu)劑四(si)大部分組成。水性塗料(liao)與溶劑(ji)型塗料的組成(cheng)大體(ti)相同(tong),但水(shui)性(xing)塗料需(xu)用的助劑更多,配方(fang)更複雜(za),主(zhu)要由(you)水性樹(shu)脂、顔填(tian)料助(zhu)劑、中(zhong)和劑、水等(deng)組成。
2·水性(xing)塗料(liao)的發(fa)展(zhan)優(you)勢
2.1環境友好
水性塗料從原料來源到生(sheng)産及(ji)使(shi)用的全(quan)生命周期,均有利于(yu)環境的健(jian)康發(fa)展。它不僅(jin)在生(sheng)産過(guo)程中将易揮發的有機溶(rong)劑替代,而且使(shi)用時(shi)塗裝工具(ju)可用水清(qing)洗,也(ye)減少(shao)了清洗溶(rong)劑(ji)的(de)消耗(hao)。有機(ji)溶劑的(de)生産需(xu)要消耗化石原(yuan)料,在資(zi)源(yuan)緊缺(que)的現階段是對(dui)資源的一(yi)大挑(tiao)戰,水性(xing)塗料的出現,解決了這(zhe)一問(wen)題(ti)。同時,溶劑的(de)削減,大大(da)減少了生(sheng)産及(ji)使用過(guo)程(cheng)中(zhong)揮(hui)發性有機化合物的排(pai)放,爲改(gai)善周邊大氣環境作出(chu)了積極(ji)的貢獻。馬(ma)春慶[3]等人(ren)對比了不(bu)同塗裝體系的(de)voc排放量,結果表(biao)明“溶劑(ji)型中塗(tu)+溶劑型色漆+單(dan)組份罩光清漆”工藝(yi)體(ti)系的voc排(pai)放量(liang)爲120g/m3,而“水性(xing)中塗(tu)+水(shui)性(xing)色漆(qi)+水性罩光清漆”工藝(yi)體系的排(pai)放量僅爲(wei)28g/m3,排放(fang)量大(da)幅(fu)度降低(di)。
另一方面(mian),水性(xing)塗料(liao)僅采用少(shao)量低毒(du)性(xing)醇醚類有機溶(rong)劑,有(you)機溶劑揮(hui)發量減少,極大改善(shan)了工(gong)作場(chang)所的(de)環境,有利于工(gong)作人員的(de)身體(ti)健康(kang)。一(yi)般(ban)的水(shui)性塗料(liao)有機溶(rong)劑(占(zhan)塗(tu)料)在10%~15%之間,而現(xian)在(zai)的陰極電泳(yong)塗(tu)料已(yi)降至(zhi)1.2%以下,對降(jiang)低污染(ran)節省資(zi)源效果(guo)顯(xian)著(zhe)。
2.2減少風(feng)險
以溶劑(ji)中最(zui)常(chang)見(jian)的甲(jia)苯和(he)二甲苯爲(wei)例:甲(jia)苯的閃點(dian)爲4℃,蒸(zheng)氣能與空(kong)氣形成爆炸性(xing)混合物,爆(bao)炸極(ji)限1.2%~7.0%(體積);二甲苯(ben)閃點29℃,蒸氣能與(yu)空氣形成爆(bao)炸(zha)性混(hun)合物(wu),爆炸(zha)極限(xian)約(yue)爲1%~7%(體積)。兩者(zhe)均爲易燃(ran)物(wu)質。因此(ci),溶劑型塗料的易燃(ran)易爆(bao)原料(liao)儲存(cun)和使用的場所(suo),具有(you)發生(sheng)火災(zai)爆炸事(shi)故的風(feng)險。在我國(guo),塗料廠的溶(rong)劑儲罐(guan)發生火(huo)災爆炸事故(gu)屢見報道。
水性塗(tu)料的生産和(he)使用,減(jian)少(shao)了對易燃(ran)易爆(bao)原材料(liao)的需求(qiu),極大地降(jiang)低了(le)風(feng)險。
2.3降(jiang)低(di)成本(ben)
2.3.1原料成本
随着(zhe)人們對(dui)資源能(neng)源的(de)需(xu)求日益(yi)增大(da),在世界範(fan)圍内出現資源(yuan)能源短缺的問題,導緻(zhi)石(shi)油乃(nai)至下(xia)遊産品價(jia)格持續(xu)上漲,作爲下(xia)遊産品的(de)有機溶劑(ji)也不例外。資源(yuan)價格(ge)的壓(ya)力(li)下,以水作爲稀釋(shi)劑的(de)價格優勢(shi)正得(de)以逐漸顯(xian)現[4]。
2.3.2環境成本(ben)
傳統的(de)溶劑(ji)型塗(tu)料生(sheng)産過程(cheng)中産生大量的有機廢(fei)氣,爲(wei)了達(da)到排(pai)放要(yao)求(qiu),企(qi)業需(xu)要配置(zhi)尾氣處(chu)理設(she)施及相關(guan)的配套設施,并負擔(dan)日常運行(hang)及維護費用。水(shui)性塗(tu)料的有機(ji)廢氣(qi)排放很少(shao),爲企業減輕了(le)負擔。
2.3.3安全成本
水性(xing)塗料以水(shui)作爲稀釋劑,使(shi)之成(cheng)爲更爲安(an)全的塗料(liao),從生(sheng)産到運(yun)輸再(zai)到(dao)應用中的(de)火災隐患較傳統溶(rong)劑性(xing)塗(tu)料大幅(fu)降低。對(dui)于管理(li)者來(lai)說(shuo),安全方面的投入成本(ben)也将相應的降低。綜(zong)合考慮原(yuan)材料成(cheng)本(ben)、設備(bei)成本、安全成(cheng)本(ben)、職業(ye)病減(jian)少等因素(su),水性塗料(liao)是具(ju)有市場競(jing)争力(li)的。
2.4施工條(tiao)件及外觀(guan)性能
水性(xing)塗料由于透氣(qi)性比(bi)較好,基層(ceng)内部的水(shui)蒸(zheng)氣可以向外(wai)擴散(san);而溶劑型塗料(liao)成膜緻密,如基(ji)層的含水(shui)率高,水(shui)蒸氣無法(fa)從塗膜揮發(fa)掉,容易起泡,因(yin)此在(zai)對(dui)基層的要求(qiu)上,水性塗(tu)料施(shi)工的(de)基層(ceng)含(han)水率應(ying)小于(yu)10%,溶劑(ji)型塗(tu)料施(shi)工的基層(ceng)含水(shui)率應(ying)小(xiao)于8%,含水(shui)率的要求比水(shui)性塗(tu)料嚴格。水(shui)性塗料對材(cai)質表面(mian)适應(ying)性好(hao),塗層附着(zhe)力強(qiang),在潮(chao)濕環境中(zhong)可直接塗覆施(shi)工。水性塗料(liao)中水的揮發(fa)主要依靠溫(wen)度和濕度控(kong)制,而溶劑(ji)型塗料可通過(guo)調整稀釋(shi)劑(ji)的蒸發(fa)速率來調(diao)整塗着固體份。通常(chang),溶(rong)劑型塗(tu)料的(de)塗着(zhe)固體份高(gao)達60%~70%,而水性(xing)塗料(liao)的塗着固體份僅爲(wei)20%~30%,由此(ci)可見(jian),水(shui)性(xing)塗料的平滑(hua)性相對(dui)較好(hao)。
3·水性塗(tu)料(liao)普及的難點
3.1技(ji)術方面
雖然水(shui)性塗料(liao)對(dui)環境(jing)的濕度和(he)基層(ceng)含水率(lü)的要求方面(mian)優(you)于(yu)溶劑(ji)型塗料,但(dan)在其(qi)他方面(mian)的适用性不及(ji)溶劑型(xing)塗料。
(1)因(yin)水的表(biao)面張(zhang)力大(da),難以(yi)浸潤底材(cai),易産生縮(suo)孔,水性塗(tu)料對施工(gong)過程中及材質(zhi)表面清潔度要求也(ye)較高。不論是溶(rong)劑型塗料(liao)還是水性塗料,工件(jian)表面(mian)除油(you)質量(liang)的好壞,都将影響塗膜(mo)的質量。對于(yu)溶劑型塗(tu)料的噴塗(tu),工件(jian)表面除(chu)油(you)不徹(che)底,在外觀(guan)上不(bu)易立(li)即(ji)顯現;但(dan)水性(xing)塗料(liao)的噴(pen)塗(tu),如(ru)果(guo)工件表(biao)面除油不徹底,那麽其表面就難以形成完整的漆(qi)膜(mo)。
(2)兩種類(lei)型的(de)塗料分散(san)介質的熔點(dian)差(cha)異很(hen)大(da),水(shui)爲0℃,而(er)有機(ji)溶劑的熔(rong)點相(xiang)對低很多(duo),甲(jia)苯爲–95℃,二(er)甲苯(ben)爲–25℃左(zuo)右。因此,對(dui)于施(shi)工溫度,水(shui)性塗(tu)料(liao)施工一般要求在(zai)5℃以上(shang),而溶劑型塗料(liao)在0℃也(ye)可以施工。這一要求(qiu),嚴重(zhong)限制(zhi)了水性塗(tu)料的使(shi)用範圍。
(3)噴塗(tu)水性塗料(liao)對噴漆室的濕度也有一定的(de)要求,水(shui)性(xing)塗料(liao)在環(huan)境相對濕度85%以上時(shi)表幹(gan)緩慢(man),水溶劑(ji)在(zai)較飽和濕度環(huan)境下(xia)無(wu)法正常(chang)揮發(fa),當(dang)濕度過(guo)高(gao)(達(da)到90%以(yi)上)時(shi),在被塗(tu)物(wu)上的塗膜(mo)會流(liu)淌下(xia)來[5]。因此需要噴(pen)漆室(shi)有良好的空氣(qi)循環(huan),保持适當的濕度。
(4)由(you)于水的蒸(zheng)發潛(qian)熱大(da),是一般溶(rong)劑的5~7倍,往往需提高(gao)烘幹(gan)溫度(du)或延長烘幹時(shi)間。
3.2性能方(fang)面
目(mu)前,水(shui)性(xing)塗(tu)料具有普通溶劑型(xing)塗料的(de)防護與(yu)裝飾功能,但是(shi)在高裝飾(shi)性要(yao)求的(de)場合,無法達到(dao)很高的豐(feng)滿度,需要溶劑(ji)型塗料來實現(xian)。
3.3思維慣性(xing)
目前(qian),對于(yu)水性塗料的使用尚未出台強(qiang)制性(xing)的要求,而傳(chuan)統的溶(rong)劑型塗料廣泛(fan)地紮(zha)根于社會(hui)生産、生活的各個方面,專業人(ren)士早已熟知其(qi)性能,不論是生(sheng)産方面(mian),還(hai)是使用方面都得心(xin)應手。要想駕馭(yu)水性(xing)塗料這一(yi)新生事物(wu),需要(yao)花費額(e)外的精(jing)力去了解和熟(shu)悉它的特性。因(yin)此受使用慣性的影響(xiang),多數人也不(bu)願(yuan)主動放棄原(yuan)已(yi)穩定使(shi)用的溶劑型塗料而承擔一定(ding)的投資風險去(qu)使用水性塗料(liao),這也是水性塗料普(pu)及(ji)應用遇(yu)到的一大(da)障礙(ai)。
4·展望(wang)
以水作爲(wei)稀釋劑的水性(xing)塗料(liao)較溶(rong)劑型(xing)塗料voc含量大幅(fu)降低,對環(huan)境(jing)友(you)好,對施工者、使(shi)用者的健康無(wu)害,在國内已有(you)不少(shao)水性塗料(liao)企業的成功案例。
今後,大力開展基礎性研究(jiu),降低(di)水(shui)性塗料(liao)的施(shi)工(gong)難度、改(gai)善使用性能,是(shi)水性塗(tu)料(liao)拓展應用領(ling)域、大規(gui)模普及應用的(de)當務之急。同時(shi),加強對政策指(zhi)引、推廣技(ji)術、轉(zhuan)變思想觀念、消(xiao)除公(gong)衆對水性(xing)塗料的偏(pian)見及(ji)顧慮(lü)等相(xiang)關工(gong)作的重視,也将(jiang)對水性(xing)塗料的(de)應用(yong)發展(zhan)起到(dao)推(tui)動的(de)作用。總(zong)之,在發展(zhan)塗料(liao)工業三(san)原則(無污染,省(sheng)資源,節能)和(he)“4e”原則(經濟(ji)、效率、生态(tai)、能源(yuan))的指(zhi)導下,水性(xing)塗料将(jiang)有(you)更大(da)的發展。
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