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水性内舱环保涂料应用探讨

时间:2011-05-09 13:45:37 来源: 作者:小辉点击:次

中图分类号:U673文献标识码:C文章编号:1001-8328(2009)06-0017-05

传统溶剂型涂料所用的溶剂为有机挥发物(VolatileOrganicCompounds,简称VOC),在大气的污染源中占有较重的分量,国产涂料在使用后所排放的VOC占大气碳氢化合物10%左右。有机挥发物VOC对人体的影响可分为3种类型:一是气味和感官刺激,使人感觉干燥;二是黏膜刺激,刺激眼、鼻黏膜、呼吸道和皮肤等,还很容易通过血液造成大脑障碍,从而导致中枢神经系统受到抑制,使人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服感觉;三是基因毒性和致癌性。

舰船内舱舱室密集,空间狭小,通风不良,长期使用溶剂型涂料既影响舰员身体健康,又造成大量的环境污染,还常常引起中毒、爆炸等事故,成为舰艇重点安全隐患之一。水性涂料以水代替有机溶剂,安全无毒,解决了涂料施工中毒性气体挥发带来的劳动保护和环境污染问题,杜绝了火灾的危险,施工方便,在舰船内舱的应用具有独特的优势,正成为最有希望的舰船环保型防腐涂料之一。

1水性内舱环保涂料种类及特点

1.1水性环氧涂料

环氧树脂具有优异的金属附着力和防腐性,是目前用于金属防腐蚀最为广泛、最为重要的树脂之一,水性环氧涂料体系的研究也受到极大的重视。目前广泛使用的水性环氧涂料主要是水分散型环氧涂料,环氧树脂虽不是水溶性的,但可以在水中乳化,由两组分组成:基料为憎水性的环氧树脂,固化剂为亲水性的胺类固化剂。基于所用的环氧树脂和固化剂类型,E.C.Galgoci等将常温固化水性环氧涂料体系分为5种类型,如表1所示。

表1

目前已经完全工业化并成熟应用的为第1类、第2类和第5类水性环氧涂料。

第1类水性环氧涂料体系中,采用低分子标准型或改性液体环氧,环氧当量为175~240,使用环氧活性稀释剂来改善黏度和交联密度。所用胺类固化剂可以起到乳化剂和交联剂的作用,有酰胺类、聚酰胺类和胺加成物类3种。这类水性环氧涂料硬度佳,成膜性能好,但是干性慢,使用期短。

第2类水性环氧涂料体系中,由环氧当量为450~650的固态高分子质量的环氧树脂和亲水亲油的水溶性多元胺加成物固化剂制得。这类涂料为了使胺固化剂稳定,常加入乙酸,在干燥性能和适用期方面都比第1类涂料有所改进。

第5类水性环氧涂料中,采用双酚A环氧树脂和具有一定憎水性的环氧-胺加成物固化剂,两者溶解度参数接近,相容性好。环氧树脂中引入亲水基团,如与亲水的聚乙二醇或非离子表面活性剂进行改性反应,使其具有自乳化性能。因为环氧涂料树脂和固化剂都是分散体,两组分混合后,干燥成膜时发生反乳化过程,二者分散相的黏度比较低,匹配性又比较好,会发生湍流状态的均匀混合,得到很均匀的涂膜。另一个改进是将亲水性的非离子表面活性剂连到树脂和固化剂的分子中,这样就降低了表面活性剂的用量,即在体系中不存在游离的表面活性剂,从而降低了涂料对醇醚类有机溶剂的敏感性。

水性环氧涂料采用的颜填料为低吸油吸水性品种,常用的有磷酸锌防锈颜料、滑石粉、云母粉等。水性环氧底漆中要加入防闪锈的抑制剂。水性环氧可用水稀释,低味、不燃。由于本身含有水分,可与潮湿底材表面的水分共同成为水性环氧涂料的组成部分,但是水分过高或表面渗水时不适宜。水性环氧涂料对大多数基材表面的附着力非常好,适用于钢材、混凝土和铝材等基底表面。

1.2水性丙烯酸涂料

丙烯酸树脂以其色泽浅,光泽高,保光、保色性优,耐候性佳等优点,广泛应用于高装饰、高耐候的场合。水性丙烯酸树脂的相对分子量(大于200000)比溶剂型丙烯酸树脂的相对分子量大,该类聚合物在空气中挥发干燥较快,而且不依靠后固化或氧气干燥来获得坚硬漆膜。

水性丙烯酸树脂基本上是共聚物,可以通过选择2种或更多的单体,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丁二烯等,来获得需要的施工性能,也可以通过选择不同的原料比例、聚合过程和不同添加剂来决定聚合物的性能,因此丙烯酸聚合物有较好的分子设计操作性,可以按照使用需要设计适合的聚合物结构。

水性丙烯酸涂料能制成有光和半光型,可作为底漆、面漆和用于混凝土表面的封闭漆。能在大多数的底材表面施工,如钢材、镀锌件、铝材、混凝土、砖石和木材等。水性丙烯酸面漆有很好的耐候性能、耐紫外线、耐水、不泛黄。在45min后即可达到硬干,2h后即能重涂(23℃),能在低至5℃时使用。可以与水性环氧或丙烯酸底漆、中涂漆相配套,也可以用于溶剂型涂层上面,形成所谓的复合型涂料系统。

关键词： 水性环保涂料

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