水性涂料的特點(diǎn)

水性漆的定義與特點(diǎn)

凡是用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料，都可稱為水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料（乳膠涂料）3種。水溶性涂料是以水溶性樹(shù)脂為成膜物，以聚乙烯醇及其各種改性物為代表，除此之外還有水溶醇酸樹(shù)脂、水溶環(huán)氧樹(shù)脂及無(wú)機(jī)高分子水性樹(shù)脂等。水性涂料與溶劑型涂料相比具有低揮發(fā)速率、高表面張力、高導(dǎo)電性、腐蝕性以及易產(chǎn)生氣泡的特點(diǎn)，導(dǎo)致水性涂料在施工設(shè)備和工藝方面與溶劑型涂料相比有所不同。
   

當(dāng)水性涂料噴涂時(shí)，在高剪切力的狀態(tài)下，水性涂料的粘度迅速下降，保證涂料具有良好的微�；�效果；當(dāng)剪切力消除后，迅速恢復(fù)高粘度狀態(tài)，從而保證了金屬顏料良好的定向效果以及抗流掛性能。水性涂料與溶劑型涂料相比最大的優(yōu)點(diǎn)是VOC排放量低。

目前歐洲采用“水性中涂＋水性色漆＋雙組分罩光清漆”的工藝體系較為普遍，從而滿足了歐洲對(duì)VOC排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。

水性涂料的施工工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)需要注意的一些問(wèn)題

水性涂料涂裝工序與溶劑型涂料基本相同，但在設(shè)備選用材料和工藝參數(shù)設(shè)定上需根據(jù)水性涂料的特性進(jìn)行選取。其典型工藝為：

前處理[上線→預(yù)脫脂→脫脂→水洗1→水洗2→（去離子水洗1）→（表調(diào)）→（磷化）→水洗3→水洗4→（去離子水洗2）→人工吹水→烘干]→強(qiáng)冷→噴底漆→流平→預(yù)熱期→烘干→冷卻（強(qiáng)冷）→噴面漆→流平→預(yù)熱期→烘干→冷卻（強(qiáng)冷）→下線

1、前處理

由于水性涂料以水作為稀釋劑，水的表面張力為72.6dyn/cm（達(dá)因/厘米），要比一般有機(jī)溶劑大，是涂料常用有機(jī)溶劑的2.5倍（見(jiàn)下表），因而難以潤(rùn)濕底材，易產(chǎn)生縮孔，所以一方面通過(guò)在水性涂料生產(chǎn)配方中添加表面活性劑來(lái)降低表面張力，提高潤(rùn)濕性能，另一方面，在進(jìn)行工件的前處理時(shí)，對(duì)工件表面處理的質(zhì)量要求更高。

2、強(qiáng)冷

水的蒸發(fā)潛熱為2457.22kJ/kg，而常用溶劑的蒸發(fā)潛熱：二甲苯為343.2kJ/kg，丁醇為590.2kJ/kg，酮類為343～444kJ/kg，都要比水低得多，所以噴涂同樣厚度的涂膜對(duì)工件的降溫作用水性涂料要更大一些。對(duì)于拖拉機(jī)底盤(pán)、柴油機(jī)等主要由鑄件構(gòu)成、涂層以防腐為主、對(duì)裝飾要求不高的工件，可以不設(shè)強(qiáng)冷。

3、噴（底、面）漆

噴涂水性涂料所用的一般空氣噴槍與溶劑型涂料相同，但對(duì)環(huán)境條件（主要是溫、濕度）的要求與溶劑型涂料相比存在一定的差別。在噴漆室中噴涂水性涂料時(shí)，水變成水蒸氣體積膨脹1244倍，可以使噴漆室中的濕度瞬間升高，當(dāng)濕度達(dá)到90%以上時(shí)涂在被涂物上的涂膜會(huì)流淌下來(lái)。所以，噴涂水性涂料時(shí)控制噴漆室的濕度很重要，溫度也要保持在不產(chǎn)生流掛和流淌的范圍，一般認(rèn)為，溫度在15～30℃，相對(duì)濕度在60～80%較為適宜。如果低于15℃會(huì)影響成膜。由于水的腐蝕性比溶劑大，噴漆室尤其是循環(huán)水處理系統(tǒng)最好采用不銹鋼制成。噴漆室內(nèi)的送風(fēng)必須有適當(dāng)?shù)恼{(diào)溫調(diào)濕裝置。

4、預(yù)熱期

預(yù)熱期即涂裝后漆膜的流平和水的預(yù)蒸發(fā)過(guò)程，其目的是為了防止含有大量水分的濕漆膜（水性底色漆中水的含量約為63%）突然進(jìn)入較高溫度（＞100℃）的烘干爐。預(yù)熱期時(shí)間和溫度的具體參數(shù)要根據(jù)所使用的水性涂料的性能、對(duì)工件涂層的質(zhì)量要求和烘干爐要求的溫度來(lái)確定，一般情況下溫度設(shè)置在80℃左右。預(yù)熱期時(shí)間長(zhǎng)短主要受鏈速影響。預(yù)熱期時(shí)間短，涂層內(nèi)水分沒(méi)有及時(shí)揮發(fā)而導(dǎo)致經(jīng)高溫烘烤后出現(xiàn)針孔、痱子等缺陷；預(yù)熱期時(shí)間長(zhǎng)，漆膜表面過(guò)干，容易產(chǎn)生桔皮等缺陷。要合理選擇預(yù)熱期時(shí)間，否則容易出現(xiàn)流掛、氣泡等質(zhì)量問(wèn)題。

5、烘干

同噴漆室的設(shè)計(jì)類似，烘房?jī)?nèi)壁也需采用不銹鋼制造。由于水的蒸發(fā)潛熱大，是一般溶劑的5-7倍，烘干室的熱容量要適度增大。同時(shí)，水較有機(jī)溶劑蒸發(fā)慢，致使水性涂料的烘干時(shí)間要長(zhǎng)，涂膜和被涂物升溫不宜過(guò)快。在水性涂料中除用電泳涂裝法所得涂膜，受電滲作用使?jié)裢磕ぶ械暮�水量很少，可直接�?jīng)受高溫烘烤外，其它含水量較高的水性涂料涂膜都需要經(jīng)過(guò)預(yù)熱期后才能升至工藝溫度。

6、輸調(diào)漆系統(tǒng)

溶劑型涂料的輸調(diào)漆系統(tǒng)可采用碳鋼制成，而水性涂料由于水會(huì)使金屬生銹而腐蝕，因此水性涂料的輸調(diào)漆系統(tǒng)必須使用不銹鋼材料，并應(yīng)經(jīng)過(guò)化學(xué)鈍化處理，另外還需要有針對(duì)水性涂料的高觸變性的供給用軟管及有足夠處理能力的泵。

7、 靜電噴涂設(shè)備

與溶劑型涂料相比，水性涂料電阻較小，如果用傳統(tǒng)的靜電印加方法會(huì)導(dǎo)致漏電，需要采用專用的靜電噴涂設(shè)備。通常水性涂料采用直接（內(nèi)部）帶電方式和間接（外部）帶電方式進(jìn)行涂裝。

水性涂料的優(yōu)點(diǎn)

1、水性涂料以水作溶劑，節(jié)省大量資源；水性涂料消除了施工時(shí)火災(zāi)危險(xiǎn)性；降低了對(duì)大氣污染；水性涂料僅采用少量低毒性醇醚類有機(jī)溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境條件。一般的水性涂料有機(jī)溶劑（占涂料）在10％～15％之間，而現(xiàn)在的陰極電泳涂料已降至1.2％以下，對(duì)降低污染節(jié)省資源效果顯著。

2、水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工；水性涂料對(duì)材質(zhì)表面適應(yīng)性好，涂層附著力強(qiáng)。

3、水性涂料涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗。

4、水性涂料電泳涂膜均勻、平整。展平性好；內(nèi)腔、焊縫、棱角、棱邊部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防護(hù)性；電泳涂膜有最好的耐腐蝕性，厚膜陰極電泳涂層的耐鹽霧性最高可達(dá)1200h。

水性涂料的缺點(diǎn)

1、水性涂料對(duì)施工過(guò)程中及材質(zhì)表面清潔度要求高，因水的表面張力大，污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔。

2、水性涂料對(duì)強(qiáng)機(jī)械剪切力的穩(wěn)定性較差，輸送管道內(nèi)的流速急劇變化時(shí)，分散微粒被壓縮成固態(tài)微粒，使涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn)。要求輸送管道形狀良好，管壁無(wú)缺陷。

3、水性涂料對(duì)涂裝設(shè)備腐蝕性大，需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料，設(shè)備造價(jià)高。水性涂料對(duì)輸送管道的腐蝕，金屬溶解，使分散微粒析出，涂膜產(chǎn)生麻點(diǎn)，也需采用不銹鋼管。

4、烘烤型水性涂料對(duì)施工環(huán)境條件（溫度、濕度）要求較嚴(yán)格，增加了調(diào)溫調(diào)濕設(shè)備的投入，同時(shí)也增大了能耗。

5、水性涂料水的蒸發(fā)潛熱大，烘烤能量消耗大。陰極電泳涂料需在180℃烘烤；而乳膠涂料完全干透的時(shí)間則很長(zhǎng)。

6、水性涂料中沸點(diǎn)高的有機(jī)助溶劑等在烘烤時(shí)產(chǎn)生很多油煙，凝結(jié)后滴于涂膜表面影響外觀。

7、水性涂料存在耐水性差的問(wèn)題。水性涂料的介質(zhì)一般都在微堿性（pH7.5～pH8.5），樹(shù)脂中的酯鍵易水解而使分子鏈降解，影響涂料穩(wěn)定性及涂膜的耐水性能。

8、水性涂料保質(zhì)期短。目前進(jìn)口原料的保質(zhì)期是半年，國(guó)內(nèi)的則更低。存儲(chǔ)必須在5-30℃以內(nèi)，低了會(huì)凍壞，高了會(huì)增稠。另需注意的是已稀釋的水性涂料會(huì)大大降低保質(zhì)期。　

水性涂料雖然存在諸多問(wèn)題，但通過(guò)配方及涂裝工藝和設(shè)備等幾方面技術(shù)的不斷提高，有些問(wèn)題還是可以得到防止和解決的。

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