水性涂料的应用

水性涂料的发展及应用姓名：纪贤晶学号：09132204班级：材料物理09-2水性涂料的发展及其应用纪贤晶，材料物理09-2，09132204摘要：，介绍世界水性涂料包括工业涂料、防腐涂料、纳米涂料、金属涂料当前的发展状况及应用和水性涂料为了发展方向。关键词:水性涂料，防腐蚀性，纳米技术，金属材料。一、引言由于近年来石化资源的价格上涨和人类生存环境状况的恶化,减少对不可再生资源的浪费,减少对人类生存环境的污染,大力开发环保涂料和高性能涂料已成为当今世界涂料行业的迫在眉睫的发展方向。溶剂型氟碳涂料虽然有着很好的性能,但同时也存在很多的缺陷,例如容易浮色发花、常温不易固化、在固化的过程中会释放出挥发性有机化合物对环境造成污染等从而限制了其在涂料工业中的应用。水性涂料是一种以水为溶剂或分散介质的环境友好型涂料,这种涂料具有污染少使用安全的优点,随着聚合技术的发展,水性涂料的性能可以和传统的溶剂型涂料相媲美,因此越来越多的注意力在关注水性涂料。二、水性涂料的工业发展1999年世界涂料产量中,溶剂型涂料占57%,水性涂料为20%,高固体涂料占10%,粉末涂料为8%,辐射固化涂料为2%,其它为3%。水性涂料的发展速度飞快,已经占到世界涂料总产量的30%。在涂料工业分为三个应用领域中,水性涂料在最大二个应用领域占有相当的比例。世界各工业发达国家很重视水性涂料的开发,例如美国对水性涂料开发的占其全部涂料的开发50%以上,而水性涂料的开发成果要占其全部涂料总成果的20%;而日本从二十一世纪开始重视并着手发展以水性涂料为主的低环境负荷类型的涂料。近年来我国还为研究、开发和生产水性涂料出台了不少重要环保法规和实施标准。三、水性涂料的分类和应用3.1常见的水性涂料水性涂料以水为分散介质和稀释剂,与溶剂型和非水分散型涂料相比较,最突出的优点是分散介质水无毒无害、不污染环境,同时还具备价廉、不易粉化、干燥快、施工方便等优点是现代涂料发展的主流方向。常见的水性涂料类型主要为：水性聚氨脂型、环氧树脂型、丙烯酸树脂型、无机水性涂料型四种．3.2特殊功能水性涂料工业(1)水性防腐涂料工业。水性防腐涂料最常见的有三大体系:丙烯酸体系、环氧体系、无机硅酸富锌体系．此外，还有醇酸体系、丁苯橡胶体系和沥青体系等。①水性丙烯酸防腐涂料水性丙烯酸防腐涂料以固体丙烯酸树脂为基料,加以改性树脂、颜填料、助剂、溶剂等配制成具备耐侯性、保光、保色等性能的丙烯酸长效水性防腐涂料．近期研究较多的是水性铁红丙烯酸防锈漆，该涂料属于自干涂料．具有优良的附着力、耐腐蚀和抗沾污性等特点，并能与醇酸树脂、硝基树脂、氨基树脂等多种面漆配套使用．在某些方面的性能优于红丹酚醛防锈漆和红丹醇酸防锈漆。②水性环氧防腐涂料水性环氧防腐涂料早期用得较多的是环氧沥青防腐涂料，用于压载水舱、长输油管、长输天然气管等最受腐蚀的管道外壁．由于黑色和沥青致癌的问题，必须改进环氧沥青防腐涂料．采用含酚类石油树脂代替沥青和改性的环氧树脂，形成对钢铁腐蚀小、易于涂装、易于检修、对人体无害的彩色水性环氧防腐涂料．随后又出现水性环氧特效防腐涂料，可用水洗，能在航行的船舶中涂装，被涂底材仅用超高压水冲洗后即可涂装，而且防腐效果显著．现在水性环氧防腐涂料已应用到溶剂型环氧防腐涂料所涉及的各个领域。③水性无机硅酸富锌防腐涂料水性无机硅酸富锌防腐涂料主要分为硅酸乙酯和硅酸盐系列，硅酸盐系列包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾等品种，是钢铁防腐涂料的重要部分．该涂料利用锌粉的强活性进行电化学阴极保护，从而阻止钢铁腐蚀．以无机聚合物（硅酸盐、磷酸盐、重铬酸盐等）为成膜物，锌与之反应，在钢铁表面形成锌铁配合物涂层．该涂层具优异的防腐性、耐侯性、导热性、耐盐水性、耐多种有机溶剂性；同时具有良好的导静电性和长时期的阴极保护；而且焊接性能优良，能带漆焊接；长时期耐400℃高温；长时期抵抗5.5~10.5pH范围内的化学腐蚀．更加重要的是对环境无污染，对人体健康无影响．(2)水性纳米材料纳米材料因其独特的纳米效应,通常将纳米材料加入到传统的涂料中分散并对原涂料进行改性后可以赋予涂料优异的性能,加入改性的纳米材料的水性涂料的贮存稳定性明显高于普通水性涂料。改性的纳米材料的加入无疑起着至关重要的作用，纳米材料可以很好地渗进涂料的毛细孔和表面缺陷中形成交联网络，增加了交联密度，有效的阻止了涂料中填料及其它易沉降物质的沉淀或分层。纳米材料经改性后加入涂料中，纳米颗粒的界面状况得到了改善，与聚合物基体相溶性的增加，提高了与涂料基体的界面的结合性能，纳米颗粒填充了涂膜敞开的孔隙,降低涂膜的孔隙率，减少了积尘沾污。纳米颗粒表面的羟基和基质表面的羟基反应生成牢固的化学键,提高涂层与基质间的附着力。纳米颗粒自身的自我清洁净化作用也是一个因素。所以,纳米材料对水性涂料的改性由于其在环保方面的重要性近年来尤为炙手可热。如何使纳米材料真正以纳米级分散于水性涂料中,发挥其纳米效应,获得高性能、稳定性好的水性纳米涂料具有十分重要的应用价值。(3)水性金属涂料无论国内还是国外,目前水性金属涂料的生产与应用还十分有限,且主要集中在阴极电泳漆及其他对性能要求不高的场合。制约水性涂料推广应用的主要原因在于其综合性能不够理想。目前,世界各国对水性金属涂料的研究非常活跃,不断有新的专利技术间世。但是,水性金属涂料的性能还远不能达到溶剂型金属涂料的水平。因此,人们纷纷采用各种各样的技术和措施,希望能够提高水性金属涂料的防腐蚀性能及其他性能。水性金属涂料技术的研究进展主要体现在以下几个方面金属表面过渡层技术及自分层技术的发展,成膜聚合物的结构、配方及合成工艺的优化,水性涂料成膜过程及成膜机理的深人研究等。解决上述技术中的关键问题,就可望获得高性能的热固型水性金属涂料。室温交联的单组分，分层水性涂料是金属涂料的重要发展方向之一,它不仅提高了水性金属涂料的性能,而且大大简化了施工程序和劳动强度,是一种环境友好型和用户友好型的涂料,具有广阔的应用前景。四、水性涂料的发展方向世界涂料工业除了朝如上所述的低污染、无公害的环境友好型涂料方向发展之外,为了根除“涂料是环境的第二大污染源”的恶名,涂料工业正在向环境贡献型方向发展。现在正在研制或已开发出一些“环境贡献”型涂料。【参考文献】〔1）周海晖,许岩,罗胜联等.我国防腐蚀涂料的现状及其发展〔J〕.表面技术,2002,3（1）：5.（2）夏正斌,涂伟萍，水性金属防护涂料的研究进展，2003,4.（3）夏赤丹,周福香,肖莹，水性涂料工业的进展，2004,3.（4）陈逸君,杨光雄,朱优君，水性涂料及其原料的防腐、防霉，2003,3.（5）水性纳米涂料的研制及性能研究（6）田红,张人韬,温霖，纳米材料在水性涂料中的应用1002-1124(2004)05-0059-02（7）庞启财，水性工业重防腐涂料，2002,3现代涂料与涂装.