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[摘 要]环保节能是水性涂料最大的优势之一。随着环境污染和资源紧张问题的不断加剧,水性涂料的需求会越来越大。加快推进我国水性涂料研发应用工作,既是社会发展的客观要求,也是涂料企业在未来的市场竞争中站稳脚跟,实现可持续发展的必由之路。
[关键词]水性涂料;特性;应用
中图分类号:TQ637 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)23-0317-01
1 发展水性涂料的重要性
在这里主要论述水在水性涂料中的重要性,这主要是因为在该种涂料当中,“水”占据了重要的地位,尤其是取代了传统涂料当中那些经常带来问题的“有机溶剂”。同时,从工程实际应用情况来看,涂料的主要性能在很大一部分是由其所使用的溶剂而决定的,而水性涂料中的水决定了其涂料的特殊性质。
除了在环保方面具有的明显优势之外,水性涂料还有很多其他方面的好处,尤其是对从事涂料工作行业的施工人员健康有积极的影响。大范围的使用水性涂料可以使得人们少承受或者是几乎不受传统有机涂料的毒害,同时可以有效避免火灾的发生。而且在进行废物处理的过程中,普通的水性涂料所产生的垃圾与传统的溶剂性涂料相比更容易进行无毒害处理。加之在经济上,水性涂料具有更加明显的优势,这是由水性涂料的水溶剂的特性所决定的。与需要采用有机溶剂的传统涂料相比,这种溶剂将更加具有经济方面的稳定性。
同时,在传统的涂料工业当中,涂料工人是最直接的受害者,而且在涂料装修使用之后的3-6个月之中还将对人体健康造成直接的危害。装修涂料中所包含的有害挥发性物质,诸如苯系物以及其他的挥发性苯等,是极强的致癌3物质,可以引发癌症、血液等疾病。因此,发展水性涂料对人体健康、经济环保等方面具有明显的优势。
2 水性涂料的特性
2.1 水性涂料具有较强的表面张力
水性涂料中最主要的成分是水,这一特点使得水性涂料在表面张力上远远强于溶剂涂料。有相关数据显示,在相同条件下,水的表面张力能够达到大概在70mN/m,而有机溶剂的表面张力仅为水性涂料的30%。较强的表面张力是水性涂料最为显著的特性之一。
2.2 水性涂料具有一定的触变性
除了较强的表面张力、较高的汽化温度意外,水性涂料还具有一定的触变性。水性材料触变性指的是由于外力作用,水性涂料自身黏度发生变化,例如对水性材料进行搅拌时,水性涂料的黏度降低。
2.3 水性涂料具有较高的汽化温度
相关测试表明水性涂料中水所占的比例达到了70%,水在汽化温度上较高使得水性涂料在喷涂使用的时候不易挥发。与此同时,水性涂料在进行雾化处理时不会像溶剂涂料那样易挥发。总而言之,较高的气化温度使水性涂料受到了市场的青睐。
2.4 水性涂料的缺点
水性涂料在耐水性、耐溶剂性、耐候性和干燥速度等方面与传统有机溶剂相比有所不足,需要进行一定的表面处理才能得到较好的附着力。与传统溶剂相比,水性涂料施工条件更高,这些因素导致水性涂料的能耗较传统的溶剂型涂料会有所增加,且运输和储存要求较高,这就增加了其成本。
3 水性涂料的发展应用前景分析
在上述分析过程中对水性涂料的重要性以及特点具备了一定的了解,为了水性涂料更具发展前景,还有必要对其实际应用进行剖析。总结起来,水性涂料的应用前景主要体现在:
3.1 基于汽车涂装中的应用。从现状来看,我国汽车生产厂家在涂装中应用水性涂料颇少。而一些发达国家,汽车涂料在本国家涂料所占的比重高达20%。由于水性涂料具备经济、环保的优势,因此在汽车涂装中可合理地应用水性涂料,从而促进水性涂料的发展;
3.2 基于电梯涂装中的应用。在我国,以往的电梯通常使用喷粉涂装,对于喷粉涂装来说,其优势主要体现在成本偏低以及对环境的污染较小等优势,但是也存在一些不足,比如在换色上显得较难,同时基于装饰效果方面会受到一定程度的制约。从目前来看,我国大部分电梯采取了水性漆静电涂装,采取纯水将有机溶液代替,使生产的成本得到有效降低,与此同时还真正实现了环保涂装。此外,水性漆静电涂装还充分展现了静电喷漆以及电泳涂装的特点,使其产品充分展现出装饰以及耐盐雾性等优势。
3.3 基于木制品中的应用。在一些木制品上,所采取的水性涂料主要有单组分水性漆、双组分水性漆以及水性UC等。在床、衣柜以及桌椅等木制品上,单组分水性涂料应用较广,特别是儿童家具使用单组分水性漆,不会造成污染,具有环保的优势。对于双组分水性漆来说,需通过加固化剂协助成膜,其环保比单组分水性涂料差,但可以让家具的漆膜硬度加深,并增强其光泽性。此外,对于水性UV漆来说,主要凭借紫外线光照成膜,确保漆膜的牢固性,在木质门上应用前景较明朗。
3.4 水性涂料在建筑方面的应用
3.4.1 内墙涂料
内墙涂料的发展趋势是要提高涂膜的装饰效果和增加涂料的功能。在此基础上,高装饰型内墙涂料将会得到发展提高。长时间以来,应用于内墙涂装的绝大多数是薄质合成树脂乳液内墙涂料,装饰风格单调,缺少个性和特性。主要原因是没有新型高装饰性涂料可供选用。由于仿花岗岩涂料或其改进型涂膜符合现行标准对涂料有害物质的限量,因而其在内装修中的应用将增多。有利于健康的各种功能型内墙涂料的发展与应用将会更加受到重视。例如,能够向空气中释放负离子的纳米涂料添加剂,具有防霉杀菌和净化空气功能的纳米无机建筑涂料,具有吸收二氧化碳功能的以灰钙粉为填料的低成本乳胶漆等。
3.4.2 外墙涂料
建筑节能已成为我国的国策,受到全社会的高度重视。外墙外保温技术的广泛应用,改变了建筑涂料的品种格局,也给建筑涂料带来新的发展机遇。外墙表面施工保温层后,对涂料的选用、施工配套材料的应用、性能要求和涂膜耐久性都会产生重要影响。例如,大量外墙外保温的应用,将直接限制无机建筑涂料的使用。目前我国应用的外墙外保温系统虽有十几种,但大量应用的是聚苯板(膨胀型、既塑型)薄抹灰外墙外保温系统和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统,这些外保温系统中的主体保温材料是膨胀聚苯乙烯,溶剂型涂料中大多数溶剂会对其产生溶解作用。同时,由于外保温系统对防裂抗渗的严格要求,在其表面需要使用弹性涂料。因而,由于溶剂型涂料的应用急剧降低,水性涂料的比例将会更大。高装饰性建筑涂料的发展潜力很大。人们对面砖和装饰石材饰面情有独钟,但由于外墙外保温的普遍应用,使得这类装饰品因安全性而受到严格限制。研发具有花岗岩、大理石装饰效果的涂膜饰面则有很大的市场潜力。合肥市一些建筑物将砂壁状涂料分格涂装,做成仿石材饰面,很受欢迎。节能型涂料将有更大的发展并得到广泛应用。
結束语
只有大力开发具有自主知识产权的高性能涂料才能赶超世界先进水平,使我国不仅是涂料生产的大国,而且是涂料研发的强国。水性涂料大大地降低了VOC的含量,顺应了环保的要求,因此水性涂料具有良好的发展前景。随着对水性涂料的研究逐渐深入,必将推动环保涂料的应用,进而促进整个环保事业的发展。
参考文献
[1] 水性涂料的优势及面临的问题[J].陈敏竹.建筑技术开发.2015(02).
[2] 水性涂料的应用现状及研究进展[J].黄伟,邱祖民,肖建军,陶馨晗.化工新型材料.2015(08).
[3] 水性涂料标准现状及建议[J].官青松,任嫦天,王伟玲.四川化工.2015(05).
[4] 水性涂料的工艺特点和应用对策[J].李村国.汽车工艺与材料.2014(02).
[关键词]水性涂料;特性;应用
中图分类号:TQ637 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)23-0317-01
1 发展水性涂料的重要性
在这里主要论述水在水性涂料中的重要性,这主要是因为在该种涂料当中,“水”占据了重要的地位,尤其是取代了传统涂料当中那些经常带来问题的“有机溶剂”。同时,从工程实际应用情况来看,涂料的主要性能在很大一部分是由其所使用的溶剂而决定的,而水性涂料中的水决定了其涂料的特殊性质。
除了在环保方面具有的明显优势之外,水性涂料还有很多其他方面的好处,尤其是对从事涂料工作行业的施工人员健康有积极的影响。大范围的使用水性涂料可以使得人们少承受或者是几乎不受传统有机涂料的毒害,同时可以有效避免火灾的发生。而且在进行废物处理的过程中,普通的水性涂料所产生的垃圾与传统的溶剂性涂料相比更容易进行无毒害处理。加之在经济上,水性涂料具有更加明显的优势,这是由水性涂料的水溶剂的特性所决定的。与需要采用有机溶剂的传统涂料相比,这种溶剂将更加具有经济方面的稳定性。
同时,在传统的涂料工业当中,涂料工人是最直接的受害者,而且在涂料装修使用之后的3-6个月之中还将对人体健康造成直接的危害。装修涂料中所包含的有害挥发性物质,诸如苯系物以及其他的挥发性苯等,是极强的致癌3物质,可以引发癌症、血液等疾病。因此,发展水性涂料对人体健康、经济环保等方面具有明显的优势。
2 水性涂料的特性
2.1 水性涂料具有较强的表面张力
水性涂料中最主要的成分是水,这一特点使得水性涂料在表面张力上远远强于溶剂涂料。有相关数据显示,在相同条件下,水的表面张力能够达到大概在70mN/m,而有机溶剂的表面张力仅为水性涂料的30%。较强的表面张力是水性涂料最为显著的特性之一。
2.2 水性涂料具有一定的触变性
除了较强的表面张力、较高的汽化温度意外,水性涂料还具有一定的触变性。水性材料触变性指的是由于外力作用,水性涂料自身黏度发生变化,例如对水性材料进行搅拌时,水性涂料的黏度降低。
2.3 水性涂料具有较高的汽化温度
相关测试表明水性涂料中水所占的比例达到了70%,水在汽化温度上较高使得水性涂料在喷涂使用的时候不易挥发。与此同时,水性涂料在进行雾化处理时不会像溶剂涂料那样易挥发。总而言之,较高的气化温度使水性涂料受到了市场的青睐。
2.4 水性涂料的缺点
水性涂料在耐水性、耐溶剂性、耐候性和干燥速度等方面与传统有机溶剂相比有所不足,需要进行一定的表面处理才能得到较好的附着力。与传统溶剂相比,水性涂料施工条件更高,这些因素导致水性涂料的能耗较传统的溶剂型涂料会有所增加,且运输和储存要求较高,这就增加了其成本。
3 水性涂料的发展应用前景分析
在上述分析过程中对水性涂料的重要性以及特点具备了一定的了解,为了水性涂料更具发展前景,还有必要对其实际应用进行剖析。总结起来,水性涂料的应用前景主要体现在:
3.1 基于汽车涂装中的应用。从现状来看,我国汽车生产厂家在涂装中应用水性涂料颇少。而一些发达国家,汽车涂料在本国家涂料所占的比重高达20%。由于水性涂料具备经济、环保的优势,因此在汽车涂装中可合理地应用水性涂料,从而促进水性涂料的发展;
3.2 基于电梯涂装中的应用。在我国,以往的电梯通常使用喷粉涂装,对于喷粉涂装来说,其优势主要体现在成本偏低以及对环境的污染较小等优势,但是也存在一些不足,比如在换色上显得较难,同时基于装饰效果方面会受到一定程度的制约。从目前来看,我国大部分电梯采取了水性漆静电涂装,采取纯水将有机溶液代替,使生产的成本得到有效降低,与此同时还真正实现了环保涂装。此外,水性漆静电涂装还充分展现了静电喷漆以及电泳涂装的特点,使其产品充分展现出装饰以及耐盐雾性等优势。
3.3 基于木制品中的应用。在一些木制品上,所采取的水性涂料主要有单组分水性漆、双组分水性漆以及水性UC等。在床、衣柜以及桌椅等木制品上,单组分水性涂料应用较广,特别是儿童家具使用单组分水性漆,不会造成污染,具有环保的优势。对于双组分水性漆来说,需通过加固化剂协助成膜,其环保比单组分水性涂料差,但可以让家具的漆膜硬度加深,并增强其光泽性。此外,对于水性UV漆来说,主要凭借紫外线光照成膜,确保漆膜的牢固性,在木质门上应用前景较明朗。
3.4 水性涂料在建筑方面的应用
3.4.1 内墙涂料
内墙涂料的发展趋势是要提高涂膜的装饰效果和增加涂料的功能。在此基础上,高装饰型内墙涂料将会得到发展提高。长时间以来,应用于内墙涂装的绝大多数是薄质合成树脂乳液内墙涂料,装饰风格单调,缺少个性和特性。主要原因是没有新型高装饰性涂料可供选用。由于仿花岗岩涂料或其改进型涂膜符合现行标准对涂料有害物质的限量,因而其在内装修中的应用将增多。有利于健康的各种功能型内墙涂料的发展与应用将会更加受到重视。例如,能够向空气中释放负离子的纳米涂料添加剂,具有防霉杀菌和净化空气功能的纳米无机建筑涂料,具有吸收二氧化碳功能的以灰钙粉为填料的低成本乳胶漆等。
3.4.2 外墙涂料
建筑节能已成为我国的国策,受到全社会的高度重视。外墙外保温技术的广泛应用,改变了建筑涂料的品种格局,也给建筑涂料带来新的发展机遇。外墙表面施工保温层后,对涂料的选用、施工配套材料的应用、性能要求和涂膜耐久性都会产生重要影响。例如,大量外墙外保温的应用,将直接限制无机建筑涂料的使用。目前我国应用的外墙外保温系统虽有十几种,但大量应用的是聚苯板(膨胀型、既塑型)薄抹灰外墙外保温系统和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统,这些外保温系统中的主体保温材料是膨胀聚苯乙烯,溶剂型涂料中大多数溶剂会对其产生溶解作用。同时,由于外保温系统对防裂抗渗的严格要求,在其表面需要使用弹性涂料。因而,由于溶剂型涂料的应用急剧降低,水性涂料的比例将会更大。高装饰性建筑涂料的发展潜力很大。人们对面砖和装饰石材饰面情有独钟,但由于外墙外保温的普遍应用,使得这类装饰品因安全性而受到严格限制。研发具有花岗岩、大理石装饰效果的涂膜饰面则有很大的市场潜力。合肥市一些建筑物将砂壁状涂料分格涂装,做成仿石材饰面,很受欢迎。节能型涂料将有更大的发展并得到广泛应用。
結束语
只有大力开发具有自主知识产权的高性能涂料才能赶超世界先进水平,使我国不仅是涂料生产的大国,而且是涂料研发的强国。水性涂料大大地降低了VOC的含量,顺应了环保的要求,因此水性涂料具有良好的发展前景。随着对水性涂料的研究逐渐深入,必将推动环保涂料的应用,进而促进整个环保事业的发展。
参考文献
[1] 水性涂料的优势及面临的问题[J].陈敏竹.建筑技术开发.2015(02).
[2] 水性涂料的应用现状及研究进展[J].黄伟,邱祖民,肖建军,陶馨晗.化工新型材料.2015(08).
[3] 水性涂料标准现状及建议[J].官青松,任嫦天,王伟玲.四川化工.2015(05).
[4] 水性涂料的工艺特点和应用对策[J].李村国.汽车工艺与材料.2014(02).