水性涂料知识介绍

水性涂料
简介：
凡是用水作溶剂或者做分散介质的涂料，都可称为水性涂料。

水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散型涂料（乳胶涂料）3种。

水性涂料是相对于传统涂料而言的一种新型的环保涂料，其环保原理是用水代替传统涂料中的稀释剂。

组成：
水性涂料通常由基料、颜料或填料、助剂和水四个部分组成。

1. 黏结剂或基料：
基料是涂料的主要成膜物质，能将颜填料黏结在一起，形成涂膜，提供涂膜基本的物理性能和化学性能，是影响涂料性能的首要因素。

它影响涂膜的硬度、柔韧性、耐水性、耐碱性、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性、涂料的成膜温度及对底材的结合强度等性能。

因此，在设计配方时，要根据涂装的环境及要求，选择合适的乳液品种作为基料。

常用的基料有醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液等。

2. 颜料或填料：
颜料或填料是涂料的次要成膜物质。

颜料主要起着色和遮盖作用。

填料在涂料中没有着色作用，遮盖作用也很小，但能增强涂膜的强度，提高耐久性，还可以增加涂料的体积，降低涂料的成本。

颜填料对涂料的其他性能也是有影响的，影响漆膜的光泽、保色性、硬度、耐久性等。

因此在设计配方时，要选择合适的颜填料，以达到适当的要求。

常用的颜料有白色颜料和有色颜料。

白色颜料如钛白粉、立德粉等。

有色颜料如铁红、铁黄、铁黑等无机颜料和酞菁蓝、酞菁绿、汉沙黄等有机颜料。

3. 助剂：
少量添加即能够显著改善涂料的多种性能。

助剂在涂料中的主要作用有：改善颜填料在水中的分散性，提供涂料的贮存稳定性，改善涂料的成膜性及涂膜外观，满足涂料生产的工艺要求及满足不同的施工要求。

水性涂料常用的助剂有成膜助剂、分散润湿剂、消泡剂、增稠剂及流变改性剂、防霉剂防腐剂、ph调节剂、防锈剂及防冻剂等。

4. 水：
水是水性涂料的稀释剂，可以调节涂料的流动性和黏度。

分类：
1. 水性环氧树脂涂料：
水性环氧树脂涂料通常是将环氧树脂以微粒、液滴或者胶体形式分散于水相中所形成的稳定分散体系。

具有很多优点：不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低，无环境污染；操作性能好，施工工具可用水直接清洗，操作安全；具有良好的附着力，可与水泥配合使用；可在室温和潮湿的环境中固化，有较高的交联密度；能与其它水性聚合物体系混合使用。

水性环氧树脂涂料可代替目前广泛使用的溶剂型涂料，具有很好的经济效益和社会效益。

2. 水性丙烯酸酯涂料：
水性丙烯酸酯涂料用的丙烯酸树脂主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯与乙烯系单体，如苯乙烯经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂，及其它具有活泼可胶联官能团树脂改性的丙烯酸树脂。

水性丙烯酸酯涂料因具有优异的保色保光性能、耐候性能和力学性能而获得广泛应用。

3. 水性聚氨酯涂料：
水性聚氨酯是以水为分散介质、有机高分子的聚氨酯在水中分散形成透明或不透民歌的乳状液体。

水性聚氨酯涂料以水作介质，不需要额外添加乳化剂或分散剂。

特点：
1. 环保：水性涂料，为无公害产品，在生产过程中无废渣、废气、废水排放，不存在环境污染。

由于以水为稀释剂，在使用中无毒无味，无苯系物，重金属含量远远低于国家环保限量标准，对人体无危害，是保护生态环境的新一代绿色产品。

2. 经济：涂刷面积是一般涂料的两倍以上。

3. 安全：阻燃、防爆，可在常温、常压下进行生产、运输、储存和使用。

4. 方便：直接用自来水稀释即可，可以同其他涂料配套使用，施工方便、安全，施工后用具、设备极易清洗。

应用：
水性涂料广泛应用于石油、化工、汽车、火车、船舶、冶金、五金交电、电力、建筑等工业和民用领域。

涂装工艺：
1. 家具涂装工艺：
水性底漆的作用是提高对木材的浸润性，增大附着力；面漆的施工可采用刷涂或喷涂，涂料经200目滤网过滤；黏度为18-22 s（涂-4杯）。

家具涂装施工时涂膜要薄，防止流挂，
采用多层薄涂，干燥时间按生产厂的规定执行。

2. 建筑涂装工艺：
对环境和基材的要求：保证水泥/混凝土保养1个月以上并干燥，含水率10 %以下；所有门窗安装工程和外设固定设施安装工作结束；涂装面不再有交叉作业。

环境温度5-30 ℃，湿度75 %以下；无4级以上大风和阴雨。

3. 塑料制品涂装工艺：
常用的ABS、PC塑料制品涂装工序为：
施工一般喷涂1-2道，每道膜厚10-15 μm。

膜层过薄，影响流平；膜层过厚，会产生流挂、缩边等现象。

施工要点：
1. 涂装前表面处理：
木制品经去污或打磨后，表面无木屑粉尘；塑料件经清洁处理后，表面应无脱膜剂类残余污物及毛刺。

同时，还需根据不同类型塑料材质进行表面活化或功能化处理；金属件在经过脱脂的基材上进行相应转化膜处理，采用喷砂(抛丸)的表面,要求达到Sa21-2级，粗糙度50 μm。

2. 涂料过滤：
采用一般空气喷涂施工的涂料要经过180-200目滤网过滤，采用空气辅助无气喷涂施工的涂料应使用220目滤网过滤。

3. 涂料黏度：
水性涂料施工黏度的高低，会造成涂膜出现流挂、桔皮等弊病，因此要根据不同施工方法和不同材质进行调节和控制。

刷涂时黏度应为22-28 s，浸涂时黏度在40-50 s之间，一般喷涂时在15-25 s，静电喷涂时宜在18-24 s之间。

4. 环境条件：
采用喷涂方法施工时，对环境的温度和湿度的变化比较敏感。

其环境的最佳条件为相对湿度(65±3) %，温度(23±3) ℃。

5. 环境空气洁净度：
闪蒸或晾干(预烘)过渡室要求10万级，对有装饰要求的喷涂室为1万级。

6. 水质要求：
用于稀释涂料的水质，去离子水pH=7，电导率220 S/cm；自来水pH=7，电导率170 S/cm。

7. 烘干：
由于水性涂料涂膜中含水量较高，一般情况下，不能直接进入高温烘烤，因此要自行蒸发或先在50 ℃及90 ℃温度下分段升温，然后进入工艺温度烘干，而对浸涂的工件，在出槽后尚需流平。

施工操作技巧：
a. 喷涂法是水性涂料施工最主要的方法之一，用喷涂法涂饰物体表面，可获得薄而均匀的涂膜，对于几何形状各异，有小孔、缝隙、凹凸不平之处，涂料均能分布均匀；对于大物面，喷涂较刷涂更为快速有效。

但用喷涂法进行施工也须掌握一些操作技巧。

b. 用洁净的水将涂料调至适合喷涂的黏度（20-30 s）。

如一时没有黏度计，可用目测法：用铁棒或木棒将涂料搅匀后挑起至20 cm处停下观察，如漆液在短时间（数秒）内不断线，则为太稠；如一离桶上沿即断线则为太稀；要在20 cm处刚停时，漆液成一直线，瞬间即断流往下滴，这个黏度较为合适。

c. 空气压力最好控制在0.3-0.4 MPa。

压力过小，漆液雾化不良，表面会形成麻点；压力过大易流挂，且漆雾过大，既浪费材料又影响操作者的健康。

d. 喷嘴与物面的距离一般以300-400 mm为宜。

过近易流挂；过远漆雾不均匀，易出现麻点，且喷嘴距物面远，漆雾在途中飞散造成浪费。

距离的大小应根据涂料的种类、黏度及气压的大小来调整：慢干漆喷涂距离可远一点，快干漆喷涂距离可近一点；黏度稠时可近一点，黏度稀时可远一点；空气压力大时，可远一点，压力小时可近一点。

所谓近一点远一点是指在10-50 mm内调整，若超过此范围，则难以获得理想的漆膜。

e. 喷枪可作上下、左右移动，最好以10-12 m/min的速度均匀运动，喷嘴要平直于物面喷涂，尽量减少斜向喷涂。

当喷到物面两端时，扣喷枪扳机的手要迅速地松一下，使漆雾减少，因为物面的两端，往往要接受2次以上的喷涂，是最容易造成流挂的地方。

f. 喷涂时要下一道压住上一道的1/3或1/4，这样才不会出现漏喷现象。

在喷涂快干漆时，需一次按顺序喷完，补喷效果不理想。

g. 在室外空旷的地方喷涂时，要注意风向（大风时不宜作业），操作者要站在顺风方向，防止漆雾被风吹到已喷好的漆膜上造成难看的粒状表面。

h. 喷涂的顺序是：先难后易，先里后外，先高处后低处，先小面积后大面积。

这样就不会造成后喷的漆雾飞溅到已喷好的漆膜上，破坏已喷好的漆膜。

常用检测方法标准：
GB 250-1995 评定变色用灰色样卡
GB/T 528-1998 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶拉伸应力应变性能的测定
GB/T 1723-1993 涂料粘度测定法
GB/T 1724-1979（1989）涂料细度测定法
GB/T 1726-1979（1989）涂料遮盖力测定法
GB/T 1728-1979（1989）漆膜、腻子膜干燥时间测定法
GB/T 1730-1993 漆膜硬度测定法摆杆阻尼试验
GB/T 1731-1993 漆膜柔韧性测定法
GB/T 1732-1993 漆膜耐冲击测定法
GB/T 1733-1993 漆膜耐水测定法
GB/T 1747-1979（1989）涂料灰分测定法
GB/T 1763-1979（1989）漆膜耐化学试剂性测定法
GB/T 1764-1979（1989）漆膜厚度测定法
GB/T 1766-1995 色漆和清漆涂层老化的评级方法
GB/T 1771-1991 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定
GB/T 1865-1997 色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射）
GB/T 2794-1995 胶粘剂粘度测定方法（旋转粘度计法）
GB 3186-1982 （1988）涂料产品的取样
GB/T 5950-1986 建筑材料与非金属矿产品白度试验方法通则
GB/T 6682-1992 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T 6739-1996 涂膜铅笔硬度测定法
GB/T 6750-1986 色漆和清漆密度的测定
GB/T 6751-1986 色漆和清漆挥发物和不挥发物的测定
GB/T 6753.3-1986 涂料贮存稳定试验方法
GB/T 6753.4 1998 色漆和清漆用流出杯测定留出时间
GB/T6807-1986 钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件
GB/T 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB/T 9265-1988 建筑涂料涂层耐碱性的测定
GB/T 9266-1988 建筑涂料涂层耐洗刷性的测定
GB/T 9267-1988 乳胶漆用乳液最低成膜温度的测定
GB/T 9268-1988 乳胶漆耐冻融性的测定
GB/T 9269-1988 建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法
GB/T 9270-1988 浅色漆对比率的测定（聚酯膜法）
GB/T 9171-1988 色漆和清漆标准试板
GB/T 9286-1988 色漆和清漆漆膜的划格试验
GB/T 9751-1988 涂料在高剪切速率下粘度的测定
GB/T 9754-1988 色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°、85°镜面光泽的测定
GB/T 9758.1-1988 色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定第一部分：铅含量的测定火焰原子吸收光谱法和双硫腙分光光度法
GB/T 9758.4-1988 色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定第四部分：镉含量的测定火焰原子吸收光谱法和极谱法
GB/T 9758.6-1988 色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定第六部分：色漆的液体部分中铬总含量的测定火焰原子吸收光谱法
GB/T 9758.7-1988 色漆和清漆“可溶性”金属含量的测定第七部分：色漆的颜料部分和水可稀释漆的液体部分的汞含量的测定无焰原子吸收光谱法
GB/T 9761-1988 色漆和清漆色漆的目视比色
GB/T 9780-1988 建筑涂料涂层耐沾污性试验方法
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GB/T 13312-1991 钢铁箭涂装前涂油程度检验方法（验油试纸法）
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HG/T 3334-1997（1985）电泳漆漆膜制备法
HG/T 3335-1977（1985）电泳漆电导率测定法
HG/T 3336-1977（1985）电泳漆泳透率测定法
HG/T 3337-1977（1985）电泳漆库伦效率测定法
HG/T 3338-1977（1985）电泳漆沉积量测定法
HG/T 3339-1977（1985）电泳漆泳透率测定法（钢管法）
JG/T 2302001 建筑涂料涂层试板的制备
JG/T 25-1999 建筑涂料涂层耐冻融循环性测定法
JB/T 6978-1993 涂装前表面准备酸洗
发展现状及前景：
水性涂料是当今中国涂料行业的一个热点，水性漆发展乏力也是不争的事实。

要想发展中国的水性涂料市场，必须超越表象直达水性涂料发展问题的根源。

水性涂料的发展需要三个必要条件：消费者对环保的要求、政府对有机挥发物的立法，涂料原料商和涂料企业对环保型涂料的投入。

更进一步，这三者是紧密联系的：消费者对环保的要求推动政府对有关VOC的立法行为，而政府的VO立法又迫使涂料行业对环保型涂料的投入，带动整个行业从溶剂型涂料向水性涂料的转型。

这个“三部曲”是促使水性涂料成功的关键。

我国工业涂料领域中，目前水性涂料所占的比例还比较小，这主要受技术、价格和政策法规三方面因素制约。

首先，工业涂装领域对涂膜的外观、机械性能、耐性（特别是耐水性）等性能的要求大大高于建筑内外墙涂料，而且不同的应用场合要求各不相同，我国目前的水性涂料技术水平还不能满足工业涂料对特殊性能的要求；其次，一些性能高的水性涂料品种，由于受工艺、规模和原料成本及来源等因素制约，价格相对较贵，这也限制了水性涂料的广
泛应用。

但是近年来，随着我国经济的迅速发展，开放程度的进一步提高，与世界经济的接轨和资源日趋紧张，以及人们对环保健康的重视，水性涂料在我国已面临良好的发展机遇。

近年来，国外先进的水性树脂产品和涂料技术进入我国涂料市场，再加上国内对水性涂料新产品开发的重视，带动了我国水性涂料特别是水性工业涂料的发展和应用。

现在，一大批高性能水性涂料品种的问世，使得水性涂料在涂膜性能上已能满足越来越多的工业产品的涂装要求。

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