1水性漆是重要的環(huán)境友好型涂料
水性漆重要性的宣傳正在全國(guó)興起!其來(lái)勢(shì),說(shuō)是“風(fēng)起云涌”有點(diǎn)夸張,說(shuō)是風(fēng)靡全行業(yè),并不過(guò)分。那水性漆究竟有哪些優(yōu)點(diǎn)?
下面科冠涂料有限公司跟大家介紹一下:
1.1降低涂料中VOC
水性漆和幾種通用型涂料品種比較,降低VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)效果列于表1。
1.2節(jié)能、省資源
減少有機(jī)溶劑用量就是節(jié)能、省資源。以業(yè)內(nèi)使用較多的200#溶劑油和120#溶劑油為例。如用石腦油為原料,直接分餾制取溶劑油,需耗電0.4 kW· h/t、耗煤0.025 t/t、耗水0.02 t/t,能耗量可觀。如果考慮制取石腦油的能耗,能耗量更大。如從煤化工出發(fā),那耗能量要翻幾番。整個(gè)溶劑型涂料所用其他烷烴、醇、酯、酮、醇醚等溶劑,其生產(chǎn)的耗能不會(huì)少于溶劑油。另外,許多有機(jī)溶劑是化工原料,節(jié)省有機(jī)溶劑不僅減少污染、節(jié)能,同時(shí)是節(jié)省資源。
1.3提高涂料生產(chǎn)與貯運(yùn)中安全性
溶劑型涂料中有機(jī)溶劑多為易燃易爆化合物,部分或全部用水取代,大大提高涂料生產(chǎn)和貯運(yùn)中的安全性。涂料含VOC低,在生產(chǎn)和施工中可減少公害。水性漆生產(chǎn)與施工器具可以用水清洗,比較方便,并減少有機(jī)溶劑消耗,但洗滌后的廢水要作無(wú)害化處理。可以看出,水性漆是重要的環(huán)境友好型涂料,目前在全國(guó)涂料總量中占比在1/3左右。
2水性工業(yè)漆在應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題
2.1水作為涂料分散介質(zhì)的特殊性
2.1.1水的表面張力高
水的表面張力73 mN/m,有機(jī)溶劑如二甲苯,表面張力為30 mN/m。表面張力高會(huì)降低涂料對(duì)顏料潤(rùn)濕性,也降低對(duì)被涂物體表面的潤(rùn)濕性,給涂裝帶來(lái)一些負(fù)面影響。
2.1.2水的蒸發(fā)潛熱比較高
水和幾種主要溶劑的蒸發(fā)潛熱列于表2,在同樣條件下,水比有機(jī)溶劑揮發(fā)需要更多能量
2.1.3分散體結(jié)構(gòu)不同造成的差異
2.1.3.1成膜物樹(shù)脂在有機(jī)溶劑中分散
溶劑型(solvent borne)涂料是以有機(jī)溶劑作分散介質(zhì),其中成膜物樹(shù)脂——分散質(zhì)(相)一般以分子狀態(tài)分散,形成接近真溶液的分散體。配制色漆,在少量助劑存在下,施工后易流平形成平整、光滑、致密的高光澤涂膜,基本達(dá)到工業(yè)涂裝要求,這是溶劑型涂料的優(yōu)勢(shì);含有較多VOC是其不足。
2.1.3.2成膜物樹(shù)脂在水中分散
水性(water born)涂料是以水作分散介質(zhì),水的極性大,要使極性不大的成膜物樹(shù)脂均勻分散在水中有難度。不論是由化學(xué)單體乳化聚合成聚合物乳液,還是先合成樹(shù)脂再乳化成膠乳(乳膠)液,必須有乳化劑協(xié)助,但分散的樹(shù)脂粒徑大且不均勻,如制備工藝欠妥,體系穩(wěn)定性隨時(shí)間推延而劣化。這種水分散體制成涂料,形成的涂膜中孔隙率高,涂膜致密性差,光澤低,乳化劑如在涂膜中游離存在,會(huì)降低涂膜抗性,這些不足使涂膜難以達(dá)到工業(yè)涂裝要求。采用微乳液聚合技術(shù)制備聚合物乳液——簡(jiǎn)稱微乳液,這在熱力學(xué)上是穩(wěn)定體系,并且其穩(wěn)定性不隨時(shí)間變化,分散質(zhì)(相)粒子尺寸在10~100 nm,涂膜致密性、光澤可望提高。但涂膜中殘留乳化劑量增多,也會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。
另一種水分散方法是先合成含離子化基團(tuán)(羧基或氨基等)的成膜物樹(shù)脂,用中和劑(胺或羧酸等)中和使其鹽基化,溶于有機(jī)溶劑(助溶劑)中,然后在攪拌下逐步加水稀釋,制成水稀釋性(water reducible)分散體。這是樹(shù)脂分子聚集體分散在水中,不是成膜物樹(shù)脂以分子狀態(tài)溶解在水中[5]。國(guó)內(nèi)有的文獻(xiàn)把這類水稀釋性樹(shù)脂分散體稱為“水溶性樹(shù)脂體系”,顯然是不正確的。這類分散體中樹(shù)脂分子中含有的親水性基團(tuán)(羧基或氨基),如游離存在涂膜中,會(huì)降低涂膜的化學(xué)抗性。
2.1.3.3沒(méi)有能作涂料基本成膜物的“水溶性樹(shù)脂”
如前所述,水乳化型和水稀釋性成膜物樹(shù)脂都不是成膜物樹(shù)脂溶解在水中,可以說(shuō)現(xiàn)在沒(méi)有“水溶性樹(shù)脂”用作水性漆成膜物。20年前,筆者的一位從事水性漆研發(fā)多年的同事主編了《水溶性高分子》,正式出版。書(shū)中介紹了12類水可溶解的高分子(聚合物),只有一處提到水系聚氨酯(PU)涂料在汽車電泳涂料中應(yīng)用,作者也只提“水系”,沒(méi)有提“水溶性”PU樹(shù)脂涂料。因那是水稀釋型涂料體系,不是水溶性體系。書(shū)中其他少數(shù)章節(jié)也提到水溶性高分子在涂料中應(yīng)用,大多是起助劑作用和輔助作用,全書(shū)沒(méi)有一種水溶性高分子作涂料基本成膜物的例子。
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