淺談水性防腐塗料常見缺陷的防治

    關(guan) 於(yu) 水性防腐塗料的研發，始於(yu) 上世紀八十年代。由於(yu) 眾(zhong) 所周知的原因，水性防腐塗料處於(yu) 緩慢研發、小量應用、性能普通的狀態，步履蹣跚地走過了30年。

    去年以來，國家有關(guan) 部門發布了一係列文件，限製一些地區和工程使用溶劑型塗料，對VOC超標塗料征收消費稅，頒布了水性丙烯酸、水性聚氨酯、水性環氧、水性醇酸等樹脂塗料，水性無機磷酸鹽耐溶劑防腐塗料的標準，及上述塗料的有害物質限量標準，環境標誌產(chan) 品包括水性塗料的技術要求等。這樣，使水性漆材料研發單位有了方向，使一些塗料企業(ye) 看到了商機，使我們(men) 水性漆研發的技術人員有了依據。今年以來，水性漆用樹脂、顏料、助劑越來越多，不少溶劑型塗料企業(ye) 開始忙起了“油改水”熱潮，一些塗裝企業(ye) 也越來越青睞水性漆。自此，我國水性工業(ye) 漆步入了一個(ge) 新的發展時期。

    近年來無錫太湖防腐材料有限公司研發並投入市場的有水性無機富鋅防腐底漆，通用型水性丙烯酸防鏽漆，包裝桶用水性烘烤漆，水性防腐係列塗料品種已增加到十幾個(ge) 。目前，又開始了水性汽車部件漆的研發。公司高層的策略是：溶劑型塗料逐步降低VOC等有害物質，水性防腐塗料加大研發力度，做到油漆、水漆兩(liang) 手抓。

    1 水性防腐塗料常見的缺陷

    一個(ge) 剛做好並包裝好的塗料，其優(you) 點或缺陷是說不清的，隻有到開罐、開桶時，才看得見其外觀和穩定性的情況，此時的缺陷有上有浮水、下有結塊、表麵浮泡、變質發黴等。還有，到塗裝施工後，才看得見其效果，此時的缺陷有塗料流掛、一道遮蓋力差、膜麵縮孔、針孔、表麵不平整、外麵漆缺乏豐(feng) 滿度和光澤度等。一段時間後，如果塗料或塗裝質量不好，還會(hui) 出現開裂、剝落、起泡、生鏽等缺陷。水性漆由於(yu) 其天生的弱點，其缺陷可能比溶劑型塗料要多。

    2 水性防腐料常見缺陷的原因

    1）或塗料中親(qin) 水物質太多，水容易滲進，產(chan) 生氣壓，把漆膜頂上來。起泡多，整個(ge) 塗層就失去附著力。

    2）塗膜泡孔：原因主要有：消泡劑選擇和搭配不當；打漿和調漆階段未將消泡劑打散打勻；輥塗時塗料粘度過低，噴塗時噴槍未調到最佳。有泡孔，空洞處無料遮蓋，水氧輕易侵入，腐蝕就發生了。

    3）塗層縮孔：原因主要有：塗料體(ti) 係中各組分未能攪拌均勻，表麵張力大的物質如乳液等，鋪展流動性差；消泡劑、成膜劑等加量過大。縮孔多，底漆易出鏽，麵漆外觀差。

    4）硬度問題：原因主要有：與(yu) 基料的Tg及加量有關(guan) ，與(yu) 粉料的吸油量及加量有關(guan) ，與(yu) 成膜過程中的環境條件即溫濕度有關(guan) 。塗膜太硬，柔韌性、彎曲性和耐衝(chong) 擊性就通不過，塗膜太軟，水的滲透增塑進而滯留腐蝕的作用就明顯。

    5)耐(鹽)水性差：原因主要有：基料的成膜性、耐水白性較差，固體(ti) 顆粒較粗；基料加量不足；防鏽乳液其實不防鏽；因塗料表麵張力大於(yu) 基材的表麵張力，故底漆與(yu) 基材的附著力差；還有起泡、縮孔、針孔等致命缺陷；有的塗料含蓋了上述缺陷，則更無耐水性、耐鹽水性、甚至耐鹽霧性可言。

    6)漆膜外觀缺陷：就外麵漆而言，其原因主要有：漆膜不平整，欠豐(feng) 滿度，是由於(yu) 塗料的表麵張力大，內(nei) 部不流動鋪展，膜麵流平性差；光澤度不高，視覺效果差，與(yu) 顏基地或Pvc較高有關(guan) ，與(yu) 基料和顏料的品質有關(guan) ，與(yu) 底層的平整度有關(guan) 。

    3 水性防腐塗料常見缺陷的防治

    根據研發實踐的體(ti) 會(hui) ，對上述這些缺陷，我們(men) 是采取以下措施加以防治解決(jue) 的：

    1)從(cong) 配方源頭上加以防治，即設法降低塗料的表麵張力。水性塗料與(yu) 溶劑型塗料最主要的區別就是使用的分散稀釋介質不同，造成了兩(liang) 種塗料表麵張力的不同，水性漆的問題就要比溶劑型漆多。因此，對水性防腐漆，不管是高檔還是低檔，都要把降低塗料的表麵張力提高塗層的附著力放在第一位。這就要求選用對路的助劑：一是采用加量少性能高的基材潤濕劑，如BYK的300係列產(chan) 品，TEGO的4000係列產(chan) 品，原科寧的H110、H140、H188A等品種。再配以H204、3275等高效分散劑，完成降低塗料表麵張力的第一步。二是添加水性塗料用附著力促進劑。矽烷偶聯劑具有很強的流動性，可自由遷移到有機/無機界麵，故乳液是添加矽烷附著劑的理體(ti) 係，而在鋼鐵表麵最有效的附著劑是二氧基官能矽烷，價(jia) 較貴。鈦酸酯偶聯劑具有潤濕基材的性能，還有輔助消泡和流平的作用。如江南廠的jN一ll5A，是一款螯合型的鈦酸酯偶聯劑，能增加聚酯與(yu) 鋼、丙烯酸與(yu) 鐵的粘結性。用量在1%左右，性價(jia) 比較高。南京曙光、台灣德謙、德國賽都有這方麵的產(chan) 品，這些助劑隻要選用得當，就會(hui) 成為(wei) 又一個(ge) 降低表麵張力的利器。三是使用高效低表麵張力的流平劑，如BYK的345、346，原科寧的DSX-2000等，不僅(jin) 可以擴大底漆在基材上的鋪展麵，增加其附著點，而且有利於(yu) 塗層表麵的流動流平，減少外觀缺餡。四是補充一定量的不同揮發速率的醇醚類的組合助溶劑，一方麵更好地幫助基料成膜，另方麵也能降低塗料表麵張力，但要兼顧加量與(yu) 幹燥與(yu) 施工的關(guan) 係。這些助劑主次定位，協同作用，塗料的表麵張力就會(hui) 降低，附著力就會(hui) 提高。

    合理地采取了上述措施，那些自幹底漆或烘烤漆的剝落、起泡、附著不牢等缺陷，外麵漆表麵不平整、不光滑、不飽滿等缺陷，漆層使用壽命不長等缺陷就可以得到有效的防治解決(jue) 。

    對於(yu) 包裝桶水性烤漆的柔軟、流掛、表麵不平整等問題，我們(men) 通過篩選合適的樹脂並調整比例，換用了降低表麵張力、防流掛增流平的助劑予以解決(jue) 。前做的一款產(chan) 品，性能很好，唯獨voc超過100g/L，客戶通不過。後來用了voc含量較低的分散體(ti) ，滿足了客戶的要求。

    對通用型水性漆粗糙、多泡、縮孔、外觀差、後增稠或後變稀等缺陷，我們(men) 是采用“四個(ge) 二”的助劑使用方法加以克服的。“四個(ge) 二”，即兩(liang) 種以上潤濕分散劑、兩(liang) 種以上抑泡消泡劑、兩(liang) 種以上成膜助溶劑、兩(liang) 種以上流變助劑。兩(liang) 種以上潤濕分散劑，是為(wei) 了打磨出一個(ge) 足夠細度的漿料，為(wei) 塗膜提供附著力、細膩度、光澤度、耐汙性等，原科寧的H一140是一款具有低泡、流動、較強降低表麵張力的基材潤濕劑，適用於(yu) 難潤濕的金屬基材，性能與(yu) BYk345相近，價(jia) 低一半；兩(liang) 種消泡劑，能擴大消泡範圍，打漿階段可用礦物油類脫泡劑，調漆階段用相容性好的消泡劑，如諾普科的含矽氧烷的154，BASF的分子級的A-34等，是為(wei) 了提供漆膜表麵無泡眼、無針孔、無縮邊的性能和平整、光滑、裝飾的性能；兩(liang) 種以上成膜劑，如苯丙乳液可用苯甲醇或丙二醇苯醚，矽丙乳液用TExANOL，再配以不同揮發速率的醇醚類助溶劑，如丙二醇甲醚、丁醚等，有利於(yu) 塗料形成連續完整致密的膜，從(cong) 而為(wei) 塗膜提供附著力、耐水性、耐老化性、耐沾汙性等性能；兩(liang) 種以上的流變助劑，有聚醚類、聚氨酯類、含氟的流平劑，疏水改性堿溶脹類增稠劑，如海川的D3200、D3380、DOW的2020、8W，TT935等，都是良好的流變助劑，可為(wei) 塗膜提供流平性、光澤度和飽滿度。

  2)水性塗料的缺陷防治，還有賴於(yu) 合理的生產(chan) 工藝。我們(men) 的做法是把好“三個(ge) 關(guan) ”。一是細度關(guan) 。漿料分散研磨不徹底，細度細不了，就會(hui) 出現漆膜不平、失光等問題；二是pH值關(guan) 。水性塗料應保持偏堿性狀態，才能使乳液穩定、塗料不變質；三是粘度關(guan) ，粘度，關(guan) 係到施工性和貯存穩定性，應予重視。配方上給出的流變助劑用量隻是一個(ge) 主觀數據，實際生產(chan) 過程中，需要生產(chan) 人員靈活掌握，現場測試。

    3)有一個(ge) 正規的塗裝管理、有一個(ge) 合格的塗裝隊伍、有一個(ge) 標準的塗裝工藝、有一套有效的塗裝設備，這些也是防治塗料缺陷的重要環節。曾經碰到一件事，有年冬天，溫度低濕度高，一施工隊在用我們(men) 的底漆時加了很多水，塗刷後來電說，這個(ge) 漆遮蓋力不好，而且有鏽，還有附著力差，膜搓得下。我前去觀察，發現幾個(ge) 問題，首先鐵板表麵多鏽塊鏽粉，未作處理就上漆；水加了50%多，說油漆加稀釋劑也這麽(me) 加的；前道漆剛表幹，又開始刷了。施工缺陷全集中在此了。附著力是塗料和塗裝的根本前提，因此，在鐵板上噴塗第一道漆，先要把底板搞幹淨，然後想辦法讓漆實幹，確保漆、板牢固結合，才能繼續施工。所謂“皮之不存，毛將附焉”，即此道理。

    4)關(guan) 於(yu) 水性塗料防鏽性能，如塗膜附著力、耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性等缺陷的防治，簡單地說，主要從(cong) 三種神秘彩金随机派发最高赠送上著手解決(jue) 。

    一要選擇耐水性好、有一定硬度和柔韌性、自交聯、具有防鏽基團的基料，其代表是某進口的6750，可用作鋼鐵基材的鈍化劑和防鏽底漆，效果很好。我有一塊鐵板，上刷一道該乳液，幹燥後入3%鹽水1周，無泡無鏽，而後置於(yu) 戶外，已有八年，仍然不鏽。我喜歡使用江陰國聯的防鏽矽溶膠對乳液進行改性，好處多多，可提高塗層的致密度和附著力，及塗膜的硬度和耐水性、耐鹽水性，使用時當心它的活性。我去年做一款成本6.50元的鐵紅底漆，裏麵加了10%的矽溶膠，塗刷兩(liang) 道，試板浸水後置於(yu) 戶外，至今一年，仍正常。2004年，我用廣東(dong) 某廠的一款AP3128純丙防鏽乳液配合防鏽顏料，製成鐵紅底漆，浸入3%鹽水1個(ge) 月後，在鏟除漆膜時，發現鐵板表麵生出了致密、光滑、堅硬的黑色氧化膜，此鐵板幾年曝曬，仍然不鏽不腐，來之不易，值得深入研究。有一款美國技術的pH值中性的鏽轉化劑，塗在已鏽板上，可獲得一層黑色封閉膜，再配合防鏽底漆，可以應用到中防腐工程中。

    這裏，強調一下附著力問題。除了用好潤濕劑和附著劑，重要的是要用好基料。我做丙烯酸底漆，選一個(ge) 耐水性很好的乳液，再用矽溶膠混拚改性，讓膜致密和硬些，與(yu) 鐵板的抓附點多些。太湖廠的一個(ge) 中灰底漆，成本7元，附著力可到1到0級，鉛筆硬度可到2H(見樣板)。

    二要選用高效環保的防鏽顏料，我最近采用台灣的一款叫“磷酸鋅鋁”(ZAP)的複合防鏽粉製成白色防鏽漆，耐3%鹽水已過240h，試板仍然無泡無鏽，效果確好。該材料不含重金屬、不具毒性，與(yu) 不同的樹脂相容性好，不會(hui) 返粗，其成份易水解產(chan) 生磷酸根離子，與(yu) 鐵離子螯合，從(cong) 而鈍化鋼鐵表麵。ZAP一c不含氧化鋅，適用於(yu) 水性環氧、水性醇酸樹脂體(ti) 係。現在市場上還有很多新材料，足夠選用。

    三要補充使用一些防閃鏽劑、緩蝕劑，輔助起到防腐的作用。如美國的FA-179，是一款含有金屬皂的有機防鏽劑，性價(jia) 比高，上海某公司代理國外的緩蝕劑中，A-142、A-143DA等，都是效果不錯的產(chan) 品。

    4 對目前塗料企業(ye) “油改水”的看法

    去年以來，國家有關(guan) 部委和北京等地方，發出了對超標voc的油漆征收消費稅，及限製使用油漆、大力提倡環保塗料包括水性漆的一係列文件。於(yu) 是有的油漆廠忙於(yu) 找地搬遷，有的感到壓力加重，而想停產(chan) ，有的看到水性漆正在流行，而想轉產(chan) ，還有的認為(wei) 水漆還未普及，油漆照做。

    我認為(wei) ，客觀決(jue) 定主觀，存在決(jue) 定意識，要一分為(wei) 二地、用發展的觀點看待這個(ge) 問題。溶劑型塗料和水性塗料各有優(you) 點，也各有不足。油性漆的高光澤度、高抗劃傷(shang) 性、高防腐性，都是目前水性漆所不及的，重防腐工程，還是以油漆為(wei) 主。但油性漆的voc高，不環保，這是個(ge) 致命弱點。社會(hui) 在發展，技術在進步，相信油性漆會(hui) 改善，優(you) 點照樣需要，使用還在繼續。水性漆環保的優(you) 點要弘揚，不足要改進，相信不久也能達到油漆的性能。.

    太湖防腐公司是在做好油漆、看清形勢、調查研究、充分醞釀的基礎上，才作出設立水性漆項目的決(jue) 策的。因此，我想，油漆廠不一定非要“油改水”，先把油漆做得環保些，有條件了再考慮增加水性漆項目。水性漆要不要上，怎麽(me) 上，還是要冷靜，要三思，讓時間讓市場讓能力來作決(jue) 定吧。