常用的水性涂料的种类有哪些
一般将水性涂料分为三类:水溶性涂料、水溶胶(胶束分散)涂料、乳胶涂料(乳液涂料、胶乳涂料)。有的还将乳胶涂料细分为聚合乳胶涂料和乳化乳胶涂料。聚合乳胶涂料是通过乳液聚合得到的高分子乳液配制的涂料。而乳化乳胶是将通过溶液聚合的高分子聚合物在外力和乳化剂的作用下乳化得到的树脂。
水性涂料还可以按树脂类型进行划分,有水性醇酸涂料、水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料等。水性涂料还可分为阴离子型水性涂料、阳离子型水性涂料、非离子型水性涂料。水性涂料按涂装的方式可分为电泳涂料,自泳涂料、水性浸涂涂料、水性辊涂涂料、水性喷涂涂料等,电泳涂料又可分为阴极电泳涂料和阳极电泳涂料。按包装分类,有单组分水性涂料和双组分水性涂料。显然此处的单组分并非是组分而是指包装的形式,比较准确应称为单包装和双包装。按用途分类,有水性建筑涂料和水性工业涂料。水性工业涂料又可分为水性家具涂料、水性金属涂料、水性汽车涂料、水性塑料涂料等。
水性涂料相对来说比较环保,所以在市场上也比较受热捧。但是它存在的问题也不少,下面就来看看它到底有哪些优缺点吧。 优点:1.水性涂料以水作溶剂,节省大量资源;水性涂料消除了施工时火灾危险性;降低了对大气污染;水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,改善了作业环境条件。一般的水性涂料有机溶剂(占涂料)在10%~15%之间,而现在的阴极电泳涂料已降至1.2%以下,对降低污染节省资源效果显著。 2.水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工;水性涂料对材质表面适应性好,涂层附着力强。 3.水性涂料涂装工具可用水清洗,大大减少清洗溶剂的消耗。 4.水性涂料电泳涂膜均匀、平整。展平性好;内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜,有很好的防护性;电泳涂膜有最好的耐腐蚀性,厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。
A. 涂料体系的不同
1.树脂不同,水性涂料的树脂具有水溶性,可分散(溶)于水中;
2.稀释剂(溶剂)不同,水性涂料可用DIWater(去离子水)进行任意比例添加开稀,溶剂型则只能用有机溶剂(二甲苯、醋酸丁酯、香蕉水等)进行稀释。
B. 涂料施工要求不同
1.对于施工环境,水的冰点是0℃,因此水性涂料不能在5℃以下施工,而溶剂型涂料在-5℃以上均可施工,只是干燥速度会减缓,道间间隔会拉长;
2.对于施工粘度,水的降粘效果差,水性涂料在加稀降粘时会相对麻烦(粘度降低会大幅降低涂料工作液的固体份,影响涂料的遮盖力,增加了施工道数),溶剂型调节粘度较为方便,粘度限制也会影响施工方式的选择;
3.对于干燥固化,水性漆更为娇气,湿度大了温度低了都不能很好固化,干燥时间延长,但如果升温加热,水性漆也需要梯度升温,瞬间进入高温环境,水性漆表干后内部水汽外溢会造成针孔甚至大面积鼓泡,这是因为水性漆里只有水作为稀释剂,没有挥发梯度。而溶剂型涂料,稀释剂为各沸点不同的有机溶剂组成,有多个挥发梯度,闪蒸(施工完毕后至进入烘箱之前的晾置期)后进入高温区烘烤不会出现类似现象。
C. 成膜后涂膜装饰性的不同
C-1. 光泽表现力不同
1.溶剂型涂料可以根据研磨来控制颜填料的细度,在存储中不易反粗,通过添加树脂控制涂料PVC(颜基比)、助剂(如消光剂)来实现涂膜光泽的变化,光泽可做到无光、哑光、半哑、高光。汽车漆的光泽能高达90%以上;
2.水性涂料光泽表现力没有油性涂料那么广,高光泽表现力较差,这是因为水性涂料中的水作为稀释剂造成的,水的挥发特性导致了水性涂料难以表现85%以上的高光泽。
C-2. 颜色表现力不同
1.溶剂型涂料颜填料选择范围广,即可是无机的又可是有机的,因此可以调出各种颜色,颜色表现力极佳;
2.水性涂料颜填料选择范围小,大部分有机颜料是无法使用的,因色调不全,要调出像溶剂型涂料那么丰富的色彩是有困难的。
D. 存储和运输
水性涂料不含易燃有机溶剂,存储运输相对安全,出现污染也可用大量水进行冲洗稀释,但水性涂料存储和运输均有温度要求,零下5℃就需进行保温运输和存储,否则会出现破乳等弊病。
E. 功能上的超越
溶剂型涂料大多为有机类产品,有机类产品在高温状况会出现断链、碳化等系列问题,目前有机类产品最高耐温不超过400℃。
水性涂料中采用特殊无机树脂的特种耐高温涂料则可耐温上千度,如志盛威华产的ZS系列耐高温水性涂料在兼顾常规涂料的防腐、防氧化性能外,还能长期耐高温,最高可耐3000℃高温,这是溶剂型涂料不可能达到的高度。
G. 安全环保的差异
溶剂型涂料在生产、运输、储存、使用过程中均存在着火、爆炸的安全隐患,特别是在密闭空间施工,更是容易造成窒息、爆炸。同时有机溶剂也会对人体造成一定的伤害。最著名的案例就是甲苯致癌案,现甲苯已不让使用。溶剂型涂料的VOC高,常规产品甚至高达400多,企业在生产、使用溶剂型涂料时环保、安全压力较大。
水性涂料在生产、运输、储存、使用环节都是环保、安全的(部分非正规厂家的伪水性涂料除外),对于相应国家政策节能减排,安全环保做出了巨大贡献。
结语:
水性涂料、溶剂型涂料各有优缺点,因水性涂料的研究尚不成熟,水性涂料的性能并不能完全满足社会生产的需要,溶剂型涂料的应用还存在必要,大家在进行涂料选择时可根据实际情况进行分析判定,并不能因为某种类型涂料的某一缺点而一锤子否定。相信随着水性涂料科研的深入,终有一天环保、安全的新型涂料将会广泛应用在地球的每一个角落。
缺点一: 水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高,因水的表面张力大,污物易使涂膜产生缩孔
缺点二:水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差,输送管道内的流速急剧变化时,分散微粒被压缩成固态微粒,使涂膜产生麻点。要求输送管道形状良好,管壁无缺陷。
缺点三:水性涂料对涂装设备腐蚀性大,需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料,设备造价高。水性涂料对输送管道的腐蚀,金属溶解,使分散微粒析出,涂膜产生麻点,也需采用不锈钢管。
缺点四:烘烤型水性涂料对施工环境条件(温度、湿度)要求较严格,增加了调温调湿设备的投入,同时也增大了能耗。
缺点五:水性涂料水的蒸发潜热大,烘烤能量消耗大。阴极电泳涂料需在180℃烘烤;而乳胶涂料完全干透的时间则很长。
缺点六: 水性涂料沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟,凝结后滴于涂膜表面影响外观。
缺点七:水性涂料存在耐水性差的问题,使涂料和槽液的稳定性差,涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性(ph7.5~ph8.5),树脂中的酯键易水解而使分子链降解,影响涂料和槽液稳定性,及涂膜的性能。
水性涂料虽然存在诸多问题,但通过配方及涂装工艺和设备等几方面技术的不断提高,有些问题在工艺上得到防止,有些通过配方本身得到改善和提高。
以上内容来自百度百科。
水性涂料的环境友好性比涂料强得多。水性涂料是使用水作为稀释剂的无溶剂有机涂料。它不含甲醛和其他有害物质,是一种非常环保的涂料。
1、水性油漆优点众多
水性涂料使用水作为溶剂,可以节省大量资源并显着降低施工期间着火的风险,空气污染也大大减少了。少量低毒的醇醚有机溶剂用于改善工作环境。水性油漆涂料工具可以用水洗涤,因此可以减少溶剂消耗。
水性涂料特别适合于材料的表面,该涂料具有很强的附着力。电泳涂膜均匀,平整,具有优良的平整性能,每个部位均可涂上一定厚度的涂膜,具有良好的保护作用,因为电泳涂膜具有强的耐腐蚀性。
2、优点众多的材料对于缺点地关注也比必不可少的
水性涂料对施工过程的清洁度和材料表面有很高的要求,并且由于水的表面张力过高,灰尘容易引起涂膜收缩。其次,水性涂料对强机械力的分散稳定性下降,并且当输送管的流速急剧变化时,分散的颗粒被压缩成固体颗粒,导致涂膜凹陷。所以输送管的形状应良好,管壁需要无缺陷。
水性涂料会腐蚀输送管,溶解金属,使分散的颗粒沉淀,刺穿涂膜,需要耐腐蚀的衬里或不锈钢材料。此后,烘烤型水性涂料对施工环境条件有严格的要求,因为它会增加温湿度控制设备的投入,增加了能耗。
按分散形态区分,水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料和水分散性涂料(乳胶涂料)3 种。它们的分散机理不同,产品的性能也有较大的差异,但不管何种类型,它们均以水作为溶剂或分散介质。按成膜物质区分,水性涂料可分为水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料等。水性涂料的最大特点是以水代替有机溶剂作为溶剂或分散介质,节约了大量的有机材料(石油类)资源,大大减少了涂料中有机溶剂挥发对大气的污染和施工过程中的火灾危险。此外,水性涂料在涂装金属材料时,工件经除油除锈、磷化工序后,无需完全干燥,即可涂装施工,节省了涂装时间和能源消耗。电泳涂料在狭缝、管孔、焊接边等部位,都能均匀上漆,且在棱角、边缘部位涂膜厚度基本一致,与溶剂型涂料相比有较大的优势。
今后水性涂料发展需注重解决的问题
首先,水性涂料由于以水作为分散介质,而水的表面张力比较高,蒸发潜热大,因此,水性涂料的施工应用和溶剂型涂料有着诸多不同,其对被涂物表面的洁净性,施工环境温湿度的要求比较高,这也是水性涂料推广受制约因素之一,这需要通过配方技术和施工两方面来共同解决,此外,水性涂料的起泡和消泡问题也是必须注重的问题。
其次,水性涂料还必须解决涂料亲水性和涂膜耐水性之间的问题。对于水性涂料,为了能稳定水溶或分散于水中,其主要成膜物树脂中,必然含有大量的亲水基团或亲水物质,若不加以转化或消除, 必然要影响涂层的耐水性。现在,大多数水性涂料,其耐水性还远不如同类型的溶剂型涂料,这也是许多水性涂料难以大量应用的制约因素之一。
第三,现在大多数的水性涂料所用的水性树脂,大多是以水乳或水分散的形式存在,并非真溶液,因此其成膜后涂膜的光泽和丰满度还远不如溶剂型涂料,这也就使得大多数水性涂料无法应用于要求高光泽涂层的领域。
第四,开发和使用水性涂料以替代溶剂型涂料,主要因素之一是为了环保和健康,但现在的一些水性涂料中,需加入一些水溶性的助溶剂和助剂,其中有些溶剂或助剂,和溶剂型涂料所用的溶剂相比,尽管其用量小,但毒性更大,对身体危害更大。因此,环保、健康和安全,仍是今后水性涂料开发生产及发展过程中应时刻注意的问题。
水性漆和油性漆比较科学的称谓应该是水性涂料和溶剂型涂料。涂料一般由四部分组成:成膜物质、颜料、分散介质(solvent)和助剂。分散介质也叫溶剂,作用是将涂料中的成膜物质溶解或分散成均匀的液态,以便于施工成膜,分散介质在施工后会挥发到空气中。
水性涂料和溶剂型涂料的区别就在于分散介质不同。以水作为分散介质的涂料称为水性涂料。水性涂料是以可溶于水的树脂作为成膜物,以聚乙烯醇及其各种改性物为代表,除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。以有机溶剂为分散介质的涂料称为溶剂型涂料(油性漆/油漆)。有机溶剂主是烃类,其余是酮、醇、乙二醇、醚、酯、硝基支链烷烃等等,这类极易挥发的有机化合物是油漆危害环境和健康的主要原因。我们常用的VOC数据全称是Volatile Organic Compounds,就是指挥发性有机化合物的含量。VOC对人体的危害程度不一,轻微的症状可能包括:呼吸道刺激、眼睛刺激、头疼、头昏、皮肤过敏、疲倦等等,严重的可能会导致肝肾损伤或者致癌。另外,VOC还是光化学烟雾(photochemical smog)的主要诱因。现代化工产业发展初期,几乎所有的涂料都是溶剂型涂料,后来才出现了水性涂料、粉末涂料、光固化涂料等,主要推动力就是为了减少VOC的排放。美国首先制定了限制使用溶剂的著名66法规(规定了涂料中溶剂含量不超过17%)及CAA(Clean AirAct空气洁净法)法规,要求涂料向水性体系过渡。我国在2008年出台了一部《涂料行业科技中长期发展规划》,计划在未来10年,将大幅削减传统溶剂涂料的比例,使其所占份额由目前的50%锐减至5%。用10~15年时间,对传统涂料产业实行新技术改造,最终将传统溶剂涂料市场份额缩减至1%以下。
愿望是美好的,现实是残酷的,要实现规划的目标并不容易。水性涂料以水作分散介质,和溶剂型涂料相比能够节省大量资源,消除了施工时火灾危险性,大大降低了污染程度,同时,水性涂料仅含少量低毒性醇醚类有机溶剂,改善了施工人员的作业环境,利于健康。水性涂料好处很多,但溶剂型涂料在某些方面仍占优势。从漆膜的性能上看,水性涂料的耐腐蚀性、耐候性和丰满度比不上溶剂型涂料,水性涂料对施工环境的温度、湿度要求更为苛刻,应用场合因此受限。