目前，傳統(tǒng)溶劑型涂料所用的溶劑為有機揮發(fā)物(VolatileOrganicCompounds,簡稱VOC),在大氣的污染源中占有較重的分量,國產(chǎn)涂料在使用后所排放的VOC占大氣碳氫化合物10%左右。有機揮發(fā)物VOC對人體的影響可分為3種類型:一是氣味和感官刺激,使人感覺干燥;二是黏膜刺激,刺激眼、鼻黏膜、呼吸道和皮膚等,還很容易通過血液造成大腦障礙,從而導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制,使人產(chǎn)生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服感覺;三是基因毒性和致癌性。

    艦船內(nèi)艙艙室密集,空間狹小,通風不良,長期使用溶劑型涂料既影響艦員身體健康,又造成大量的環(huán)境污染,還常常引起中毒、爆炸等事故,成為艦艇重點安全隱患之一。水性涂料以水代替有機溶劑,安全無毒,解決了涂料施工中毒性氣體揮發(fā)帶來的勞動保護和環(huán)境污染問題,杜絕了火災的危險,施工方便,在艦船內(nèi)艙的應用具有獨特的優(yōu)勢,正成為最有希望的艦船環(huán)保型防腐涂料之一。

    水性內(nèi)艙環(huán)保涂料種類及特點

    水性環(huán)氧涂料

    環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的金屬附著力和防腐性,是目前用于金屬防腐蝕最為廣泛、最為重要的樹脂之一,水性環(huán)氧涂料體系的研究也受到極大的重視。目前廣泛使用的水性環(huán)氧涂料主要是水分散型環(huán)氧涂料,環(huán)氧樹脂雖不是水溶性的,但可以在水中乳化,由兩組分組成:基料為憎水性的環(huán)氧樹脂,固化劑為親水性的胺類固化劑。基于所用的環(huán)氧樹脂和固化劑類型,E.C.Galgoci等將常溫固化水性環(huán)氧涂料體系分為5種類型,如表1所示。

表1

    目前已經(jīng)完全工業(yè)化并成熟應用的為第1類、第2類和第5類水性環(huán)氧涂料。

    第1類水性環(huán)氧涂料體系中,采用低分子標準型或改性液體環(huán)氧,環(huán)氧當量為175~240,使用環(huán)氧活性稀釋劑來改善黏度和交聯(lián)密度。所用胺類固化劑可以起到乳化劑和交聯(lián)劑的作用,有酰胺類、聚酰胺類和胺加成物類3種。這類水性環(huán)氧涂料硬度佳,成膜性能好,但是干性慢,使用期短。

    第2類水性環(huán)氧涂料體系中,由環(huán)氧當量為450~650的固態(tài)高分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂和親水親油的水溶性多元胺加成物固化劑制得。這類涂料為了使胺固化劑穩(wěn)定,常加入乙酸,在干燥性能和適用期方面都比第1類涂料有所改進。

    第5類水性環(huán)氧涂料中,采用雙酚A環(huán)氧樹脂和具有一定憎水性的環(huán)氧-胺加成物固化劑,兩者溶解度參數(shù)接近,相容性好。環(huán)氧樹脂中引入親水基團,如與親水的聚乙二醇或非離子表面活性劑進行改性反應,使其具有自乳化性能。因為環(huán)氧涂料樹脂和固化劑都是分散體,兩組分混合后,干燥成膜時發(fā)生反乳化過程,二者分散相的黏度比較低,匹配性又比較好,會發(fā)生湍流狀態(tài)的均勻混合,得到很均勻的涂膜。另一個改進是將親水性的非離子表面活性劑連到樹脂和固化劑的分子中,這樣就降低了表面活性劑的用量,即在體系中不存在游離的表面活性劑,從而降低了涂料對醇醚類有機溶劑的敏感性。

    水性環(huán)氧涂料采用的顏填料為低吸油吸水性品種,常用的有磷酸鋅防銹顏料、滑石粉、云母粉等。水性環(huán)氧底漆中要加入防閃銹的抑制劑。水性環(huán)氧可用水稀釋,低味、不燃。由于本身含有水分,可與潮濕底材表面的水分共同成為水性環(huán)氧涂料的組成部分,但是水分過高或表面滲水時不適宜。水性環(huán)氧涂料對大多數(shù)基材表面的附著力非常好,適用于鋼材、混凝土和鋁材等基底表面。