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1•水性涂料的主要類型及發(fā)展機遇
早在1988年美國南加利福尼亞州就對木器家具廠提出了使用水性涂料的要求，經(jīng)過這些年的研究發(fā)展，已獲成功。目前，國內(nèi)木器生產(chǎn)廠也已逐漸推廣使用。水性涂料的主要類型:水性聚酯、丙烯酸及聚氨酯水分散體涂料、雙組分聚氨酯和丙烯酸聚氨酯涂料。水性涂料是當(dāng)前發(fā)展迅速的環(huán)保型涂料，但在亞洲使用比例極低，僅為3%（歐洲為42%）。水性涂料在生產(chǎn)和使用中投資較高，如需要烘干室、強冷設(shè)備、生產(chǎn)場地溫濕度控制調(diào)節(jié)設(shè)備等，但對現(xiàn)有設(shè)備加以改造，也是可行的。在減少污染治理費用、降低材料消耗、保障操作人員健康等方面，能在短期內(nèi)得到回報。
水性涂料的誕生和發(fā)展主要是受人類對環(huán)境保護(hù)重要性的逐漸認(rèn)知所驅(qū)動。自1966年美國加州頒布實施第一個限制揮發(fā)性有機化合物（VOC）法令以來，各國對嚴(yán)格控制VOC排放量、限制高VOC涂料產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都已經(jīng)提升到了法律法規(guī)的高度，水性涂料因其VOC極低且節(jié)省能源而成為現(xiàn)代涂料工業(yè)發(fā)展的主流方向。
據(jù)對全球各地區(qū)涂料產(chǎn)品生產(chǎn)的統(tǒng)計資料顯示，北美地區(qū)水性工業(yè)涂料占到43％，溶劑型工業(yè)涂料只占51％；西歐地區(qū)水性工業(yè)涂料占了34％，溶劑型工業(yè)涂料只占52％；而在中國，水性工業(yè)涂料只占15％，溶劑型工業(yè)涂料則高達(dá)80.5％。由此可見，在涂料水性化領(lǐng)域我國與發(fā)達(dá)國家的差距還很大。所幸的是，這種局面正在改變。隨著生活水平的日益提高，人們在居家裝修中越來越注重環(huán)保與健康，擴大了對水性涂料的需求。近年來我國在水性涂料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面正以前所未有的速度向前推進(jìn)，新產(chǎn)品層出不窮，擴大了水性涂料的市場空間。
近年來，國家在政策法規(guī)等方面積極引導(dǎo)，其中頒布的《ISO14020國際標(biāo)準(zhǔn)配套涂料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對規(guī)范和促進(jìn)水性涂料的健康發(fā)展起到了非常積極的作用。前些年由于水性涂料在價格方面的劣勢，一定程度上制約了其市場發(fā)展，而近年來，原油價格出現(xiàn)了大幅度上漲，導(dǎo)致各地溶劑型涂料的價格不斷提升，有的甚至已高過一些水性涂料，這種情況從某種程度上也推動了水性涂料的發(fā)展，使有些地方的水性涂料出現(xiàn)了令人振奮的旺銷局面，這不能不說是水性涂料發(fā)展的一個難得的機遇。
2•水性涂料的特點
水性涂料在生產(chǎn)制造及施工應(yīng)用中以水作為溶劑，使用的設(shè)備均可用水清洗；水性涂料中顏料的分散性較溶劑型差，會影響其耐候性；表面張力較溶劑型高，對工件表面的潤濕性和展布性差，涂膜易產(chǎn)生針孔、縮孔、氣泡及流掛等弊病；水性涂料的水分蒸發(fā)慢于溶劑型涂料的溶劑蒸發(fā)，閃蒸時間長或需低溫烘烤；對含水量較高的水性涂膜需晾干或在低于100℃下分段升溫保溫，待水分基本去除后才可烘烤;剪切力對水性涂料的穩(wěn)定性有影響，在循環(huán)系統(tǒng)中會隨剪切力的不同而出現(xiàn)不同的黏度和流速。
然而使用水性涂料是涂裝行業(yè)的發(fā)展趨勢，由此涂裝設(shè)備及工藝必須適應(yīng)水性涂料的需求。涂裝水性涂料相對于溶劑型涂料，具有以下特點：以水作溶劑，消除了施工時火災(zāi)的危險性；降低了對大氣的污染；僅采用少量低毒性醇醚類有機溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境條件；水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工；對底材表面適應(yīng)性好，涂層附著力強；涂裝工具可用水清洗，大大減少了清洗溶劑的消耗，施工簡單方便。
涂裝水性涂料也存在如下問題：水性涂料對施工環(huán)境及底材表面清潔度的要求較高（因水的表面張力大，污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔）；對抗強機械作用力的分散穩(wěn)定性差，輸送管道內(nèi)的流速急劇變化時，分散微粒被壓縮成固態(tài)微粒，使涂膜產(chǎn)生麻點；要求輸送管道形狀良好，管壁無缺陷；對涂裝設(shè)備腐蝕性大，需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料，設(shè)備造價高；烘烤型水性涂料對施工環(huán)境條件（溫度、濕度）要求較嚴(yán)格，增加了調(diào)溫調(diào)濕設(shè)備的投入，同時也增大了能耗。
3•水性涂料的涂裝工藝
⑴家具涂裝工藝
底材打磨→涂底漆→打磨→刮膩子（2～3道，每道干燥2～3h）→打磨（600～1000#砂紙）→涂底漆→罩面漆（1～3道，每道間隔15h，前2道干燥后采用1000#砂紙打磨）→干燥（自干或低溫烘干）水性底漆的作用是提高對木材的浸潤性，增大附著力;面漆的施工可采用刷涂或噴涂，涂料經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾；黏度為18～22s（涂-4杯）。家具涂裝施工時涂膜要薄，防止流掛，采用多層薄涂，干燥時間按生產(chǎn)廠的規(guī)定執(zhí)行。
⑵建筑涂裝工藝
對環(huán)境和基材的要求：保證水泥/混凝土保養(yǎng)1個月以上并干燥，含水率10%以下；所有門窗安裝工程和外設(shè)固定設(shè)施安裝工作結(jié)束；涂裝面不再有交叉作業(yè)。環(huán)境溫度5～30℃，濕度75%以下；無4級以上大風(fēng)和陰雨。
施工步驟：對外墻進(jìn)行全面清理，去除水泥灰渣，平臺部位清掃干凈；局部缺陷特殊處理，包括填補、封閉和打磨平整；根據(jù)建筑情況考慮對建筑附屬物和外設(shè)、門窗進(jìn)行遮蓋/封閉；刮涂頭道水泥-聚合物膩子，6～8h后用砂紙打磨平整；刮涂二道水泥-聚合物膩子，6～8h后用砂紙打磨平整，膩子層干燥36～48h；涂刷封閉底漆1道，干燥4～6h后，細(xì)砂紙打磨；涂刷面漆2道，施工間隔4～8h；清理施工現(xiàn)場。
墻面面漆施工時，用力要均勻，動作要快捷，避免多次反復(fù)涂刷，影響效果。涂裝順序要先上后下，從屋頂、檐柱、頂橫梁和椽子到墻壁門窗和底板。其中每一部分也需自上而下依次涂刷。在涂刷每一部位時不能停頓，如果不得不停下來，也要選擇房子結(jié)構(gòu)上的連接部位，如墻面與窗框銜接處，這樣就能避免難看的接縫。面漆配料后盡量在2h內(nèi)用完，采用“十字”輥涂法，做到均勻一致、無漏涂、流掛現(xiàn)象。需養(yǎng)護(hù)24h以上。外墻金屬漆施工采用“十字”噴涂效果最佳，且應(yīng)搭半槍噴涂，避免產(chǎn)生間隔噴涂陰影。
⑶塑料制品涂裝工藝
塑料底材表面處理主要有清潔處理和表面活化處理，其目的是為提高涂膜與底材的附著力。表面的油污可視塑料類型選用低級醇類和芳香烴及酮系溶劑。表面活化的方法有氧化處理、鉻酸處理、電暈處理及等離子處理等。
此外，由于塑料制品在壓制成形后產(chǎn)生殘余應(yīng)力或局部結(jié)晶化，涂裝時會發(fā)生開裂或細(xì)紋且不利于涂料潤濕，可以分別采用退火或吹離子風(fēng)來消除。這在開發(fā)和應(yīng)用水性涂料中尤為重要。而表面功能化則是賦予底材導(dǎo)電、真空噴涂金屬、紫外線保護(hù)層等特殊功能。近年來，塑料用水性涂料主要品種有單組分水性丙烯酸醇酸涂料、水性丙烯酸聚酯涂料、單組分及雙組分水性聚氨酯涂料、水性環(huán)氧酯涂料等。
常用的ABS、PC塑料制品涂裝工序為：
底材打磨或修整（適用于有毛刺或表面有缺陷的零件）→預(yù)處理（退火處理、醇類溶劑清洗或活化處理）→消除靜電（靜電除塵）→涂底漆→晾干→烘干→靜電除塵→涂面漆→晾干、流平→烘干→冷卻→檢驗涂料施工一般噴涂1～2道，每道膜厚10～15μm。膜層過薄，影響流平；膜層過厚，會產(chǎn)生流掛、縮邊等現(xiàn)象。
4•水性涂料的施工要點
水性涂料的施工方法與常規(guī)施工方法無太大差異，應(yīng)結(jié)合工件形狀、防腐要求、外觀裝飾等具體情況，選用刷涂、浸涂、輥涂、淋涂、噴涂等。對鑄件采用浸涂，出槽后要充分流平，但浸涂所形成的涂膜不均勻。對薄片工件采用輥涂，在230℃下固化3～4min后，能得到預(yù)期的涂膜。
水性涂料的噴涂方法有如下幾種:①空氣噴涂，適用于黏度小于30（s涂-4杯，以下同）的涂料；②空氣輔助無氣噴涂（或稱混氣法），適用于黏度大于30s的涂料，已在木制家具業(yè)普遍使用；③靜電噴涂，由于水性涂料的高導(dǎo)電性，應(yīng)選用水性涂料專用的靜電噴槍，德國瓦格納爾、美國諾信公司等多家公司均能提供。例如水性醇酸磁漆的施工條件：涂料黏度為20～24s；直流電壓為45～60kV；固化條件為表干30min后于80℃烘干20～30min。
水性涂料的施工要求雖與溶劑型涂料基本相同，但仍有其特殊性。因此，在施工中應(yīng)注意以下事項。
⑴木制品經(jīng)去污或打磨后，表面無木屑粉塵；塑料件經(jīng)清潔處理后，表面應(yīng)無脫膜劑類殘余物及毛刺，并根據(jù)不同類型的塑料材質(zhì)進(jìn)行表面活化或功能化處理；金屬件應(yīng)在經(jīng)過脫脂的基材上進(jìn)行轉(zhuǎn)化膜處理，采用噴砂的表面，要求達(dá)到Sa1～2級，粗糙度50μm。
⑵砂漿、混凝土及磚砌體基層表面應(yīng)堅硬、平整、粗糙、干凈、濕潤，有一定的的強度，如有不平之處，應(yīng)進(jìn)行平整處理；如有浮灰層、塵土等，應(yīng)用鋼絲刷除掉，油污、滑動脂等用溶劑除去；對脆弱空鼓部位應(yīng)除去，直至露出堅硬的基底，用水泥砂漿找平；對各種縫隙、裂紋、冷接縫等部位，應(yīng)鑿成V形槽，用水泥或乳膠砂漿修補找平，磚砌體灰縫應(yīng)用水泥砂漿填實壓平；對穿過基層的管道、鐵件、電源插座四周、應(yīng)剔成環(huán)形槽用乳液改性砂漿嵌填壓實抹平；干燥的基層，特別是磚砌體，表面要噴水濕潤處理，并注意用干布擦去游離水分，以提高與基層的黏結(jié)力。
⑶防水層施工應(yīng)將水性丙烯酸酯防水涂料加40%～50%的水稀釋并攪勻，在已處理好的基層上涂刷1～2道，這樣可以加快涂料向基層中的滲透，增加其對基層的黏附強度。
施工溫度應(yīng)大于5℃，陰雨天不能施工，施工后必須保證在8h內(nèi)不能下雨（雪）等，否則漆膜容易起泡、剝落，防水、耐污性等技術(shù)指標(biāo)無法保證，墻面上的雨水污染不能清洗干凈。
墻漆施工不能加水稀釋，應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆�，否則易產(chǎn)生色差，影響其質(zhì)量。外墻漆施工必須涂刷一遍外墻底漆，且外墻底漆不能和面漆混合一起施工，否則墻面易產(chǎn)生泛堿、泛鹽、泛白、泛色等“畫地圖”現(xiàn)象。
整塊墻面應(yīng)采用同一批次生產(chǎn)的墻漆施工，如上一批次墻漆有少量剩余，不夠整塊墻面輥涂施工時，應(yīng)將上一批次少量剩余的墻漆作為第一遍面漆施工使用，整塊墻面第二遍面漆全部采用第二批次的面漆施工，保證整塊墻面顏色相對一致。
新墻面粉刷灰色水泥必須干燥15d以上，每次所配墻漆應(yīng)盡量在2h內(nèi)用完，避免被有機溶劑污染，未用完的應(yīng)蓋好桶蓋進(jìn)行保存。施工墻體質(zhì)量驗收應(yīng)在施工完10d以后進(jìn)行。
5•水性涂料噴涂施工操作技巧
噴涂法是水性涂料施工最主要的方法之一，用噴涂法涂飾物體表面，可獲得薄而均勻的涂膜，對于幾何形狀各異，有小孔、縫隙、凹凸不平之處，涂料均能分布均勻；對于大物面，噴涂較刷涂更為快速有效。但用噴涂法進(jìn)行施工也須掌握一些操作技巧。
用潔凈的水將涂料調(diào)至適合噴涂的黏度（20～30s）。如一時沒有黏度計，可用目測法：用鐵棒或木棒將涂料攪勻后挑起至20cm處停下觀察，如漆液在短時間（數(shù)秒）內(nèi)不斷線，則為太稠；如一離桶上沿即斷線則為太稀；要在20cm處剛停時，漆液成一直線，瞬間即斷流往下滴，這個黏度較為合適。
空氣壓力最好控制在0.3～0.4MPa。壓力過小，漆液霧化不良，表面會形成麻點；壓力過大易流掛，且漆霧過大，既浪費材料又影響操作者的健康。
噴嘴與物面的距離一般以300～400mm為宜。過近易流掛；過遠(yuǎn)漆霧不均勻，易出現(xiàn)麻點，且噴嘴距物面遠(yuǎn)，漆霧在途中飛散造成浪費。距離的大小應(yīng)根據(jù)涂料的種類、黏度及氣壓的大小來調(diào)整：慢干漆噴涂距離可遠(yuǎn)一點，快干漆噴涂距離可近一點；黏度稠時可近一點，黏度稀時可遠(yuǎn)一點；空氣壓力大時，可遠(yuǎn)一點，壓力小時可近一點。所謂近一點遠(yuǎn)一點是指在10～50mm內(nèi)調(diào)整，若超過此范圍，則難以獲得理想的漆膜。
噴槍可作上下、左右移動，最好以10～12m/min的速度均勻運動，噴嘴要平直于物面噴涂，盡量減少斜向噴涂。當(dāng)噴到物面兩端時，扣噴槍扳機的手要迅速地松一下，使漆霧減少，因為物面的兩端，往往要接受2次以上的噴涂，是最容易造成流掛的地方。
噴涂時要下一道壓住上一道的1/3或1/4，這樣才不會出現(xiàn)漏噴現(xiàn)象。在噴涂快干漆時，需一次按順序噴完，補噴效果不理想。
在室外空曠的地方噴涂時，要注意風(fēng)向（大風(fēng)時不宜作業(yè)），操作者要站在順風(fēng)方向，防止漆霧被風(fēng)吹到已噴好的漆膜上造成難看的粒狀表面。
噴涂的順序是：先難后易，先里后外，先高處后低處，先小面積后大面積。這樣就不會造成后噴的漆霧飛濺到已噴好的漆膜上，破壞已噴好的漆膜。
