水性防腐涂料常見缺陷的防治

 

    近年來研發(fā)并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銹漆，包裝桶用水性烘烤漆，水性防腐系列涂料品種已增加到十幾個。目前，又開始了水性汽車部件漆的研發(fā)。公司高層的策略是：溶劑型涂料逐步降低VOC等有害物質，水性防腐涂料加大研發(fā)力度，做到油漆、水漆兩手抓。

 

    1 水性防腐涂料常見的缺陷

 

    一個剛做好并包裝好的涂料，其優(yōu)點或缺陷是說不清的，只有到開罐、開桶時，才看得見其外觀和穩(wěn)定性的情況，此時的缺陷有上有浮水、下有結塊、表面浮泡、變質發(fā)霉等。還有，到涂裝施工后，才看得見其效果，此時的缺陷有涂料流掛、一道遮蓋力差、膜面縮孔、針孔、表面不平整、外面漆缺乏豐滿度和光澤度等。一段時間后，如果涂料或涂裝質量不好，還會出現開裂、剝落、起泡、生銹等缺陷。水性漆由于其天生的弱點，其缺陷可能比溶劑型涂料要多。

 

    2 水性防腐料常見缺陷的原因

 

    1）或涂料中親水物質太多，水容易滲進，產生氣壓，把漆膜頂上來。起泡多，整個涂層就失去附著力。

 

    2）涂膜泡孔：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；輥涂時涂料粘度過低，噴涂時噴槍未調到最佳。有泡孔，空洞處無料遮蓋，水氧輕易侵入，腐蝕就發(fā)生了。

 

    3）涂層縮孔：原因主要有：涂料體系中各組分未能攪拌均勻，表面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�？s孔多，底漆易出銹，面漆外觀差。

 

    4）硬度問題：原因主要有：與基料的Tg及加量有關，與粉料的吸油量及加量有關，與成膜過程中的環(huán)境條件即溫濕度有關。涂膜太硬，柔韌性、彎曲性和耐沖擊性就通不過，涂膜太軟，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，固體顆粒較粗；基料加量不足；防銹乳液其實不防銹；因涂料表面張力大于基材的表面張力，故底漆與基材的附著力差；還有起泡、縮孔、針孔等致命缺陷；有的涂料含蓋了上述缺陷，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：就外面漆而言，其原因主要有：漆膜不平整，欠豐滿度，是由于涂料的表面張力大，內部不流動鋪展，膜面流平性差；光澤度不高，視覺效果差，與顏基地或Pvc較高有關，與基料和顏料的品質有關，與底層的平整度有關。

 

    3 水性防腐涂料常見缺陷的防治

 

    根據研發(fā)實踐的體會，對上述這些缺陷，我們是采取以下措施加以防治解決的：

 

    1)從配方源頭上加以防治，即設法降低涂料的表面張力。水性涂料與溶劑型涂料最主要的區(qū)別就是使用的分散稀釋介質不同，造成了兩種涂料表面張力的不同，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，都要把降低涂料的表面張力提高涂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系列產品，TEGO的4000系列產品，原科寧的H110、H140、H188A等品種。再配以H204、3275等高效分散劑，完成降低涂料表面張力的第一步。二是添加水性涂料用附著力促進劑。硅烷偶聯(lián)劑具有很強的流動性，可自由遷移到有機/無機界面，故乳液是添加硅烷附著劑的理體系，而在鋼鐵表面最有效的附著劑是二氧基官能硅烷，價較貴。鈦酸酯偶聯(lián)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(lián)劑，能增加聚酯與鋼、丙烯酸與鐵的粘結性。用量在1%左右，性價比較高。南京曙光、臺灣德謙、德國賽都有這方面的產品，這些助劑只要選用得當，就會成為又一個降低表面張力的利器。三是使用高效低表面張力的流平劑，如BYK的345、346，原科寧的DSX-2000等，不僅可以擴大底漆在基材上的鋪展面，增加其附著點，而且有利于涂層表面的流動流平，減少外觀缺餡。四是補充一定量的不同揮發(fā)速率的醇醚類的組合助溶劑，一方面更好地幫助基料成膜，另方面也能降低涂料表面張力，但要兼顧加量與干燥與施工的關系。這些助劑主次定位，協(xié)同作用，涂料的表面張力就會降低，附著力就會提高。

 

    合理地采取了上述措施，那些自干底漆或烘烤漆的剝落、起泡、附著不牢等缺陷，外面漆表面不平整、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。

 

    對于包裝桶水性烤漆的柔軟、流掛、表面不平整等問題，我們通過篩選合適的樹脂并調整比例，換用了降低表面張力、防流掛增流平的助劑予以解決。前做的一款產品，性能很好，唯獨voc超過100g/L，客戶通不過。后來用了voc含量較低的分散體，滿足了客戶的要求。

 

    對通用型水性漆粗糙、多泡、縮孔、外觀差、后增稠或后變稀等缺陷，我們是采用“四個二”的助劑使用方法加以克服的。“四個二”，即兩種以上潤濕分散劑、兩種以上抑泡消泡劑、兩種以上成膜助溶劑、兩種以上流變助劑。兩種以上潤濕分散劑，是為了打磨出一個足夠細度的漿料，為涂膜提供附著力、細膩度、光澤度、耐污性等，原科寧的H一140是一款具有低泡、流動、較強降低表面張力的基材潤濕劑，適用于難潤濕的金屬基材，性能與BYk345相近，價低一半；兩種消泡劑，能擴大消泡范圍，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，如諾普科的含硅氧烷的154，BASF的分子級的A-34等，是為了提供漆膜表面無泡眼、無針孔、無縮邊的性能和平整、光滑、裝飾的性能；兩種以上成膜劑，如苯丙乳液可用苯甲醇或丙二醇苯醚，硅丙乳液用TExANOL，再配以不同揮發(fā)速率的醇醚類助溶劑，如丙二醇甲醚、丁醚等，有利于涂料形成連續(xù)完整致密的膜，從而為涂膜提供附著力、耐水性、耐老化性、耐沾污性等性能；兩種以上的流變助劑，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，可為涂膜提供流平性、光澤度和飽滿度。

      2)水性涂料的缺陷防治，還有賴于合理的生產工藝。我們的做法是把好“三個關”。一是細度關。漿料分散研磨不徹底，細度細不了，就會出現漆膜不平、失光等問題；二是pH值關。水性涂料應保持偏堿性狀態(tài)，才能使乳液穩(wěn)定、涂料不變質；三是粘度關，粘度，關系到施工性和貯存穩(wěn)定性，應予重視。配方上給出的流變助劑用量只是一個主觀數據，實際生產過程中，需要生產人員靈活掌握，現場測試。

 

    3)有一個正規(guī)的涂裝管理、有一個合格的涂裝隊伍、有一個標準的涂裝工藝、有一套有效的涂裝設備，這些也是防治涂料缺陷的重要環(huán)節(jié)。曾經碰到一件事，有年冬天，溫度低濕度高，一施工隊在用我們的底漆時加了很多水，涂刷后來電說，這個漆遮蓋力不好，而且有銹，還有附著力差，膜搓得下。我前去觀察，發(fā)現幾個問題，首先鐵板表面多銹塊銹粉，未作處理就上漆；水加了50%多，說油漆加稀釋劑也這么加的；前道漆剛表干，又開始刷了。施工缺陷全集中在此了。附著力是涂料和涂裝的根本前提，因此，在鐵板上噴涂第一道漆，先要把底板搞干凈，然后想辦法讓漆實干，確保漆、板牢固結合，才能繼續(xù)施工。所謂“皮之不存，毛將附焉”，即此道理。

 

    4)關于水性涂料防銹性能，如涂膜附著力、耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性等缺陷的防治，簡單地說，主要從三種原材料上著手解決。

 

    一要選擇耐水性好、有一定硬度和柔韌性、自交聯(lián)、具有防銹基團的基料，其代表是某進口的6750，可用作鋼鐵基材的鈍化劑和防銹底漆，效果很好。我有一塊鐵板，上刷一道該乳液，干燥后入3%鹽水1周，無泡無銹，而后置于戶外，已有八年，仍然不銹。我喜歡使用江陰國聯(lián)的防銹硅溶膠對乳液進行改性，好處多多，可提高涂層的致密度和附著力，及涂膜的硬度和耐水性、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，里面加了10%的硅溶膠，涂刷兩道，試板浸水后置于戶外，至今一年，仍正常。2004年，我用廣東某廠的一款AP3128純丙防銹乳液配合防銹顏料，制成鐵紅底漆，浸入3%鹽水1個月后，在鏟除漆膜時，發(fā)現鐵板表面生出了致密、光滑、堅硬的黑色氧化膜，此鐵板幾年曝曬，仍然不銹不腐，來之不易，值得深入研究。有一款美國技術的pH值中性的銹轉化劑，涂在已銹板上，可獲得一層黑色封閉膜，再配合防銹底漆，可以應用到中防腐工程中。

 

    這里，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，選一個耐水性很好的乳液，再用硅溶膠混拼改性，讓膜致密和硬些，與鐵板的抓附點多些。太湖廠的一個中灰底漆，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(huán)保的防銹顏料，我最近采用臺灣的一款叫“磷酸鋅鋁”(ZAP)的復合防銹粉制成白色防銹漆，耐3%鹽水已過240h，試板仍然無泡無銹，效果確好。該材料不含重金屬、不具毒性，與不同的樹脂相容性好，不會返粗，其成份易水解產生磷酸根離子，與鐵離子螯合，從而鈍化鋼鐵表面。ZAP一c不含氧化鋅，適用于水性環(huán)氧、水性醇酸樹脂體系�，F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銹劑、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銹劑，性價比高，上海某公司代理國外的緩蝕劑中，A-142、A-143DA等，都是效果不錯的產品。

 

    4 對目前涂料企業(yè)“油改水”的看法

 

    去年以來，國家有關部委和北京等地方，發(fā)出了對超標voc的油漆征收消費稅，及限制使用油漆、大力提倡環(huán)保涂料包括水性漆的一系列文件。于是有的油漆廠忙于找地搬遷，有的感到壓力加重，而想停產，有的看到水性漆正在流行，而想轉產，還有的認為水漆還未普及，油漆照做。

 

    我認為，客觀決定主觀，存在決定意識，要一分為二地、用發(fā)展的觀點看待這個問題。溶劑型涂料和水性涂料各有優(yōu)點，也各有不足。油性漆的高光澤度、高抗劃傷性、高防腐性，都是目前水性漆所不及的，重防腐工程，還是以油漆為主。但油性漆的voc高，不環(huán)保，這是個致命弱點。社會在發(fā)展，技術在進步，相信油性漆會改善，優(yōu)點照樣需要，使用還在繼續(xù)。水性漆環(huán)保的優(yōu)點要弘揚，不足要改進，相信不久也能達到油漆的性能