傳統的工業(yè)塗料含有(yǒu)大量的有機溶劑，溶劑在(zài)施工和幹燥的過程中大(dà)都揮發出來，這不僅嚴重污染了環境和危害了人類健(jiàn)康，同時還對資源(yuán)造成浪費。據資料(liào)顯示，鋼鐵制品及(jí)其設施在塗(tú)裝過程中揮發掉的VOC總量約占全球VOC總量的20%～25%，已經成爲大氣(qì)的(de)主要污染源之一。 所以，以水性塗料替代溶劑型塗料應用于(yú)工業防腐塗裝，對我國構建和(hé)諧社會和實現經濟的可 持續(xù)發展有着非常重要的現實意義。
水性塗(tú)料是用水作溶劑或(huò)者作分(fèn)散介質的塗料。它具有無毒，無味，資源豐富等特點，可以大大減少塗料中(zhōng)有機溶劑(jì)揮發對大(dà)氣造成的污染，并且(qiě)以水作爲溶(róng)劑，可(kě)提(tí)高(gāo)塗料在儲存、運輸和施工過程中的安(ān)全性。目(mù)前，水性防腐塗料已經成功應用于建築裝飾、汽車(chē)制造、船舶和集裝箱制造、鐵路機車、航空航天、交通橋梁及木器(qì)塗裝等。水性防腐塗料主要包括水性無(wú)機富鋅塗料、水性環(huán)氧塗料、水(shuǐ)性丙烯(xī)酸塗料和水(shuǐ)性聚氨酯塗料四大類。
水性無(wú)機富鋅塗(tú)料
水性無(wú)機富鋅塗料一般分(fèn)爲自固化無機富鋅和後固化無機富鋅兩(liǎng)類。目前市場上廣泛使用的是水(shuǐ)性自固化無機富鋅塗料。水性無機富鋅塗料主要以無機矽酸鹽(yán)水溶液爲基料，以鋅粉爲防腐顔料，爲改進水性無機富鋅(xīn)塗料的施工成膜性、耐腐蝕性，需适當加入相應助劑，如流平劑、緩蝕劑(jì)等。
水性無機富鋅防腐塗料(liào)主要有以下特點：
(1)幹燥速(sù)度快，在20℃和75%的相對濕度下，約1h達指觸幹。
(2)塗層具有良好(hǎo)的導靜電性和優良的焊接性能。
(3)優異的抗腐蝕性，長期抵抗pH爲5.5～10.5範圍(wéi)内的化(huà)學腐蝕；在海洋大氣環境條(tiáo)件(jiàn)下，水性無機富(fù)鋅塗料的使用年限可達25a。
(4)可長期耐400℃高(gāo)溫。
(5)清潔環保，以水爲稀釋劑和(hé)清洗劑，揮發性有機物低(dī)，對環境(jìng)友好。
(6)水性無機富鋅塗料也(yě)其不足之處，主要表現在幹膜(mó)中含有(yǒu)大量鋅粉，造成了塗層(céng)的多孔(kǒng)性；對基材的處理(lǐ)要求較高且漆膜(mó)較脆；施工與固化受環境溫度、濕度影響較大。
水(shuǐ)性無機(jī)富鋅塗料适用于海洋大氣(qì)、高溫等各種環(huán)境下的鋼結構如海洋平台、船舶、集裝箱(xiāng)、大型鋼鐵構件、輸油管線、各種化學貯槽内襯的長效防腐。
水(shuǐ)性環氧塗料
水性環氧塗(tú)料主要是水分散型(xíng)環氧塗料，由疏水性的環氧樹脂和親(qīn)水性的固化劑兩(liǎng)個組分構成。
成膜的過程分爲兩個(gè)階段：一是水的揮發，達到表幹；二是環氧樹脂(zhī)與固化劑的聚合交聯過程。水(shuǐ)性環(huán)氧塗料(liào)本(běn)身含有水分，可(kě)與潮濕底材表面的水分共同成爲(wèi)水性環氧塗料的(de)組成部(bù)分。
水性環氧塗料體系具有如下特點(diǎn)：
(1)在鋼材、混凝土、鋁材等基材的表面具有出(chū)色的附着力，塗膜具有硬度高、耐磨(mó)性好、耐腐(fǔ)蝕性和(hé)優異的耐化學藥(yào)品性等特點(diǎn)。
(2)揮發性有機物含(hán)量低，不會造成空氣污染，其以水作爲分散介質，價格低廉(lián)、無氣味、不燃、儲存、運輸和使用過程中(zhōng)安全性大大提高。
(3)快幹，在20℃和75%相對濕度下，一般2h就可(kě)達(dá)指(zhǐ)觸幹，最低固化溫度爲15℃。
(4)但其耐(nài)化學品性能仍較溶液劑型環氧塗(tú)料略差，使用壽命也要比(bǐ)一般溶劑(jì)型環氧塗料短。
現已(yǐ)商品化的水性(xìng)環氧防腐塗料主(zhǔ)要有：水性環氧鐵(tiě)紅底漆、水性環氧(yǎng)磷(lín)酸鋅底漆、水性環氧富鋅底漆和(hé)水性環氧雲鐵中間漆。
水性丙烯酸塗料
水性丙(bǐng)烯酸塗料是指主要以丙烯酸共聚物爲(wèi)基料，用水作分散劑，再加顔填料、助(zhù)劑等(děng)配制成，丙烯酸共聚物由甲基丙烯酸甲(jiǎ)酯、丙(bǐng)烯酸丁酯和丙(bǐng)烯酸(suān)合成(chéng)，它根據樹脂在水中狀态分爲水乳性、水溶膠和水溶性丙烯(xī)酸塗料。由于丙烯酸聚合物水分散體(tǐ)的(de)相對分子質量比(bǐ)溶劑型聚(jù)合物的(de)相對分(fèn)子質量大，所以在幹燥後可獲得更加堅硬的漆膜。這種樹脂呈長鏈(liàn)的三維網狀(zhuàng)形态，通過選擇不(bú)同的單(dān)體和單體比例，可滿足不同的(de)使用要求。
水性丙烯酸防腐塗料(liào)體(tǐ)系具有如下特點：
(1)水性丙烯酸面(miàn)漆(qī)具有很好的耐候性能、耐紫外線、耐水、不泛黃。在45min後可達硬幹，2h後即(jí)能(néng)重塗，能在低至(zhì)5℃時(shí)使用。
(2)水性丙烯酸(suān)面漆可(kě)與水性環氧或丙(bǐng)烯酸底漆(qī)、中塗漆相配套，也可用于溶(róng)劑型塗(tú)層上面，形成複合型(xíng)塗料體(tǐ)系。
(3)防腐蝕性優良，保光保色性優良，以水爲稀釋劑和清洗劑，不燃且安全。
(4)水性丙烯酸樹脂(zhī)塗料同時也存在硬度(dù)大、耐溶劑性能差等問題。
水性丙烯酸防腐塗料能制成有光和半光(guāng)型，可作爲底漆、面漆和用于混凝土表面(miàn)的封閉漆。可在鋼材、混凝土等基(jī)材表面施(shī)工，塗層具有良好的附着力、耐候性、耐低溫性、保光保色等特(tè)點。水(shuǐ)性丙烯酸樹脂塗料用(yòng)途(tú)廣泛(fàn)，可用(yòng)于建築業、汽車等多種領域，已成爲防腐(fǔ)塗(tú)料中(zhōng)的一大體系。
水性(xìng)聚氨酯塗料
水(shuǐ)性聚氨(ān)酯塗料是以水性聚氨(ān)酯樹脂爲基料，用水、顔料、助劑等配制而成。水性聚(jù)氨酯樹脂按粒徑和外觀分可分爲聚氨酯水溶液(粒徑<0.001μm，外觀透明)、聚氨酯水分散(sàn)體(粒徑：0.001-0.1μm，外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑>0.1μm，外(wài)觀白濁)水溶型三種。
根據合成單(dān)體不同(tóng)水性聚(jù)氨酯可分爲聚醚(mí)型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照(zhào)選用的二(èr)異氰酸酯的不同，水(shuǐ)性聚氨酯又可分爲芳(fāng)香族和脂肪族，或(huò)具體分爲TDI 型、HDI型、MDI型(xíng)等等。水性聚氨酯(zhǐ)整個合成過程可分爲兩個階段。第(dì)一階段爲預逐步聚(jù)合，即由低聚物二醇(chún)、擴鏈(liàn)劑、水性單體、二異氰酸酯(zhǐ)通過溶液逐步(bù)聚合生成相對(duì)分子(zǐ)質(zhì)量爲1000量級的(de)水(shuǐ)性聚氨酯預聚體(tǐ)；第二階段爲中和後預聚體在(zài)水中的分散。
水性聚氨酯防腐塗料具有(yǒu)以下(xià)特點(diǎn)：
(1)粒徑小于0.1nm，具有較好的分散(sàn)穩定性。
(2)生産成本(běn)低、安全不燃燒、不污染(rǎn)環境(jìng)、不(bú)易(yì)損傷被塗飾(shì)表面、易操(cāo)作和改性。
(3)對木材、纖維闆、塑料薄膜、金屬、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。
(4)水性(xìng)聚氨酯塗料現在還(hái)存在着成膜時間長，塗料(liào)中存在親水基(jī)團引起的漆膜耐水性差，漆膜易産(chǎn)生氣泡，原材料成本較高(gāo)等缺點。
水性聚氨酯防(fáng)腐塗料的應用主要用做防(fáng)腐面漆，廣(guǎng)泛用于鐵路機(jī)車、橋(qiáo)梁、汽車、木器家具、建築裝飾等的塗裝。随(suí)着環境保護、人體健康和(hé)對塗(tú)料質量(liàng)要求的不斷提高，綜合(hé)運用多種改性方式和開發新(xīn)的改性方法成爲水性聚氨酯塗料研究(jiū)的主要方向(xiàng)。此外(wài)，如何提高水性聚(jù)氨酯塗料的耐水、抗靜電和(hé)抗菌等性能也将成爲今後研究的新(xīn)方向。
發展水性塗料不僅可以緩解對石油資源的消耗，而且可以大幅度的降低VOC的排放量，這(zhè)在環境日益惡化(huà)和石(shí)油資源日趨緊的今天(tiān)具有非常重要的經濟和社會意義。