水性涂料在港口機(jī)械上的應(yīng)用

徐坤

摘 要：環(huán)境保護(hù)近年來已然成為了全球的共識(shí)，嚴(yán)格控制各種污染物的排放，避免環(huán)境遭受污染十分迫切。涂料在港口機(jī)械中的應(yīng)用十分普遍，過去多選用溶劑型的涂料，然其十分容易揮發(fā)出有機(jī)溶劑（VOC），進(jìn)而造成對(duì)環(huán)境的污染。于是水性涂料應(yīng)時(shí)代而生，其不僅不會(huì)造成環(huán)境污染，還具備低成本、低黏度等優(yōu)勢。因此文章就水性涂料在港口機(jī)械上的應(yīng)用進(jìn)行略述。

關(guān)鍵詞：水性涂料；港口機(jī)械；應(yīng)用

港口機(jī)械長期受到潮濕環(huán)境的侵?jǐn)_，十分容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，此時(shí)就需要運(yùn)用相應(yīng)的涂料來進(jìn)行防腐處理。傳統(tǒng)的涂料多為溶劑型涂料，諸如環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料，其施工中會(huì)釋放高含量的有機(jī)揮發(fā)物（VOC），既不利于施工人員的身體健康，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，嚴(yán)重情況下，中毒和爆炸等事故也極有可能發(fā)展。尤其是近年來，環(huán)境保護(hù)問題日趨突出，更是對(duì)涂料產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，如何做到節(jié)能、環(huán)保和健康則是其未來的主流方向。水性涂料選用水來替代有機(jī)溶劑，安全無毒，既不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，還不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞?？梢哉f，水性涂料的誕生完美的契合了港口機(jī)械對(duì)于涂料的相關(guān)要求。

一、水性涂料的成膜機(jī)理

涂料成膜乃其必經(jīng)之路，實(shí)質(zhì)指的是涂刷于固體之上的涂料，在各種物理化學(xué)的作用下，從起初的液態(tài)形式逐漸過渡為固態(tài)膜的全過程。因涂料性質(zhì)不同，其組分必然不同，成膜機(jī)理也大相徑庭。于水性涂料而言，其成膜機(jī)理如下：

（一）物理成膜

物理成膜需經(jīng)歷三個(gè)階段，首先是其中的水組分發(fā)生蒸發(fā)作用，緊接著，乳液顆粒發(fā)生形變且逐漸密集，最后不斷擴(kuò)散，待干燥溫度 T>Tg的時(shí)候，固化膜將最終形成。

（二）化學(xué)成膜

化學(xué)成膜顧名思義乃是通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)成膜機(jī)理，當(dāng)涂料之中的相關(guān)活性基因發(fā)生相互作用，進(jìn)而構(gòu)造成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的薄膜。于水性涂料而言，羧酸鹽或者胺鹽為其主要的活性基團(tuán)，當(dāng)其處于干燥固化狀態(tài)時(shí)，尤其是溫度不斷升高時(shí)，胺類衍生物則不斷被揮發(fā)出來。亦可選取胺類固化劑來實(shí)現(xiàn)最終的固化成膜。

二、水性涂料的分類

水性涂料以其無比的環(huán)保優(yōu)越性映入人們的眼簾，豐富了涂料市場，也提供給了人們更多的選擇。就防腐水性涂料而言，其種類也是十分繁多的，諸如水性環(huán)氧涂料、水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料等等。一般來說，為了實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的防腐效果，涂料復(fù)合體系則成為了人們的首要選擇，諸如環(huán)氧富鋅底漆、聚氨酯面漆、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵中間漆以及聚氨酯面漆等等諸多合成體系。以下詳細(xì)予以論述。

（一）水性環(huán)氧涂料

社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，環(huán)保觀念深入人心，也成為了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要趨勢之一。此時(shí)環(huán)保型材料不斷涌現(xiàn)，很好的順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展潮流。于環(huán)氧涂料而言，環(huán)保型涂料的出現(xiàn)則是大勢所趨，諸如粉末、無溶劑和水性的環(huán)氧涂料。通常而言，實(shí)用的常溫下固化型的水性環(huán)氧涂料其組分多為雙組分的水乳化涂料，組分一為分子質(zhì)量相對(duì)較低的環(huán)氧樹脂，組分而則為固化劑。同時(shí)需要注意的是，水性涂料在進(jìn)行施工時(shí)，通常有著嚴(yán)格的時(shí)限要求，涂膜的光澤度要求極高，一旦施工過程中超過了該時(shí)限，則會(huì)致使涂膜的光澤難以達(dá)標(biāo)，無法取得較好的涂抹效果，因此需要高度關(guān)注施工時(shí)限問題。

（二）水性丙烯酸涂料

水性涂料種類中十分常見的一種當(dāng)屬丙烯酸水性涂料，其性能十分優(yōu)越，諸如防腐、耐堿、耐水、極佳的成膜性能、極好的保色性能，施工過程容易，涂抹后的效果極佳，安全性極高。一般來說，在實(shí)踐操作中，水性丙烯酸可以細(xì)分為兩種類型，其一為水稀釋型的丙烯酸涂料，其二為乳液型的丙烯酸涂料。具體施工中，需結(jié)合工程實(shí)際，優(yōu)化選擇，以實(shí)現(xiàn)其最佳功效。

（三）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料的物理機(jī)械性能優(yōu)良，抗腐蝕性強(qiáng)，耐低溫等，在國防、基建、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。聚氨酯涂料同樣也是種類繁多的一種水性涂料，就其組分而言，可以細(xì)化為單組份和雙組分涂料。再依據(jù)不同的固化類型，可以將單組分的涂料分為聚酯油型、潮氣固化型、密封型幾種。雙組分則主要有催化固化型和羥基化合物固化型2種類型。

三、水性涂料在港口機(jī)械上應(yīng)用的必要性分析

第一，港口機(jī)械種類繁多，體型龐大，諸如岸邊集裝箱起重機(jī)和裝船機(jī)等。這些設(shè)備長期處于高鹽分的環(huán)境中，十分容易受到潮濕空氣的腐蝕。腐蝕一旦開始，就會(huì)迅速擴(kuò)散，直接威脅到作業(yè)人員的生命安全，也不利于機(jī)械設(shè)備自身良好性能的發(fā)揮。加之這些設(shè)備多為大型鋼結(jié)構(gòu)體系，開展除銹維護(hù)工作的難度重重。因此在這些設(shè)備制造支出，就應(yīng)該選用性能優(yōu)異的防腐涂料來做好設(shè)備的防腐保護(hù)工作；第二，常規(guī)運(yùn)用的涂料都含有溶劑，在運(yùn)用過程中會(huì)逐漸揮發(fā)出大量的VOC成分，據(jù)相關(guān)資料顯示，其揮發(fā)的量高達(dá)250-600g/公升的涂料。VOC會(huì)直接污染大氣環(huán)境，也是近年來被列為重點(diǎn)治理和限制的對(duì)象之一；第三，常規(guī)涂料施工中揮發(fā)出來的VOC成分，其危害是多方面的，污染大氣環(huán)境只是其中一個(gè)方面，危害施工人員的身心健康也是十分重要的一個(gè)方面。一般來說，在港口機(jī)械的鋼箱梁結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面開展涂料作業(yè)時(shí)，因其內(nèi)部的空間十分的狹小，空氣的整體流通也不是很暢。此時(shí)逐漸揮發(fā)的VOC的濃度就會(huì)很大，稍有不慎就可能帶來爆炸和火災(zāi)事故，同時(shí)若大量的VOC被人體吸入，則會(huì)破壞人體的中樞神經(jīng)，導(dǎo)致昏迷和嘔吐等現(xiàn)象。可見溶劑型涂料所帶來的危害是深遠(yuǎn)的，也是需要亟待改進(jìn)的；第四，水性涂料安全無毒，固化性好，不會(huì)揮發(fā)出VOC成分，其施工性能等同于溶劑型涂料?？梢姡盟酝苛咸娲Ｒ?guī)的溶劑型涂料則是涂料行業(yè)的必然發(fā)展趨勢，也是港口機(jī)械設(shè)備的最佳抉擇。

四、水性涂料在港口機(jī)械上的實(shí)際應(yīng)用

（一）工程概況

某港口工程中的2臺(tái)集裝箱起重機(jī)設(shè)備，要求箱梁結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面選用環(huán)保水性涂料，且漆膜的厚度達(dá)到180μm，防腐的質(zhì)保期限需要達(dá)到10a。結(jié)合港口實(shí)際情況，最終決定選用Series 27WB涂料進(jìn)行防腐處理。

（二）水性涂料介紹

Series 27WB水性涂料誕生于2008年，率先在美國得到應(yīng)用，并取得良好的實(shí)踐效果。因此該水性涂料得到了美國綠色產(chǎn)品的認(rèn)證。該水性涂料自引入我國以來，在工程項(xiàng)目中經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用，滿足我國環(huán)保和安全方面的具體要求。

（三）施工過程

水性涂料的性能完全可以等同于傳統(tǒng)的溶劑型涂料，而且還可能更勝一籌。在具體施工中和傳統(tǒng)溶劑型涂料還存在略微的差別。只有嚴(yán)格把控水性涂料的施工流程才能夠真正發(fā)揮出水性涂料的最大功效。

1.科學(xué)混合水性涂料

一般來說，傳統(tǒng)的溶劑型涂料在進(jìn)行混合的時(shí)候，若調(diào)配的粘度過大，還可以通過適量添加稀料來對(duì)其進(jìn)行稀釋，以便于降低其粘度。然對(duì)于Series 27WB水性涂料而言，在基料和固化劑進(jìn)行混合之時(shí)，就應(yīng)該科學(xué)計(jì)算和確定水的用量，進(jìn)而確保攪拌之后的水性涂料的粘度達(dá)標(biāo)。攪拌完畢的水性涂料成品在使用過程中個(gè)，嚴(yán)禁添加任何多余的水分進(jìn)行稀釋，不然只能廢棄，不可使用。

2.清理干凈噴涂設(shè)備

Series 27WB在使用的時(shí)候無需特殊的噴涂設(shè)備，常規(guī)的噴涂底漆和中層漆設(shè)備均可使用。類似于其他水性涂料，設(shè)備中都不能存在溶劑。因此開始進(jìn)行噴涂操作前，首要任務(wù)就是清理干凈設(shè)備管路之中的溶劑，不然可能會(huì)導(dǎo)致水性涂料的漆膜縮孔等問題。

3.修補(bǔ)焊縫和預(yù)涂

相比較于傳統(tǒng)的溶劑型涂料，水性涂料的表面浸潤性不好。因此針對(duì)焊縫區(qū)域，若需進(jìn)行打磨補(bǔ)漆或者刷涂、滾涂預(yù)涂區(qū)域的時(shí)候，修補(bǔ)的厚度需要達(dá)標(biāo)。若修補(bǔ)厚度不夠，則無法確保涂料完全覆蓋住鋼鐵基材的波峰點(diǎn)，進(jìn)而引發(fā)短時(shí)間的點(diǎn)狀銹蝕現(xiàn)象。

4.安全與通風(fēng)

雖然水性涂料在施工過程中不會(huì)揮發(fā)出有機(jī)物溶劑，整體施工中所產(chǎn)生的漆霧也較少，但是安全防護(hù)工作依然不能忽視。因?yàn)樗酝苛显趪娡渴┕み^程中，一漆霧雖少但并非沒有，一旦吸入施工人員體內(nèi)或者進(jìn)入到眼睛中，同樣會(huì)對(duì)施工人員的身體帶來傷害。同時(shí)，固化水性涂料的時(shí)候，通風(fēng)措施也不容忽視，因其揮發(fā)物主要是水分，一旦通風(fēng)措施不暢，則涂層固化速度也會(huì)顯著下降。

5.施工習(xí)慣還需改變

過去在噴涂箱體內(nèi)表面的時(shí)候，多采用兩道涂層的辦法，也就是首先噴涂一道環(huán)氧富鋅底漆，然后再噴涂一道環(huán)氧厚漿中層漆。但是在運(yùn)用Series 27WB水性涂料時(shí)，其施工行為需要進(jìn)行一定的改變。原因在于該水性涂料僅需一次噴涂就可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)2道噴涂時(shí)的總厚度。不過由于施工人員習(xí)慣于傳統(tǒng)2道噴涂辦法，導(dǎo)致一次噴涂后期干膜厚度難以達(dá)標(biāo)。因此在實(shí)際操作過程中，需要反復(fù)糾正施工人員的噴涂行為，確保一次噴涂后干膜厚度能夠達(dá)標(biāo)。

（四）應(yīng)用效果

Series 27WB水性涂料性能等同于傳統(tǒng)的溶劑型涂料，甚至更甚一籌。在該工程項(xiàng)目中合理運(yùn)用該涂料，雖然在施工中需要不斷糾正施工人員的施工行為，但是實(shí)踐效果證明，該涂料的漆膜的厚度最終達(dá)到180μm，防腐效果也極佳，根據(jù)理論計(jì)算，其防腐目標(biāo)也能達(dá)到。

綜上所述，傳統(tǒng)溶劑型涂料在使用過程中會(huì)揮發(fā)出有機(jī)揮發(fā)物，進(jìn)而危及到施工人員的身心健康，污染到自然環(huán)境。隨著環(huán)保壓力的與日俱增，傳統(tǒng)溶劑型涂料顯然已經(jīng)不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，日漸成為環(huán)保重點(diǎn)治理和限制的對(duì)象。此時(shí)水性涂料應(yīng)時(shí)代而生，其安全無毒，不會(huì)揮發(fā)有機(jī)揮發(fā)物，對(duì)于自然環(huán)境也不會(huì)產(chǎn)生破壞。文章中所提到的Series 27WB在美國取得了較好的實(shí)踐效果，并獲得美國綠色產(chǎn)品認(rèn)證，后引入我國，在某工程項(xiàng)目中也取得了較好的應(yīng)用效果，值得推廣應(yīng)用。當(dāng)然了，因港口機(jī)械處于十分惡劣的工作環(huán)境中，水性涂料要想替代傳統(tǒng)的溶劑型涂料，還需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，此非一蹴而就之事，切不可操之過急。

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