水性涂料在港口機械上的應用

徐坤

摘 要：環境保護近年來已然成為了全球的共識，嚴格控制各種污染物的排放，避免環境遭受污染十分迫切。涂料在港口機械中的應用十分普遍，過去多選用溶劑型的涂料，然其十分容易揮發出有機溶劑（VOC），進而造成對環境的污染。于是水性涂料應時代而生，其不僅不會造成環境污染，還具備低成本、低黏度等優勢。因此文章就水性涂料在港口機械上的應用進行略述。

關鍵詞：水性涂料；港口機械；應用

港口機械長期受到潮濕環境的侵擾，十分容易發生腐蝕現象，此時就需要運用相應的涂料來進行防腐處理。傳統的涂料多為溶劑型涂料，諸如環氧涂料和聚氨酯涂料，其施工中會釋放高含量的有機揮發物（VOC），既不利于施工人員的身體健康，還會對環境產生污染，嚴重情況下，中毒和爆炸等事故也極有可能發展。尤其是近年來，環境保護問題日趨突出，更是對涂料產業提出了更高的要求，如何做到節能、環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溶劑，安全無毒，既不會對人體產生危害，還不會對環境產生破壞。可以說，水性涂料的誕生完美的契合了港口機械對于涂料的相關要求。

一、水性涂料的成膜機理

涂料成膜乃其必經之路，實質指的是涂刷于固體之上的涂料，在各種物理化學的作用下，從起初的液態形式逐漸過渡為固態膜的全過程。因涂料性質不同，其組分必然不同，成膜機理也大相徑庭。于水性涂料而言，其成膜機理如下：

（一）物理成膜

物理成膜需經歷三個階段，首先是其中的水組分發生蒸發作用，緊接著，乳液顆粒發生形變且逐漸密集，最后不斷擴散，待干燥溫度 T>Tg的時候，固化膜將最終形成。

（二）化學成膜

化學成膜顧名思義乃是通過化學反應來實現成膜機理，當涂料之中的相關活性基因發生相互作用，進而構造成網狀結構的薄膜。于水性涂料而言，羧酸鹽或者胺鹽為其主要的活性基團，當其處于干燥固化狀態時，尤其是溫度不斷升高時，胺類衍生物則不斷被揮發出來。亦可選取胺類固化劑來實現最終的固化成膜。

二、水性涂料的分類

水性涂料以其無比的環保優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，為了實現更加優化的防腐效果，涂料復合體系則成為了人們的首要選擇，諸如環氧富鋅底漆、聚氨酯面漆、環氧富鋅底漆、環氧云鐵中間漆以及聚氨酯面漆等等諸多合成體系。以下詳細予以論述。

（一）水性環氧涂料

社會經濟持續穩定發展，環保觀念深入人心，也成為了當前社會發展的主要趨勢之一。此時環保型材料不斷涌現，很好的順應了時代發展潮流。于環氧涂料而言，環保型涂料的出現則是大勢所趨，諸如粉末、無溶劑和水性的環氧涂料。通常而言，實用的常溫下固化型的水性環氧涂料其組分多為雙組分的水乳化涂料，組分一為分子質量相對較低的環氧樹脂，組分而則為固化劑。同時需要注意的是，水性涂料在進行施工時，通常有著嚴格的時限要求，涂膜的光澤度要求極高，一旦施工過程中超過了該時限，則會致使涂膜的光澤難以達標，無法取得較好的涂抹效果，因此需要高度關注施工時限問題。

（二）水性丙烯酸涂料

水性涂料種類中十分常見的一種當屬丙烯酸水性涂料，其性能十分優越，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，在實踐操作中，水性丙烯酸可以細分為兩種類型，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，需結合工程實際，優化選擇，以實現其最佳功效。

（三）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料的物理機械性能優良，抗腐蝕性強，耐低溫等，在國防、基建、化工等行業得到廣泛應用。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，可以細化為單組份和雙組分涂料。再依據不同的固化類型，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、水性涂料在港口機械上應用的必要性分析

第一，港口機械種類繁多，體型龐大，諸如岸邊集裝箱起重機和裝船機等。這些設備長期處于高鹽分的環境中，十分容易受到潮濕空氣的腐蝕。腐蝕一旦開始，就會迅速擴散，直接威脅到作業人員的生命安全，也不利于機械設備自身良好性能的發揮。加之這些設備多為大型鋼結構體系，開展除銹維護工作的難度重重。因此在這些設備制造支出，就應該選用性能優異的防腐涂料來做好設備的防腐保護工作；第二，常規運用的涂料都含有溶劑，在運用過程中會逐漸揮發出大量的VOC成分，據相關資料顯示，其揮發的量高達250-600g/公升的涂料。VOC會直接污染大氣環境，也是近年來被列為重點治理和限制的對象之一；第三，常規涂料施工中揮發出來的VOC成分，其危害是多方面的，污染大氣環境只是其中一個方面，危害施工人員的身心健康也是十分重要的一個方面。一般來說，在港口機械的鋼箱梁結構件內表面開展涂料作業時，因其內部的空間十分的狹小，空氣的整體流通也不是很暢。此時逐漸揮發的VOC的濃度就會很大，稍有不慎就可能帶來爆炸和火災事故，同時若大量的VOC被人體吸入，則會破壞人體的中樞神經，導致昏迷和嘔吐等現象。可見溶劑型涂料所帶來的危害是深遠的，也是需要亟待改進的；第四，水性涂料安全無毒，固化性好，不會揮發出VOC成分，其施工性能等同于溶劑型涂料。可見，用水性涂料替代常規的溶劑型涂料則是涂料行業的必然發展趨勢，也是港口機械設備的最佳抉擇。

四、水性涂料在港口機械上的實際應用

（一）工程概況

某港口工程中的2臺集裝箱起重機設備，要求箱梁結構件內表面選用環保水性涂料，且漆膜的厚度達到180μm，防腐的質保期限需要達到10a。結合港口實際情況，最終決定選用Series 27WB涂料進行防腐處理。

（二）水性涂料介紹

Series 27WB水性涂料誕生于2008年，率先在美國得到應用，并取得良好的實踐效果。因此該水性涂料得到了美國綠色產品的認證。該水性涂料自引入我國以來，在工程項目中經過實踐應用，滿足我國環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的溶劑型涂料，而且還可能更勝一籌。在具體施工中和傳統溶劑型涂料還存在略微的差別。只有嚴格把控水性涂料的施工流程才能夠真正發揮出水性涂料的最大功效。

1.科學混合水性涂料

一般來說，傳統的溶劑型涂料在進行混合的時候，若調配的粘度過大，還可以通過適量添加稀料來對其進行稀釋，以便于降低其粘度。然對于Series 27WB水性涂料而言，在基料和固化劑進行混合之時，就應該科學計算和確定水的用量，進而確保攪拌之后的水性涂料的粘度達標。攪拌完畢的水性涂料成品在使用過程中個，嚴禁添加任何多余的水分進行稀釋，不然只能廢棄，不可使用。

2.清理干凈噴涂設備

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

3.修補焊縫和預涂

相比較于傳統的溶劑型涂料，水性涂料的表面浸潤性不好。因此針對焊縫區域，若需進行打磨補漆或者刷涂、滾涂預涂區域的時候，修補的厚度需要達標。若修補厚度不夠，則無法確保涂料完全覆蓋住鋼鐵基材的波峰點，進而引發短時間的點狀銹蝕現象。

4.安全與通風

雖然水性涂料在施工過程中不會揮發出有機物溶劑，整體施工中所產生的漆霧也較少，但是安全防護工作依然不能忽視。因為水性涂料在噴涂施工過程中，一漆霧雖少但并非沒有，一旦吸入施工人員體內或者進入到眼睛中，同樣會對施工人員的身體帶來傷害。同時，固化水性涂料的時候，通風措施也不容忽視，因其揮發物主要是水分，一旦通風措施不暢，則涂層固化速度也會顯著下降。

5.施工習慣還需改變

過去在噴涂箱體內表面的時候，多采用兩道涂層的辦法，也就是首先噴涂一道環氧富鋅底漆，然后再噴涂一道環氧厚漿中層漆。但是在運用Series 27WB水性涂料時，其施工行為需要進行一定的改變。原因在于該水性涂料僅需一次噴涂就可以實現傳統2道噴涂時的總厚度。不過由于施工人員習慣于傳統2道噴涂辦法，導致一次噴涂后期干膜厚度難以達標。因此在實際操作過程中，需要反復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標。

（四）應用效果

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

綜上所述，傳統溶劑型涂料在使用過程中會揮發出有機揮發物，進而危及到施工人員的身心健康，污染到自然環境。隨著環保壓力的與日俱增，傳統溶劑型涂料顯然已經不符合環保標準，日漸成為環保重點治理和限制的對象。此時水性涂料應時代而生，其安全無毒，不會揮發有機揮發物，對于自然環境也不會產生破壞。文章中所提到的Series 27WB在美國取得了較好的實踐效果，并獲得美國綠色產品認證，后引入我國，在某工程項目中也取得了較好的應用效果，值得推廣應用。當然了，因港口機械處于十分惡劣的工作環境中，水性涂料要想替代傳統的溶劑型涂料，還需要一個循序漸進的過程，此非一蹴而就之事，切不可操之過急。

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