新型绿色环保装修材料水性陶瓷铝板

文/刘长伟 李汉宇 王美丽 董常顺（北京普隆金属装饰材料有限公司）

近几年，我国的城市建设和轨道交通建设飞速发展，高速城际快车、地铁、车站的建设越来越多，对轻型建筑装饰板的需求量越来越大，质量要求也越来越高。

近几年，我国的城市建设和轨道交通建设飞速发展，高速城际快车、地铁、车站的建设越来越多，对轻型建筑装饰板的需求量越来越大，质量要求也越来越高。现在不但要求色彩装饰性好，还要硬度高、抗划伤、防火、阻燃、耐污染性好、耐老化、容易清洁。

铝板表面涂层现有的涂料品种有三种：粉末涂料、氟碳涂料、聚氨酯涂料，这三种已不能满足上述使用要求。因此，在新的地铁站设计中，要求采用抗划铝合金板。如北京在建的地铁大兴线、亦庄线、房山线、昌平线、顺义线等多条线路站点都采用了陶瓷涂层抗划铝板。我公司联合漆业公司于2009年5月组织“水性陶瓷涂料”课题研发，合作开发出的水性陶瓷涂料涂装在铝板上，抗划强度达4H以上，绝对绿色环保并绝对防火，已应用在地铁项目中。

一、水性陶瓷涂料特性

陶瓷涂料包括溶剂型陶瓷涂料和水性陶瓷涂料，遵循国家环保政策，发展水性涂料符合国家的产业发展方向。水性陶瓷涂料的关键性能是高硬度（标准 ≥ 4H）、良好的附着力和抗划伤性。符合GB/T 23443-2009《建筑装饰用铝单板》。

（一）溶剂型涂料是以有机溶剂为分散介质而制得的建筑涂料。

溶剂型涂料性能

1）涂膜的质量：在有高装饰性要求的场合，水性涂料的丰满度通常达不到人们的要求，高光泽涂料多使用溶剂型涂料来实现。

2）对各种施工环境的适应性：对于水性涂料则无法调节其挥发速率，要想获得高性能的水性乳胶涂料涂膜，就必须控制施工环境的温度、湿度。

3）溶剂型涂料对树脂的选择范围较广：在溶剂型涂料中，各种树脂几乎都可溶解在溶剂中，选择余地较宽。不同的树脂具有各自独特的性能，如聚氨酯具有优异的耐侯及耐化学性、高光泽、耐磨性等，有机硅树脂具有极优秀的耐热性可用作耐热、耐侯涂料的基料，

4）清洗问题。溶剂型涂料的施工工具必须用溶剂来清洗，对人体及环境均有害。水性涂料的施工工具只要用清水清洗即可，对人体基本无害。

（二）凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。

（三）优点

1.水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。一般的水性涂料有机溶剂（占涂料）在10%～15%之间，而现在的阴极电泳涂料已降至1.2%以下，对降低污染节省资源效果显著。

2.水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强。

3.水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。

4.水性涂料电泳涂膜均匀、平整。展平性好；内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性；电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h

（四）VOC的相关规定

从7月1日起强制执行的涂料国标《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》中V O C含量的定义是：“涂料中总挥发物含量扣减水分含量，即为涂料中挥发性有机化合物含量。”涂料国标中对内墙涂料中V O C含量的要求是：不得高于每升200克。国外发达国家对涂料中V O C含量的限制很严格。以欧盟而言，一类（亚光类）涂料不得高于每升30克，二类（有光类）不得高于每升200克；而在国内，国家环保总局最新发布的水性内墙涂料环境标志产品认证要求规定，VOC不得高于每升100克；北京市制定的《室内装饰装修涂料安全健康质量评价规则》，对V O C的要求是必须在每升125克以下。在试验中确认水性陶瓷涂料符合国标GB18582-2001 VOC中所规定的VOC含量在每升80克。相比较其他种类涂料及油漆，水性陶瓷涂料对人和自然环境的危害和污染最小。

二、水性涂料的问题

水性涂料虽然也健康环保，但得注意两个关键问题。

1、运输、贮存注意防冻

水性涂料中约含20——50%的水，含水的涂料，当运输和贮存的温度低于0℃时，往往会冻坏。

2、注意防腐防霉

水性涂料中，既有水，又有细菌的食粮，容易被细菌污染。因此，为了防止变质，要加防腐 防霉剂。

3.水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高，因水的表面张力大，污物易使涂膜产生缩孔;

4.水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送管道内的流速急剧变化时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。要求输送管道形状良好，管壁无缺陷。

5.水性涂料对涂装设备腐蚀性大，需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料，设备造价高。水性涂料对输送管道的腐蚀，金属溶解，使分散微粒析出，涂膜产生麻点，也需采用不锈钢管。

6.烘烤型水性涂料对施工环境条件（温度、湿度）要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时也增大了能耗。

7.水性涂料水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大。阴极电泳涂料需在180℃烘烤；而乳胶涂料完全干透的时间则很长。

8.水性涂料沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟，凝结后滴于涂膜表面影响外观。

9.水性涂料存在耐水性差的问题，使涂料和槽液的稳定性差，涂膜的耐水性差。水性涂料的介质一般都在微碱性（p h7.5～p h8.5），树脂中的酯键易水解而使分子链降解，影响涂料和槽液稳定性，及涂膜的性能。

水性涂料虽然存在诸多问题，但通过配方及涂装工艺和设备等几方面技术的不断提高，有些问题在工艺上得到防止，有些通过配方本身得到改善 和提高。

三、操作技巧

1、用洁净的水将涂料调至合适喷涂的粘度，以涂-4粘度计测量，合适的粘度一般是20～30秒。如一时没有粘度计，可用目测法：用棒(铁棒或木棒)将涂料搅匀后挑起至20厘米高处停下观察，如漆液在短时间(数秒钟)内不断线，则为太稠;如一离桶上沿即断线则为太稀;要在20厘米高处刚停时，漆液成一直线，瞬间即断流变成往下滴，这个粘度较为合适。

2、空气压力最好控制在0.3-0.4兆帕(3-4公斤力/平方厘米)。压力过小，漆液雾化不良，表面会形成麻点;压力过大易流挂，且漆雾过大，既浪费材料又影响操作者的健康。

3、喷嘴与物面的距离一般以300-400毫米为宜。过近易流挂;过远漆雾不均匀，易出现麻点，且喷嘴距物面远漆雾在途中飞散造成浪费。距离的具体大小，应根据涂料的种类、粘度及气压的大小来适当调整。慢干漆喷涂距离可远一点，快干漆喷涂，距离可近一点;粘度稠时可近一点，粘度稀时可远一点;空气压力大时，距离可远一点，压力小时可近一点;所谓近一点远一点是指10毫米-50毫米之间小范围的调整，若超过此范围，则难以获得理想的漆膜。

4、喷枪可作上下、左右移动，最好以10-12米/分的速度均匀运作，喷嘴要平直于物面喷涂，尽量减少斜向喷涂。当喷到物面两端时，扣喷枪扳机的手要迅速的松一下，使漆雾减少，因为物面的两端，往往要接受两次以上的喷涂，是最容易造成流挂的地方。

5、喷涂时要下一道压住上一道的1/3或1/4，这样才不会出现漏喷现象。在喷涂快干漆时，需一次按顺序喷完。补喷效果不理想。

6、在室外空旷的地方喷涂时，要注意风向(大风时不宜作业)，操作者要站在顺风方向，防止漆雾被风吹到已喷好的漆膜上造成难看的粒状表面。

7、喷涂的顺序是：先难后易，先里后外。先高处后低处，先小面积后大面积。这样就不会造成后喷的漆雾飞溅到已喷好的漆膜上，破坏已喷好的漆膜。

水性涂料适用陶瓷制品、合金制品、陶瓷瓶表面涂装等。具有良好的耐热性，耐韧性，硬度好，耐磨性佳，其涂层光泽度高，耐高温，附着力强，涂装工艺简单。重金属含量符合国际安全标准。

综上所述，我公司采用水性陶瓷涂料喷涂于铝合金板上。形成新型抗划材料-水性陶瓷抗划铝板。经测试符合GB/T 23443-2009《建筑装饰用铝单板》各项指标。具有高硬度（标准 ≥ 4H）、良好的附着力和抗划伤性、环保等特点，安装方便、质量轻、易成型。现我公司已经部分应用于北京地铁和车站等公共空间的墙、柱等具有耐磨、抗划伤易损的地方表面装饰。具有颜色鲜亮、造型美观、防火、阻燃、耐污染性好、耐老化、容易清洁等，是新型绿色环保产品，适用于内外墙面铝板。我公司与漆业公司正努力推广力争替代氟碳喷涂铝板。