水性涂料在港口机械上的应用

徐坤

摘 要：环境保护近年来已然成为了全球的共识，严格控制各种污染物的排放，避免环境遭受污染十分迫切。涂料在港口机械中的应用十分普遍，过去多选用溶剂型的涂料，然其十分容易挥发出有机溶剂（VOC），进而造成对环境的污染。于是水性涂料应时代而生，其不仅不会造成环境污染，还具备低成本、低黏度等优势。因此文章就水性涂料在港口机械上的应用进行略述。

关键词：水性涂料；港口机械；应用

港口机械长期受到潮湿环境的侵扰，十分容易发生腐蚀现象，此时就需要运用相应的涂料来进行防腐处理。传统的涂料多为溶剂型涂料，诸如环氧涂料和聚氨酯涂料，其施工中会释放高含量的有机挥发物（VOC），既不利于施工人员的身体健康，还会对环境产生污染，严重情况下，中毒和爆炸等事故也极有可能发展。尤其是近年来，环境保护问题日趋突出，更是对涂料产业提出了更高的要求，如何做到节能、环保和健康则是其未来的主流方向。水性涂料选用水来替代有机溶剂，安全无毒，既不会对人体产生危害，还不会对环境产生破坏。可以说，水性涂料的诞生完美的契合了港口机械对于涂料的相关要求。

一、水性涂料的成膜机理

涂料成膜乃其必经之路，实质指的是涂刷于固体之上的涂料，在各种物理化学的作用下，从起初的液态形式逐渐过渡为固态膜的全过程。因涂料性质不同，其组分必然不同，成膜机理也大相径庭。于水性涂料而言，其成膜机理如下：

（一）物理成膜

物理成膜需经历三个阶段，首先是其中的水组分发生蒸发作用，紧接着，乳液颗粒发生形变且逐渐密集，最后不断扩散，待干燥温度 T>Tg的时候，固化膜将最终形成。

（二）化学成膜

化学成膜顾名思义乃是通过化学反应来实现成膜机理，当涂料之中的相关活性基因发生相互作用，进而构造成网状结构的薄膜。于水性涂料而言，羧酸盐或者胺盐为其主要的活性基团，当其处于干燥固化状态时，尤其是温度不断升高时，胺类衍生物则不断被挥发出来。亦可选取胺类固化剂来实现最终的固化成膜。

二、水性涂料的分类

水性涂料以其无比的环保优越性映入人们的眼帘，丰富了涂料市场，也提供给了人们更多的选择。就防腐水性涂料而言，其种类也是十分繁多的，诸如水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料等等。一般来说，为了实现更加优化的防腐效果，涂料复合体系则成为了人们的首要选择，诸如环氧富锌底漆、聚氨酯面漆、环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆以及聚氨酯面漆等等诸多合成体系。以下详细予以论述。

（一）水性环氧涂料

社会经济持续稳定发展，环保观念深入人心，也成为了当前社会发展的主要趋势之一。此时环保型材料不断涌现，很好的顺应了时代发展潮流。于环氧涂料而言，环保型涂料的出现则是大势所趋，诸如粉末、无溶剂和水性的环氧涂料。通常而言，实用的常温下固化型的水性环氧涂料其组分多为双组分的水乳化涂料，组分一为分子质量相对较低的环氧树脂，组分而则为固化剂。同时需要注意的是，水性涂料在进行施工时，通常有着严格的时限要求，涂膜的光泽度要求极高，一旦施工过程中超过了该时限，则会致使涂膜的光泽难以达标，无法取得较好的涂抹效果，因此需要高度关注施工时限问题。

（二）水性丙烯酸涂料

水性涂料种类中十分常见的一种当属丙烯酸水性涂料，其性能十分优越，诸如防腐、耐碱、耐水、极佳的成膜性能、极好的保色性能，施工过程容易，涂抹后的效果极佳，安全性极高。一般来说，在实践操作中，水性丙烯酸可以细分为两种类型，其一为水稀释型的丙烯酸涂料，其二为乳液型的丙烯酸涂料。具体施工中，需结合工程实际，优化选择，以实现其最佳功效。

（三）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料的物理机械性能优良，抗腐蚀性强，耐低温等，在国防、基建、化工等行业得到广泛应用。聚氨酯涂料同样也是种类繁多的一种水性涂料，就其组分而言，可以细化为单组份和双组分涂料。再依据不同的固化类型，可以将单组分的涂料分为聚酯油型、潮气固化型、密封型几种。双组分则主要有催化固化型和羟基化合物固化型2种类型。

三、水性涂料在港口机械上应用的必要性分析

第一，港口机械种类繁多，体型庞大，诸如岸边集装箱起重机和装船机等。这些设备长期处于高盐分的环境中，十分容易受到潮湿空气的腐蚀。腐蚀一旦开始，就会迅速扩散，直接威胁到作业人员的生命安全，也不利于机械设备自身良好性能的发挥。加之这些设备多为大型钢结构体系，开展除锈维护工作的难度重重。因此在这些设备制造支出，就應该选用性能优异的防腐涂料来做好设备的防腐保护工作；第二，常规运用的涂料都含有溶剂，在运用过程中会逐渐挥发出大量的VOC成分，据相关资料显示，其挥发的量高达250-600g/公升的涂料。VOC会直接污染大气环境，也是近年来被列为重点治理和限制的对象之一；第三，常规涂料施工中挥发出来的VOC成分，其危害是多方面的，污染大气环境只是其中一个方面，危害施工人员的身心健康也是十分重要的一个方面。一般来说，在港口机械的钢箱梁结构件内表面开展涂料作业时，因其内部的空间十分的狭小，空气的整体流通也不是很畅。此时逐渐挥发的VOC的浓度就会很大，稍有不慎就可能带来爆炸和火灾事故，同时若大量的VOC被人体吸入，则会破坏人体的中枢神经，导致昏迷和呕吐等现象。可见溶剂型涂料所带来的危害是深远的，也是需要亟待改进的；第四，水性涂料安全无毒，固化性好，不会挥发出VOC成分，其施工性能等同于溶剂型涂料。可见，用水性涂料替代常规的溶剂型涂料则是涂料行业的必然发展趋势，也是港口机械设备的最佳抉择。

四、水性涂料在港口机械上的实际应用

（一）工程概况

某港口工程中的2台集装箱起重机设备，要求箱梁结构件内表面选用环保水性涂料，且漆膜的厚度达到180μm，防腐的质保期限需要达到10a。结合港口实际情况，最终决定选用Series 27WB涂料进行防腐处理。

（二）水性涂料介绍

Series 27WB水性涂料诞生于2008年，率先在美国得到应用，并取得良好的实践效果。因此该水性涂料得到了美国绿色产品的认证。该水性涂料自引入我国以来，在工程项目中经过实践应用，满足我国环保和安全方面的具体要求。

（三）施工过程

水性涂料的性能完全可以等同于传统的溶剂型涂料，而且还可能更胜一筹。在具体施工中和传统溶剂型涂料还存在略微的差别。只有严格把控水性涂料的施工流程才能够真正发挥出水性涂料的最大功效。

1.科学混合水性涂料

一般來说，传统的溶剂型涂料在进行混合的时候，若调配的粘度过大，还可以通过适量添加稀料来对其进行稀释，以便于降低其粘度。然对于Series 27WB水性涂料而言，在基料和固化剂进行混合之时，就应该科学计算和确定水的用量，进而确保搅拌之后的水性涂料的粘度达标。搅拌完毕的水性涂料成品在使用过程中个，严禁添加任何多余的水分进行稀释，不然只能废弃，不可使用。

2.清理干净喷涂设备

Series 27WB在使用的时候无需特殊的喷涂设备，常规的喷涂底漆和中层漆设备均可使用。类似于其他水性涂料，设备中都不能存在溶剂。因此开始进行喷涂操作前，首要任务就是清理干净设备管路之中的溶剂，不然可能会导致水性涂料的漆膜缩孔等问题。

3.修补焊缝和预涂

相比较于传统的溶剂型涂料，水性涂料的表面浸润性不好。因此针对焊缝区域，若需进行打磨补漆或者刷涂、滚涂预涂区域的时候，修补的厚度需要达标。若修补厚度不够，则无法确保涂料完全覆盖住钢铁基材的波峰点，进而引发短时间的点状锈蚀现象。

4.安全与通风

虽然水性涂料在施工过程中不会挥发出有机物溶剂，整体施工中所产生的漆雾也较少，但是安全防护工作依然不能忽视。因为水性涂料在喷涂施工过程中，一漆雾虽少但并非没有，一旦吸入施工人员体内或者进入到眼睛中，同样会对施工人员的身体带来伤害。同时，固化水性涂料的时候，通风措施也不容忽视，因其挥发物主要是水分，一旦通风措施不畅，则涂层固化速度也会显著下降。

5.施工习惯还需改变

过去在喷涂箱体内表面的时候，多采用两道涂层的办法，也就是首先喷涂一道环氧富锌底漆，然后再喷涂一道环氧厚浆中层漆。但是在运用Series 27WB水性涂料时，其施工行为需要进行一定的改变。原因在于该水性涂料仅需一次喷涂就可以实现传统2道喷涂时的总厚度。不过由于施工人员习惯于传统2道喷涂办法，导致一次喷涂后期干膜厚度难以达标。因此在实际操作过程中，需要反复纠正施工人员的喷涂行为，确保一次喷涂后干膜厚度能够达标。

（四）应用效果

Series 27WB水性涂料性能等同于传统的溶剂型涂料，甚至更甚一筹。在该工程项目中合理运用该涂料，虽然在施工中需要不断纠正施工人员的施工行为，但是实践效果证明，该涂料的漆膜的厚度最终达到180μm，防腐效果也极佳，根据理论计算，其防腐目标也能达到。

综上所述，传统溶剂型涂料在使用过程中会挥发出有机挥发物，进而危及到施工人员的身心健康，污染到自然环境。随着环保压力的与日俱增，传统溶剂型涂料显然已经不符合环保标准，日渐成为环保重点治理和限制的对象。此时水性涂料应时代而生，其安全无毒，不会挥发有机挥发物，对于自然环境也不会产生破坏。文章中所提到的Series 27WB在美国取得了较好的实践效果，并获得美国绿色产品认证，后引入我国，在某工程项目中也取得了较好的应用效果，值得推广应用。当然了，因港口机械处于十分恶劣的工作环境中，水性涂料要想替代传统的溶剂型涂料，还需要一个循序渐进的过程，此非一蹴而就之事，切不可操之过急。

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