水性裂紋漆是一種美術型涂料，由水性底漆和水性面漆組成。當將面漆涂料涂裝在柔韌的底漆上時，面漆在干燥過程中會收縮，表面開裂，露出下面的底漆， 形成裂紋圖案。該涂料VOC含量極低，可大大減少對環境所造成的污染和對操作人員的人身毒害。介紹了裂紋漆的涂裝方法，并詳細分析了裂紋產生的機理。其涂 膜附著力強、耐水性好，耐擦洗。
關鍵詞：水性涂料;裂紋漆;環氧底漆;含氟涂料;涂裝工藝
0引言
裂紋漆是一種美術涂料，可用于玻璃、門窗、水泥墻面和家具等的裝飾和保護性涂裝，在家具和室內裝飾中亦有應用。目前，廣東地區出口歐美的一 些仿古家具還在使用裂紋漆。但傳統的溶劑型裂紋漆使用中會釋放出VOC(揮發性有機化合物)。其施工后的工具清洗也要采用相應的有機溶劑，存在對環境的污 染和對操作人員的人身毒害。隨著技術的進步和人們對環保的重視，對VOC排放的限制越來越嚴格，人們越來越多地把目光投向低污染的水性涂料。本文研制的水 性裂紋漆由水性環氧底漆、水性含氟面漆兩部分組成。
即使是最細微的移動，也會產生并累積靜電。一般而言，靜電的釋放并不被人所察覺(人體只能感知超過1000V的靜電電壓)。但對于電腦等電子產品生產區域中的電子原器件而言，10V靜電的釋放就有可能導致該器件被擊穿，從而釀成巨大的損失。而這時若不借助于專業的檢測設備，人體恐還未有感知。在很多倉儲或溶劑處理區域，無論是用于加工還是用于清潔，都存在著形成爆炸性蒸氣/空氣混合物的危險，靜電的釋放有可能致使這種混合物爆炸。據中國石化總公司提供的統計資料顯示，近10年國內發生的20多起大的石油化工靜電災害中，因靜電引起的火災事故就有8起。同樣，在處理或加工過程中產生有機粉末的地方，也存在著形成爆炸性粉末/空氣混合物的危險。靜電若不及時釋放亦能導致爆炸的發生。地坪由于經常受摩擦容易積聚大量靜電荷，從而妨礙安全生產和產品質量。防靜電地坪涂料能賦予地坪導電性以消除靜電的危害，作為一種功能性地坪涂料，在國外，是20世紀90年代初才提出來的，主要基于精密電子、電腦、通訊等行業的發展。目前對電子、微電子、通訊、計算機、精密儀器和航天航空等高新技術工業廠房地坪的防靜電等級要求越來越高，國家環境法規也越來越嚴。這對防靜電地坪的發展提出了更高的要求，特別是隨著世界工廠的轉移，以及電子行業的飛速發展，與之配套的相關產品必須滿足要求。如ABB電器、西門子、中芯國際、Sony、捷普等著名電子行業逐步在中國推廣，它們的設計方案和要求直接從國外轉移進來，目前的國標、行標已不能滿足配套需求。
根據眾多電子行業的設計要求和ASTMF150-98(美國材料與試驗協會標準)導電及靜電耗散型彈性地板電阻的測試法，開發出具有國內領先地位的導靜電型環氧樹脂地坪涂料及涂裝工藝，并大量應用于電子行業和滿足航空航天要求。
2導靜電地坪涂料的組成
添加型導靜電地坪涂料的主要組成：基料、導電材料、溶劑和其它助劑。在材料組成中，基料(包括環氧樹脂、固化劑)和導電材料的選擇應用，在設計效果中起到至關重要的作用，因此本課題主要對基料、導電材料的應用做了較詳細的驗證說明。
2.1樹脂的選擇和應用
環氧樹脂涂料對于金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優良的附著力，這是由于其分子中含有極性的羥基、醚鍵等，即使濕對濕也有一定的附著。有些樹脂(如不飽和聚酯)固化時體積收縮達11%，產生高內應力，降低了附著力。環氧樹脂固化時體積收縮僅為2%左右，而且環氧分子中的醚鍵分子鏈柔軟便于旋轉，可消除內應力，所以附著力高。環氧樹脂中含有親水的羥基和醚鍵，加上固化劑中的胺基，它們都會影響涂膜的耐水性，但該樹脂中的雙酚A鏈段則有疏水性，2個苯環的剛性屏蔽了羥基和醚鍵，保證了整體漆膜的耐水性。固化后的環氧樹脂的玻璃化溫度較高，有利于其耐水性。環氧樹脂分子中沒有酯鍵，耐堿性優良。在腐蝕微電池的陰極部位呈堿性，普通油脂系漆或醇酸漆極易被皂化破壞。可以說環氧樹脂具有優良防腐蝕涂料所必須具有的耐堿性和附著力(見圖1)，是目前應用最為廣泛的地坪涂料用樹脂。為此選用的是一種改性的液體環氧樹脂BYD-7201(環氧當量169～178，黏度4～20Pa·s/25℃)。BYD-7201是丙烯酸改性的雙酚A型液態環氧樹脂，其固化后具有較高的交聯密度和優異的防腐蝕性能，特別適用于具有防腐蝕和防靜電要求的場合。
圖1環氧樹脂分子結構示意
2.2固化劑的選擇
環氧樹脂配以不同的固化劑可獲得不同性能的涂由于防腐涂料具有性能優異、制造方便、價格低廉等一些其它材料無法比擬的優點，因此在選擇防腐措施時成為優先考慮的對象。隨著防腐技術的成熟，防腐涂料也必將得到進一步發展。其中高固體分涂料因其可揮發成分少、固化速度快、施工性能好必將成為發展的趨勢。研究和分析了環氧樹脂、聚氨酯等金屬防腐涂料的特點，介紹了它們的最新發展動向。
金屬的腐蝕，是金屬受環境介質的化學或電化學作用而被破壞的現象。金屬的腐蝕遍及國民經濟各個領域，給國民經濟帶來了巨大的損失。在工業發達的國家中，腐蝕造成的直接經濟損失占國民經濟總產值的1%～4%，每年腐蝕生銹的鋼鐵約占產量的20%，約有30%的設備因腐蝕而報廢。在中國，由于金屬腐蝕造成的經濟損失每年高達300億元以上，占國民生產總值的4%。
長期以來，人們一直采用多種技術對金屬加以保護，防止腐蝕的發生。其中，金屬設備防腐蝕最有效、最常用的方法之一是在金屬表面涂敷防腐蝕涂層，以隔絕腐蝕介質與金屬基體。防腐涂料和其它涂料一樣，其配方組成主要包括基料(樹脂)、顏填料和溶劑。基料樹脂是成膜物質，是涂料中的主要成分，它的分子結構決定著涂料的主要性能;顏填料是用來輔助隔離腐蝕因素的，根據作用機理又可分為防銹顏料和片狀填料;溶劑分為有機溶劑或水，用來溶解基料樹脂，便于成膜。本文擬對常用金屬防腐涂料的最新研究進展作一綜述。
1環氧樹脂涂料
環氧樹脂是平均每個分子含有兩個或兩個以上環氧基的熱固性樹脂。環氧樹脂以其易于加工成型、固化物性能優異等特點而被廣泛應用，通過環氧結構改性、環氧合金化、填充無機填料、膨脹單體改性等高性能化后可以制成防腐涂料。環氧樹脂涂料有優良的物理機械性能，最突出的是它對金屬的附著力強;它的耐化學藥品性和耐油性也很好，特別是耐堿性非常好。環氧樹脂涂料的主要成分是環氧樹脂及其固化劑，輔助成分有顏料、填料等。
層。固化劑主要有以下幾種：①脂肪胺及改性脂肪胺。能在室溫固化，黏度低，但因其極易吸潮，漆膜會發白、縮孔，且與空氣中的CO2反應，在膜面上生成氨基甲酸鹽。②芳香胺。耐化學品、耐溫性較好，但固化緩慢，需催化劑。③聚酰胺。可室溫固化，撓性較好，可水下施工，但耐溶劑性不及多元胺。④環氧樹脂與多元胺的加成物。能室溫固化，毒性較低。分為現場加成物和提凈加成物，后者性能較好。⑤酚醛胺。固化迅速，在寒冷季節最為適宜。此固化劑中的苯酚呈弱堿性，能催化環氧基與胺的反應。在這方面美國卡德萊公司生產的固化劑較適用。他們用腰果殼油制得腰果酚，生產出一系列酚醛胺固化劑，這種體系既有低相對分子質量脂肪胺體系的硬度和優良的抗化學腐蝕性能，又有低相對分子質量聚酰胺體系的快速固化和優良的附著力。更重要的是，這種體系對涂裝表面的處理要求不高，有輕度的銹蝕仍然能正常施工，而且可不添加含重金屬的防腐顏料就能達到重防腐涂料的防腐性能要求。形成了低表面處理、單一配方一年四季都能快速重涂的、高效的厚漿型環氧樹脂重防腐體系。為此在導靜電防腐地坪體系中選用卡德萊的NX-5198作為中底涂的固化劑，選用自制改性脂環胺固化劑作為面涂層固化劑，該固化劑能很好地滿足對導靜電防腐地坪體系的性能要求。試驗結果見表1～3。
表1常用胺固化劑性能比較
注：導靜電底漆中環氧樹脂與各種胺類固化劑性能比較。
底漆由環氧樹脂乳 液配成的涂料組合物(A組分)和固化劑(B組分)兩個組分組成。面漆主要由水性含氟樹脂乳液和顏填料、潤濕分散劑、消泡劑、流平劑、增稠劑、丙二醇、成膜 助劑組成。該裂紋漆制作簡單，涂裝方便。涂裝后能產生裂紋效果且裂紋類型和大小可調。其噴刷過程和涂層固化過程中揮發的絕大部分是水，對環境幾乎無污染， 符合環保要求。
1實驗部分
1.1原材料
環氧樹脂乳液：浙江安邦公司;含氟樹脂乳液：哈爾濱雪佳集團;潤濕分散劑、防腐劑、消泡劑、增稠劑：德謙公司;丙二醇：試劑純;成膜助劑：TEXANOL，美國伊士曼公司;顏料：進口或國產;填料：合山化工;水性色漿：浙江省桐鄉市宇名水性色漿公司。
1.2涂料制備
1.2.1配方
涂料參考配方見表1。
表1涂料參考配方
表1涂料參考配方
水性色漿的配方見表2。
表2水性色漿配方
表2水性色漿配方
裂紋漆的底漆可以制成各種顏色亦可以無色，面漆可以是各種顏色，但面漆和底漆的顏色差異要盡量明顯，使裂紋的效果得以顯現。
1.2.2制備工藝
水性底漆分為A、B兩個組分，A組分為環氧樹脂乳液;B組分為固化劑，為脂肪族二胺或多胺。按配方量，加入水和潤濕分散劑、消泡劑、防腐 劑、丙二醇和顏填料，放入砂磨機中研磨，制成細度在40μm以下的色漿。也可直接采用商品的色漿。把上述色漿和水性環氧樹脂乳液、成膜助劑、增稠劑放入攪 拌器中混合均勻即可。涂裝底漆前，將A、B兩組分混合，B組分固化劑的用量按照正常量的0.4~0.8倍添加，可更好地保持底漆的柔韌性。底漆混合后在 5~8h內涂裝完畢，以免乳液和固化劑反應失效。面漆主要由含氟丙烯酸樹脂乳液、顏填料、助劑、水組成，為單組分涂料，制備工藝同底漆。
1.3裂紋漆的涂裝方法和涂膜性能檢測
涂裝裂紋漆的步驟是：(1)將水性底漆涂裝到底材上，控制水性底漆干膜厚度在8~80μm之間;(2)于15~70℃成膜，成膜狀態可以是 剛剛表干，亦可是表干后又在室溫下放置0~5h的一段時間;不能干燥至實干，否則會影響底漆和面漆間的附著力并且不能得到裂紋漆的效果;(3)涂裝水性含 氟面漆，根據想要得到的裂紋大小，控制水性面漆干膜厚度在5~80μm之間。噴涂可以達到較好的裂紋效果，刷涂和輥涂裂紋的效果不理想。將涂裝后的物品或 樣板置于10~70℃下，表干后于10~50℃放置10~50min。其間即可有裂紋效果產生。 |
