0 引言

近年來，由于氣候和環境的不斷變化，鋼鐵腐蝕問題也日趨凸顯。涂料作為防腐蝕的主力產品，用量隨之不斷增大；但是溶劑型涂料在環境和健康雙重威脅的大環境下根本無法滿足使用者，同時也無法滿足中國可持續、綠色發展的要求。目前，大部分企業的水性涂料的研發及應用仍在探索之中，水性漆在應用過程中的干燥問題尤為突出，也是其在市場推廣使用方面較大的阻礙。

當代社會，鋼結構的防腐蝕已成為可持續發展的標志，但是傳統的溶劑型涂料，無論是在生產和貯存，還是在運輸或施工過程中都會有大量有機溶劑揮發，對于環境都會有較大污染，同時也對使用者身體健康造成威脅乃至慢性傷害。由于技術、材料、設備等諸多方面的原因，涂料始終無法被完全替代，因此，研制新型環保涂料成為目前的唯一途徑。鋼結構防腐涂料作為用量最大，與人們生活息息相關的產品，其應用及推廣迫在眉睫。目前，大部分企業已完成試驗室研發工作，但應用仍處于發展初期，市場上的水性鋼結構涂料形形色色，魚龍混雜，使用者在施工中出現的狀況及其處理方法不當，尤其是水性涂料干燥速度較慢，而對水性涂料性能的質疑成為阻礙其發展的根本性問題。本文就水性鋼結構防腐涂料的干燥問題，淺議其在使用過程中的解決方案。

目前，水性鋼結構涂料可以在理想環境下對鋼材提供保護作用。由于其溶劑主要為水，所以具有低燃性和低能源損耗，而且減少了運輸過程中的危險等級；但用水作為溶劑也帶來了負面影響，水性涂料的成膜相對于溶劑型涂料有著更為嚴苛的條件，如：需要較高的溫度和較低的濕度等，所以根據鋼結構的行業標準HG/T 4847—2015來看，表干8 h，實干24 h的要求成為水性涂料發展初期的技術難題。

1 試驗部分

1.1 試驗原料及器材

丙烯酸改性環氧樹脂（固體分70%）、二甲基乙醇胺（DMEA）、消泡劑、分散劑（迪高）、基材潤濕劑（BYK）、流平劑（德謙）、催干劑YX-A、催干劑C-01、純丙烯酸乳液、去離子水、水性顏料和填料。

高速分散機，砂磨機，燒杯，pH試紙，電子天平，藥匙，玻璃棒。

1.2催干劑對涂膜干性的影響

1.2.1通過篩選催干劑提高干性

在氣干性水性鋼結構涂料的制備過程中，為了提高其干性會加入一定量的催干劑，促使噴涂后的涂膜在較短的時間內氧化干燥，以達到客戶的要求。但是不同廠家的催干劑成分不同，加入量和加入方法也大相庭徑，所以對涂膜的干性有不同程度的影響。

1.2.2催干劑的加入方式對涂膜干性的影響

試驗過程：選擇YX-A、C-01兩種催干劑進行試驗。如表1所示，首先將樹脂、中和劑和去離子水加入配料罐中，攪拌均勻后依次加入潤濕劑、消泡劑、顏料和填料，然后將相同加量的催干劑，YX-A研磨前加入；C-01研磨后加入分別兌稀，調整pH為8.0后制板，檢測表、實干時間，如表2所示。

表1  水性鋼結構涂料參考配方

方式 原料	共研磨/%	后添加/%
丙烯酸改性環氧樹脂	36.0	36.0
DMEA	1.0	1.0
去離子水	15.0	15.0
分散劑	1.5	1.5
潤濕劑	0.5	0.5
水性顏料	10.0	10.0
水性填料	30.0	30.0
流平劑	0.3	0.3
增稠劑	0.2	0.2
催干劑YX-A	1.0	0
催干劑C-01	0	1.0
去離子水	4.5	4.5
合計	100.0	100.0

表2  檢測結果

催干劑	添加方式	表干時間/h	實干時間/h	擺桿硬度	常溫貯存 30 d
YX-A	共研磨	在研磨過程中出現焦化現象且無法恢復
	后添加	3.0	22	0.30	輕微分水
C-01	共研磨	2.5	21	0.32	輕微軟沉淀
	后添加	3.0	24	0.25	返粗，分層較為嚴重

通過催干劑的加入方式試驗，得出以下結論：YX-A適合在兌稀過程中加入，以共研磨的方式加入會導致無法恢復的膠化狀態；C-01適合以共研磨的方式加入，表明樹脂與此類催干劑共研磨后有較好貯存穩定性和催干效果；催干劑使用時應按照推薦方式加入，可以避免不必要的質量事故，同時也能使其發揮最佳的催干效果。

1.2.3催干劑的加入量對涂膜干性的影響

試驗過程：此試驗探討在不同加量的情況下催干劑對涂膜干性的影響，如表3 ~ 4所示。

表3 制漆參考配方

原料	C-01	YX-A	工序
丙烯酸改性環氧樹脂	36.0	36.0	配料
DMEA	1.0	1.0	配料
去離子水	15.0	15.0	配料
催干劑	0.7	0	配料
	1.0
	1.3
分散劑	1.5	1.5	配料
潤濕劑	0.5	0.5	配料
水性顏料	10.0	10.0	配料
水性填料	30.0	30.0	配料
流平劑	0.3	0.3	兌稀
增稠劑	0.2	0.2	兌稀
催干劑	0	0.7	兌稀
		1.0
		1.3
去離子水	4.5	4.5	兌稀

表4  試驗結果

催干劑種類	加入量/%	表干時間/h	實干時間/h	擺桿硬度	常溫貯存30 d
YX-A	0.7	3.5	28	0.30	輕微分水
	1.0	2.5	21	0.30	輕微分水
	1.3	3.0	22	0.18	膠化嚴重
C-01	0.7	3.5	27	0.30	輕微分水
	1.0	2.0	20	0.32	輕微軟沉淀
	1.3	3.0	21	0.20	返粗

通過加入不同量催干劑的試驗，得出以下結論：YX-A的加量應控制在0.7 ~ 1.0之間，過量加入會出現膠化狀態，但此狀態可以通過加入助溶劑調整，并不影響噴板效果；C-01的加量也應控制在0.7 ~ 1.0之間，加入過量后涂膜有顆粒出現，致使涂料施工異常。

1.3 通過“冷拼”乳液提高干性

水性鋼結構防腐漆干性的調整還可以通過“冷拼”乳液法實現。由于水性醇酸樹脂的價格低廉，有較好的耐候性和豐滿度，所以水性醇酸樹脂成為制備水性鋼結構防腐漆的首要選擇。但由于水性醇酸樹脂的干燥速度不能達到客戶短時間內包裝運輸的要求，因此通過在兌稀過程中添加純丙烯酸或者苯丙乳液也成為有效解決干燥的方法之一。乳液法制備色漆有干燥速度快的特點，但其防銹性能和豐滿度不夠，所以用水性醇酸樹脂和乳液混合制備的鋼結構防腐漆可以完美地避開各自的缺點，將優點發揮到極致。

純丙烯酸乳液具有高光澤和很好的耐老化性能，所以與水性醇酸樹脂混合制備鋼結構防腐漆時選擇純丙烯酸乳液。在確定乳液加入量的試驗中，選擇10%、20%和30%三個不同的加量進行試驗。在兌稀過程中加入10%的乳液制板檢測，表干、實干時間較原漆縮短4% ~ 7%，硬度和光澤較原漆無明顯變化，常溫貯存30 d無異常；加入20%的乳液制板檢測，表干、實干時間較原漆縮短10% ~ 15%，硬度和光澤較原漆略有提高，常溫貯存30 d無異常；加入30%的乳液制板檢測，表干、實干時間較原漆縮短12% ~ 20%，硬度較原漆提高5%，光澤較原漆提高4%，常溫貯存3d有分層現象，同時因為拼加的乳液較多，致使產品價格上漲幅度較大。綜上所述，水性醇酸樹脂制備鋼結構防腐漆時，乳液加量應控制在20%左右最為適宜。

2 結果與討論

在探討催干劑不同加入方式對水性鋼結構防腐漆干性的試驗中，C-01的整體效果好于YX-A，說明加入不同類型的催干劑促使涂膜干燥時時應注意加入方式，雖然C-01在兌稀階段加入時對涂膜性能并沒有太大的影響，但會嚴重影響施工和貯存；通過加入不同量的催干劑調整水性鋼結構防腐漆的干性時，C-01的整體表現好于YX-A，在整體加入量均為0.7%時，對于涂膜和貯存都沒有太大的影響，但是加入量過大會導致貯存膠化或返粗，施工時出現“干噴”現象，涂膜干燥后出現“掉粉”等涂膜弊病。

“冷拼”乳液法需要注意以下幾個方面：1）因為加入乳液，后期增稠劑需要搭配加入，加量要據實際黏度進行調整，不能按照原配方加入。2）后期根據乳液的補加量需加入成膜助劑，防止成膜過程中出現“裂紋”現象。3）還需補加0.1% ~ 0.3%的防腐劑，防止因涂料長時間貯存出現發霉現象。4）貯存的環境溫度需在0 ℃以上的，防止溫度較低使乳液破乳導致膠化或者返粗現象。

3  結語

水性鋼結構防腐漆是一種相對新型的防腐涂料，雖然市場上已普遍使用，但相對于溶劑型涂料，生產、包裝、運輸、貯存及施工等方面的技術還有一定的差距和區別。特別是在干燥方面，水性鋼結構防腐漆的干燥相比溶劑型的要慢，而且在干燥過程中容易出現閃銹現象。其次，在涂膜未實干時捆綁或者運輸，會破壞涂膜，致使工件表面的涂膜脫落或者工件大面積生銹。所以提高水性鋼結構防腐漆的干燥速率是決定其市場推廣的關鍵性因素。