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环保型涂料

     涂料通常由主要成膜物质(油类和树脂)、次要成膜物质(颜料)、辅助成膜物质(助剂)和溶剂组成,其中有些物质在涂料生产和使用过程中会对操作人员的健康带来影响,尤其是船舶涂料施工往往在通风不良的狭小舱室中进行,更易使施工人员受到毒害。此外,某些有毒物质排放在空气、水域中还会对生态环境带来污染,为此,生产低毒、无害的涂料成为当今涂料发展和推广应用的一个方向。主要有:(1)无焦油、无有机锡涂料,脱重金属(如铅、铬系颜料)涂料;(2)无溶剂、微溶剂涂料;(3)水性涂料(水溶性,水乳性);(4)涂装工作三废处理的研究,废溶剂的回收处理等等。

 
    (1)减少或者停止使用传统有毒涂料
 
    焦油(沥青)中含有致癌物质,焦油在海洋涂料中应用最多的是生产焦油(沥青)环氧涂料。可用于船体水下部位和压载舱。对于船体外板,由于施工条件较好,且焦油环氧涂料外又覆盖有防污涂料,因此对施工人员的健康危害较少,对海洋污染影响不大。但压载舱涂料由于施工条件恶劣,对人体健康危害较大,含焦油涂料长期浸泡在压载舱内使有害物质渗入水中,而压载水在港口任意排放会污染港口,因此近年来压载舱涂料无焦油化已成为不可抗拒的趋向。
 
    有机锡防污涂料有很好防污性能,曾经被广泛使用,但对海生物有很强的致毒作用。
 
    氯化橡胶涂料由于原料生产过程中,在三废处理方面有较突出的问题,因此,生产和运用均呈萎缩状态,90年代下半期不少涂料厂商提供的所谓氯化橡胶涂料大多是以丙烯酸树脂为基料的涂料。
 
    世界各国和相关国际组织已对一些重防腐蚀涂料作出限制, 如淘汰环氧煤沥青涂料;从2003 年1 月起禁止新造船使用含有机锡的自抛光涂料;2006 年起停止使用含四氯化碳的氯化橡胶涂料等。
 
    (2)高固体分、无溶剂涂料
 
    体积固含量在70%以上(有机挥发分(VOC) 含量< 340 g/L)为高固体分涂料,固含量为100%的为无溶剂涂料。由于少用甚至不用有机溶剂,从而使高固体分涂料可减少VOC的排放,且一次施工即可获得所需膜厚,因此减少了施工道数,节省了重涂时间,提高了工作效率。由于无溶剂挥发降低了涂层的孔隙率,从而提高了涂层的抗渗能力和耐腐蚀能力。常见的有用低黏度液体环氧树脂制成的无溶剂环氧涂料。
 
    (3)水性化
 
    水性涂料的VOC含量低。目前,水性涂料的研发主要在水性无机富锌、水性环氧、水性丙烯酸、水性氟碳体系等领域。其中水性丙烯酸、水性环氧、水性无机富锌涂料品种的工业化应用在一定程度上已取得成功。目前,水性涂料冬季施工有困难,要研究防冻措施,及高湿、低温条件下,克服固化困难的措施。
 
    (4)环保新材料
 
    环保型新材料主要是采用低毒、无毒的材料,如以三聚磷酸铝、磷酸锌、磷酸钙、钼酸锌、钼酸钙、磷钼酸锌钙、铁氧体等防锈颜料代替有毒、有污染的红丹、铬酸盐等防锈颜料,严格控制颜料中铅、镉、铬、汞、砷等重金属的含量。纳米粒子的引入可以改善涂料流变性,提高涂层附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能,也是重要的发展方向之一。此外,美国能源部布罗卡温实验室以谷物、螃蟹壳、龙虾壳为原料研制出一种生物重防腐涂料,在适当的温度条件下,该涂料变得坚固、光滑,能紧密粘附在铝或其他金属表面防止金属的腐蚀。