水性裂纹漆是一种美术型涂料，由水性底漆和水性面漆组成。当将面漆涂料涂装在柔韧的底漆上时，面漆在干燥过程中会收缩，表面开裂，露出下面的底漆， 形成裂纹图案。该涂料VOC含量极低，可大大减少对环境所造成的污染和对操作人员的人身毒害。介绍了裂纹漆的涂装方法，并详细分析了裂纹产生的机理。其涂 膜附着力强、耐水性好，耐擦洗。

　　关键词：水性涂料;裂纹漆;环氧底漆;含氟涂料;涂装工艺

　　0引言

　　裂纹漆是一种美术涂料，可用于玻璃、门窗、水泥墙面和家具等的装饰和保护性涂装，在家具和室内装饰中亦有应用。目前，广东地区出口欧美的一 些仿古家具还在使用裂纹漆。但传统的溶剂型裂纹漆使用中会释放出VOC(挥发性有机化合物)。其施工后的工具清洗也要采用相应的有机溶剂，存在对环境的污 染和对操作人员的人身毒害。随着技术的进步和人们对环保的重视，对VOC排放的限制越来越严格，人们越来越多地把目光投向低污染的水性涂料。本文研制的水 性裂纹漆由水性环氧底漆、水性含氟面漆两部分组成。

　　即使是最细微的移动，也会产生并累积静电。一般而言，静电的释放并不被人所察觉(人体只能感知超过1000V的静电电压)。但对于电脑等电子产品生产区域中的电子原器件而言，10V静电的释放就有可能导致该器件被击穿，从而酿成巨大的损失。而这时若不借助于专业的检测设备，人体恐还未有感知。在很多仓储或溶剂处理区域，无论是用于加工还是用于清洁，都存在着形成爆炸性蒸气/空气混合物的危险，静电的释放有可能致使这种混合物爆炸。据中国石化总公司提供的统计资料显示，近10年国内发生的20多起大的石油化工静电灾害中，因静电引起的火灾事故就有8起。同样，在处理或加工过程中产生有机粉末的地方，也存在着形成爆炸性粉末/空气混合物的危险。静电若不及时释放亦能导致爆炸的发生。地坪由于经常受摩擦容易积聚大量静电荷，从而妨碍安全生产和产品质量。防静电地坪涂料能赋予地坪导电性以消除静电的危害，作为一种功能性地坪涂料，在国外，是20世纪90年代初才提出来的，主要基于精密电子、电脑、通讯等行业的发展。目前对电子、微电子、通讯、计算机、精密仪器和航天航空等高新技术工业厂房地坪的防静电等级要求越来越高，国家环境法规也越来越严。这对防静电地坪的发展提出了更高的要求，特别是随着世界工厂的转移，以及电子行业的飞速发展，与之配套的相关产品必须满足要求。如ABB电器、西门子、中芯国际、Sony、捷普等著名电子行业逐步在中国推广，它们的设计方案和要求直接从国外转移进来，目前的国标、行标已不能满足配套需求。

　　根据众多电子行业的设计要求和ASTMF150-98(美国材料与试验协会标准)导电及静电耗散型弹性地板电阻的测试法，开发出具有国内领先地位的导静电型环氧树脂地坪涂料及涂装工艺，并大量应用于电子行业和满足航空航天要求。

　　2导静电地坪涂料的组成

　　添加型导静电地坪涂料的主要组成：基料、导电材料、溶剂和其它助剂。在材料组成中，基料(包括环氧树脂、固化剂)和导电材料的选择应用，在设计效果中起到至关重要的作用，因此本课题主要对基料、导电材料的应用做了较详细的验证说明。

　　2.1树脂的选择和应用

　　环氧树脂涂料对于金属、混凝土、木材、玻璃等均有优良的附着力，这是由于其分子中含有极性的羟基、醚键等，即使湿对湿也有一定的附着。有些树脂(如不饱和聚酯)固化时体积收缩达11%，产生高内应力，降低了附着力。环氧树脂固化时体积收缩仅为2%左右，而且环氧分子中的醚键分子链柔软便于旋转，可消除内应力，所以附着力高。环氧树脂中含有亲水的羟基和醚键，加上固化剂中的胺基，它们都会影响涂膜的耐水性，但该树脂中的双酚A链段则有疏水性，2个苯环的刚性屏蔽了羟基和醚键，保证了整体漆膜的耐水性。固化后的环氧树脂的玻璃化温度较高，有利于其耐水性。环氧树脂分子中没有酯键，耐碱性优良。在腐蚀微电池的阴极部位呈碱性，普通油脂系漆或醇酸漆极易被皂化破坏。可以说环氧树脂具有优良防腐蚀涂料所必须具有的耐碱性和附着力(见图1)，是目前应用最为广泛的地坪涂料用树脂。为此选用的是一种改性的液体环氧树脂BYD-7201(环氧当量169～178，黏度4～20Pa·s/25℃)。BYD-7201是丙烯酸改性的双酚A型液态环氧树脂，其固化后具有较高的交联密度和优异的防腐蚀性能，特别适用于具有防腐蚀和防静电要求的场合。

　　图1环氧树脂分子结构示意

　　2.2固化剂的选择

　　环氧树脂配以不同的固化剂可获得不同性能的涂由于防腐涂料具有性能优异、制造方便、价格低廉等一些其它材料无法比拟的优点，因此在选择防腐措施时成为优先考虑的对象。随着防腐技术的成熟，防腐涂料也必将得到进一步发展。其中高固体分涂料因其可挥发成分少、固化速度快、施工性能好必将成为发展的趋势。研究和分析了环氧树脂、聚氨酯等金属防腐涂料的特点，介绍了它们的最新发展动向。

　　金属的腐蚀，是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。在工业发达的国家中，腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的1%～4%，每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20%，约有30%的设备因腐蚀而报废。在中国，由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上，占国民生产总值的4%。

　　长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。其中，金属设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层，以隔绝腐蚀介质与金属基体。防腐涂料和其它涂料一样，其配方组成主要包括基料(树脂)、颜填料和溶剂。基料树脂是成膜物质，是涂料中的主要成分，它的分子结构决定着涂料的主要性能;颜填料是用来辅助隔离腐蚀因素的，根据作用机理又可分为防锈颜料和片状填料;溶剂分为有机溶剂或水，用来溶解基料树脂，便于成膜。本文拟对常用金属防腐涂料的最新研究进展作一综述。

　　1环氧树脂涂料

　　环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂以其易于加工成型、固化物性能优异等特点而被广泛应用，通过环氧结构改性、环氧合金化、填充无机填料、膨胀单体改性等高性能化后可以制成防腐涂料。环氧树脂涂料有优良的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强;它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好。环氧树脂涂料的主要成分是环氧树脂及其固化剂，辅助成分有颜料、填料等。

　　层。固化剂主要有以下几种：①脂肪胺及改性脂肪胺。能在室温固化，黏度低，但因其极易吸潮，漆膜会发白、缩孔，且与空气中的CO2反应，在膜面上生成氨基甲酸盐。②芳香胺。耐化学品、耐温性较好，但固化缓慢，需催化剂。③聚酰胺。可室温固化，挠性较好，可水下施工，但耐溶剂性不及多元胺。④环氧树脂与多元胺的加成物。能室温固化，毒性较低。分为现场加成物和提净加成物，后者性能较好。⑤酚醛胺。固化迅速，在寒冷季节最为适宜。此固化剂中的苯酚呈弱碱性，能催化环氧基与胺的反应。在这方面美国卡德莱公司生产的固化剂较适用。他们用腰果壳油制得腰果酚，生产出一系列酚醛胺固化剂，这种体系既有低相对分子质量脂肪胺体系的硬度和优良的抗化学腐蚀性能，又有低相对分子质量聚酰胺体系的快速固化和优良的附着力。更重要的是，这种体系对涂装表面的处理要求不高，有轻度的锈蚀仍然能正常施工，而且可不添加含重金属的防腐颜料就能达到重防腐涂料的防腐性能要求。形成了低表面处理、单一配方一年四季都能快速重涂的、高效的厚浆型环氧树脂重防腐体系。为此在导静电防腐地坪体系中选用卡德莱的NX-5198作为中底涂的固化剂，选用自制改性脂环胺固化剂作为面涂层固化剂，该固化剂能很好地满足对导静电防腐地坪体系的性能要求。试验结果见表1～3。

　　表1常用胺固化剂性能比较

　　注：导静电底漆中环氧树脂与各种胺类固化剂性能比较。

　　底漆由环氧树脂乳 液配成的涂料组合物(A组分)和固化剂(B组分)两个组分组成。面漆主要由水性含氟树脂乳液和颜填料、润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、丙二醇、成膜 助剂组成。该裂纹漆制作简单，涂装方便。涂装后能产生裂纹效果且裂纹类型和大小可调。其喷刷过程和涂层固化过程中挥发的绝大部分是水，对环境几乎无污染， 符合环保要求。

　　1实验部分

　　1.1原材料

　　环氧树脂乳液：浙江安邦公司;含氟树脂乳液：哈尔滨雪佳集团;润湿分散剂、防腐剂、消泡剂、增稠剂：德谦公司;丙二醇：试剂纯;成膜助剂：TEXANOL，美国伊士曼公司;颜料：进口或国产;填料：合山化工;水性色浆：浙江省桐乡市宇名水性色浆公司。

　　1.2涂料制备

　　1.2.1配方

　　涂料参考配方见表1。

　　表1涂料参考配方

　　表1涂料参考配方

　　水性色浆的配方见表2。

　　表2水性色浆配方

　　表2水性色浆配方

　　裂纹漆的底漆可以制成各种颜色亦可以无色，面漆可以是各种颜色，但面漆和底漆的颜色差异要尽量明显，使裂纹的效果得以显现。

　　1.2.2制备工艺

　　水性底漆分为A、B两个组分，A组分为环氧树脂乳液;B组分为固化剂，为脂肪族二胺或多胺。按配方量，加入水和润湿分散剂、消泡剂、防腐 剂、丙二醇和颜填料，放入砂磨机中研磨，制成细度在40μm以下的色浆。也可直接采用商品的色浆。把上述色浆和水性环氧树脂乳液、成膜助剂、增稠剂放入搅 拌器中混合均匀即可。涂装底漆前，将A、B两组分混合，B组分固化剂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韧性。底漆混合后在 5~8h内涂装完毕，以免乳液和固化剂反应失效。面漆主要由含氟丙烯酸树脂乳液、颜填料、助剂、水组成，为单组分涂料，制备工艺同底漆。

　　1.3裂纹漆的涂装方法和涂膜性能检测

　　涂装裂纹漆的步骤是：(1)将水性底漆涂装到底材上，控制水性底漆干膜厚度在8~80μm之间;(2)于15~70℃成膜，成膜状态可以是 刚刚表干，亦可是表干后又在室温下放置0~5h的一段时间;不能干燥至实干，否则会影响底漆和面漆间的附着力并且不能得到裂纹漆的效果;(3)涂装水性含 氟面漆，根据想要得到的裂纹大小，控制水性面漆干膜厚度在5~80μm之间。喷涂可以达到较好的裂纹效果，刷涂和辊涂裂纹的效果不理想。将涂装后的物品或 样板置于10~70℃下，表干后于10~50℃放置10~50min。其间即可有裂纹效果产生。