3 配方设计思路与讨论
3.1 配方设计思路
船用水性环氧涂料，首先要满足船舶使用中防腐的要求，其次有良好的施工性。在上述筛选获得的配方中采用了高性能的水性环氧树脂和水性环氧固化剂，并根据船舶涂装特有的生产节奏和施工环境等，采用适当的助剂对涂料的理化性能进行完善。由于双组分水性环氧涂料的非均相性，水相中的固化剂向环氧树脂乳胶粒中的扩散对固化成膜的作用至关重要，本配方采用美国湛新公司水性环氧树脂EP系列，具有比较适宜的环氧树脂乳胶粒大小，同时在
和固化剂反应的扩散速率、反应进程方面都做了很好的改进。水性环氧涂料所选择的防锈颜料，也考虑了水性涂料本身防锈性能较弱的特点，如，氧化铁红是一种具有良好化学惰性的功能性颜料，在涂层中呈鳞片状排列，使腐蚀介质到达底材的扩散变得非常困难。三聚磷酸铝是一种白色粉末，微溶于水，不挥发，三聚磷酸根离子能与底材的金属离子有更强的螯合力，在被涂物表面形成卓越的钝化膜。这些防锈颜料的选择强化了环氧涂料的防腐性能。试验结果表明，通过对原料性能的分析和各种组合试验的性能考量，终得到的配方能够很好实现设计目的。
3.2 水性环氧树脂的固化
为了进一步了解所设计的配方的固化进程和特性，借助红外色谱等分析涂料的固化表征。从而验证产品的反应程度。
采用傅里叶变换红外谱仪，将涂有试样的膜片在恒温恒湿的环境下进行扫描，水性环氧树脂的固化进行了红外表征。图1显示的是水性环氧树脂的红外光谱图，图2显示的是水性环氧树脂固化剂的红外光谱图。


由于水性涂料以水作为稀释剂，水的表面张力为72.6 mN/m，要比一般有机溶剂大，是涂料常用有机溶剂的2.5倍，因而难以浸润底材，易产生缩孔，配方中采用湛新的水性环氧树脂以及气体化学的助剂，很好地解决了水性涂料润湿分散性差，而且对施工条件要求比较苛刻的问题，同时采用防锈颜料、基材润湿剂、润湿分散剂、消泡剂、钛白粉等，使配方保持了面漆的均一流平和外观，同时避免水性涂料对底材容易产生闪锈的问题。

4 水性环氧涂料的施工
在船舶的舱室施工中，传统的溶剂型涂料施工一直存在比较大的弊端，对于居住舱室、机舱等部位，空间狭小，根据各船厂的自身条件不同、施工水平差异等，对舱室施工时，经常存在通风设施差、操作盲点多等问题，施工中又经常有交叉作业的情况，容易发生火灾和中毒等事故。另外在一些舱室采用绝缘包覆施工中，绝缘隔热材料和包覆材料多为多孔性，吸附大量施工中逸散的涂料和溶剂，造成舱室除味困难，影响之后船舶操作人员的健康。水性涂料的使用能够比较好地减轻这种状况，同时容许交叉作业，提高造船效率。
但是水性涂料的干燥条件比溶剂型涂料要更严格，如对环境温度、空气湿度的要求等。由于水的蒸发潜热比溶剂高很多，水的蒸发潜热为2 457.22 kJ/kg，而涂装常用溶剂的蒸发潜热：二甲苯为343.2 kJ/kg，丁醇为590.2 kJ/kg，酮类为343～444 kJ/kg，都要比水低得多，因此对于水性涂料的施工来说，环境温度要求比较严格，在5 ℃以下，水性涂料施工停止。中远关西在开发船舶用水性涂料的过程中，考虑了船舶施工节奏和施工特点，结合水性涂料本身的特性在研发的新产品中加入干燥促进剂。如美国湛新公司的EP 384W/53WAMP，为水性环氧涂料增强初期干燥性能和与金属、混凝土基材的附着力，为在船坞、船台等露天环境的施工创造条件，经验证，产品可在5 ℃以上露天环境中使用，并对相对湿度有比较高的耐受范围。在旅顺4810船厂的工程船舶项目的防腐设计中，上层建筑内部采用水性环氧产品，干燥性能良好。尤其是在施工中恰逢冬季，旅顺船厂仅采用常规的鼓风加温设备，即使钢板达到涂装要求，配套中设计的两道水性环氧面漆EPOSAFEPRIMER 30，共80 μm，按正常涂装工艺施工，涂膜充分固化，理化性能均达到配套设计标准。

5 结语
涂料发展从有毒到低毒，从低毒到环境友好，已经有了质的飞跃。近几年在船舶涂装领域，对涂装的重视也逐渐从单一追求涂装质量和效率，逐渐向更环保、更健康的方向发展。这种进步突出了涂料企业对施工人员、对环境等社会责任的重视，也使自己的产品具有更高的经济附加值，提升市场竞争力。但是由于水性涂料本身在性能、施工上还存在一些问题，推广上还具有很大空间，需要相关涂料企业不断摸索和探讨、研究和改进。