1 水性涂料将成为涂料发展新方向

    溶剂型涂料由于含有较高的有机溶剂，在施工和应用过程中易对人和环境产生危害，发展以水作为介质代替有机溶剂的水性涂料是涂料低污染化的发展方向。
  近几年，随着人们环保意识的增强，已经有越来越多的企业生产水性涂料。按照国家统计数据估算，我国2005年水性涂料的产量将达到80万～90万吨，占涂料总产量的20%左右，其中水性建筑涂料产量为60万～70万吨，水性汽车涂料为4.5万～5万吨，水性防腐蚀涂料为10万吨，水性木器涂料为0.8万吨，道路划线涂料1万～1.2万吨，其他水性涂料1.7万～3万吨。

2 涂装前表面处理技术的发展现状

    涂装前表面预处理不仅仅是通过适当的处理使工件表面能够涂装，而且也极大地影响涂层的性能，如增强涂层的附着力，提高涂层的耐蚀性。“好的漆前表面预处理可以使普通的涂料得到良好的涂层，没有好的漆前表面预处理即使有优质的涂料也得不到优质的涂层。”漆前表面预处理在我国指的是除油、除锈、磷化，本文结合有关文献资料就这些方面在国际上发展和改进进行介绍分析。

1 除油

  我国涂装工艺中除油、除锈的油、锈是指待处理工件表面的有机污染物和无机污染物。在国外化学除油中表面活性剂被广泛应用。为了达到好的除油效果，在不同的场合下应用不同的表面活性剂。国外表面活性剂品种众多，而且应用广泛。在除油过程中选择表面活性剂除了考虑ＨＬＢ值(亲油亲水平衡值)外，还应考虑以下因素：(1)温度。因为每一种表面活性剂使用的温度范围各不相同，即：一种表面活性剂在一个温度范围内有表面活性，在另一个温度范围则可能完全消失。高温、中温、低温的化学除油液分别采用不同的表面活性剂组成，以求达到最好的清洗效果。我国涂装行业应采用低温或室温除油，以节约能源。(2)操作。喷洗用除油液和用回收水配制的除油液中要用低泡表面活性剂。用于浸泡的除油液以及清洗喷砂件的除油液中要采用高泡表面活性剂。采用喷淋或喷雾清洗技术，可以大幅度减少用水量。(3)一般选用非离子型表面活性剂,因为它们清洗效率高而且低发泡。如果选择得当，几种表面活性剂配合使用效果更好。表面活性剂还应具有分散作用，又称抗絮凝作用。从工件上清洗下来的污染物要求处于分散状态，表面活性剂应该阻止它们聚集，即应该具有抗絮凝作用。
  使用表面活性剂需要考虑水的硬度。因为清洗水中常含有钙、镁、铁等离子而具有一定的硬度，这些离子在清洗过程中和表面活性剂作用产生沉淀附着在工件表面上，影响表面活性剂的清洗效果。只有加入螯合剂把这些离子螯合,才能使表面活性剂充分发挥作用，获得好的清洗效果。
  在喷洗过程中，油污附着在工件表面上，传统的乳化、皂化很难快速除油。只有表面活性剂迅速把油污置换掉，才能快速除油。检索我国有关文献，无论在喷洗用表面活性剂的研究或喷洗机理的研究中都未见置换方面的报道。采用喷洗、浸洗相结合的除油方式，能够提高除油的效果。
  在清洗过程中，除油液和工件之间的相互作用能够很有效地提高除油效率。我国许多工厂采用的电化学除油就是靠工件表面产生的氢气或氧气来剥离油污分子提高除油效率的。超声波辅助除油也同样有效，它能增强除油液和工件之间的相互作用。同样，在除油槽中用压缩空气或搅拌设备进行搅拌，能够提高除油效率。

2 磷化

  低锌、低锌锰改性磷化所得的磷化膜较薄(一般是在1.0～5.4ｇ ｍ2)，磷化结晶较小，它们的磷化层与有机涂层结合力更好。低锌磷化的磷化膜沉积缓慢。由于工序中没有除锈，在形成磷化膜的过程中，低锌磷化的基体金属溶解比较充分，从而增加了磷化膜与基体金属的附着力，并且得到的磷化膜致密性更高,耐蚀性更好。低锌锰改性磷化加速工件的磷化速度，降低磷化槽液温度。
  在普通磷化液中，锌离子的含量为0.002～0.004，磷(以Ｐ2Ｏ5计)含量为0.005～0.01；低锌磷化液中，锌离子的含量为0.0004～0.0017，磷(以Ｐ2Ｏ5计)含量为0.012～0.016，第二组分的阳离子为亚铁离子；在低锌锰改性磷化液中，第三组分阳离子为二价锰离子。低锌、低锌锰改性磷化液的浓度比常规磷化的大。这三种磷化液都适用于钢铁、镀锌钢板和铝合金的磷化处理。它们采用的工序都是化学除油、清洗、表调、磷化。
  普通磷化层在钢铁、镀锌钢板和铝合金的成分主要是Ｚｎ3(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ。低锌磷化层在钢铁表面依次(由内向外)是Ｆｅ、Ｚｎ2Ｆｅ(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ、Ｚｎ3(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ；在镀锌钢板和铝合金表面上仍为Ｚｎ3(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ，这也从结构上解释低锌磷化对钢铁耐蚀性的改善比镀锌钢板大得多。低锌锰改性磷化在钢铁表面依次(由内向外)是Ｆｅ、Ｚｎ2(Ｆｅ或Ｍｎ)(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ、Ｍｎ2Ｚｎ(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ、Ｚｎ3(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ；在镀锌钢板和铝合金表面上依次为Ｍｎ2Ｚｎ(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ、Ｚｎ3(ＰＯ4)2·4Ｈ2Ｏ。由此可见，低锌磷化在磷化层中引进Ｆｅ2+，低锌锰改性磷化在磷化层中引进Ｆｅ2+、Ｍｎ2+。耐蚀实验结果表明它们的引进提高了磷化层的耐蚀性。我国武汉材保所报道他们开发了锌锰镍三元磷化剂。这与国外的低锌锰改性磷化在原理上是类似的。
  传统的锌钙磷化优点在于磷化前不需要活化，但要求的处理温度高，产生大量沉淀。现在由于增加了表调工序，即在磷化前用磷酸钛溶液处理工件，起到了活化工件表面的作用，因此，锌钙磷化也逐渐被低锌锰改性磷化所取代。

3 缓蚀剂的发展方向

  我国近十年对缓蚀剂的研究和应用发展很快，部分产品性能达到国际领先水平，但总体水平与国外还有差距，部分防锈产品仍需进口。探索从天然植物、海产动植物中，提取、分离、加工新 型缓蚀剂的有效成分；利用医药、食品、工农业副产品提取缓蚀剂组分，并进行复配或改性处理研制新的缓蚀剂；运用量子化学理论和分子设计等先进科学技术合成高效多功能环境保护型和低聚型缓蚀剂等，仍将是今后缓蚀剂研究方向的重点。

   随着工业和科学技术的进步，缓蚀剂科学技术也得到了发展，各种理论模型的建立、评价缓蚀性能公式的 推导、阴阳极抑制反应系数 和概念的提出，使人们对缓蚀机理有了较深刻的认识；各种新的研究方法及其检测技术的发展，如光电化学法、电子自旋共振技术、扫描隧道显微镜技术、电化学阻抗检测技术、表面化增强激光拉曼光谱等，对 科学工作者合成、评价新的缓蚀剂提供了可靠的研究手段。

4 转化膜技术的发展动向

  当前，世界上有关金属的化学成膜技术发展非常迅速，每月发表的专利文献就达十篇之多，化学成膜技术今后的主要发展动向是:

1.化学表面处理技术必须与新的涂装技术发展相适应，即开发和研制适合于新型涂料和涂装方式的化学处理剂；
2.开发研制不产生污染的化学处理剂；
3.开发研制对金属件无需清理即不形成保护转化膜的化学处理剂；
4.开发研制能简化工艺，缩短流程的化学处理剂；
5.开发研制应用于大型构件的化学处理剂；
6.开发具有更高硬度，更耐磨的转化膜；
7.开发具有更致密，保护性能更好的转化膜；
8.开发具有特殊功能的转化膜。

  近日，国家发改委批准了水基防锈液和有机防锈油耐蚀性能测评方面的两项全新标准，并在行业内正式执行。这两项新标准分别为《水基防锈液防蚀性能试验——多电极电化学法》和《防锈油防锈能试验——多电极电化学法》，是由湖南大学应用物理系靳九成和陈迪平两位老师组成的课题组制定的。这两项新标准均属国内外首创，对缩短研发防锈材料新产品，推动防锈技术进步具有重大的应用价值和社会意义。
　　采用该标准对水基防锈液和有机防锈油耐蚀性能测评，测评速度比现行国家标准和国际标准快100倍以上，测试装置体积缩小100倍以上。已申请国际PCT、国家发明专利各一项并获得两项实用新型专利。中国表面工程协会防锈专业委员会于2005年在湖南大学召开年会，大力推荐这两项先进技术标准。
　　据统计，世界各国每年因金属腐蚀造成的损失约占各国GDP的3－4％。目前国内外金属保护方法50％以上采用有机防锈（液）和水基防锈液。现行防锈油（液）耐蚀试验国家标准（GB）和国际标准（IS）一直沿用1939年美国材料学会开发的盐雾箱、湿热箱法、大气暴露法等方法，存在测试周期长，设备笨重、评定技术指标粗糙、主观等问题，长期困扰着腐蚀学界。近几十年来，世界各国都在致力于解决其慢、笨、粗等问题，但一直没有取得实质性突破。
　　1993年，湖南大学吴翠兰、靳九成组成课题组，采用多电极电化学方法进行有机防锈油耐蚀试验基础研究。1996年通过省级鉴定，取得了“国际领先水平”的成果。后由靳九成、陈迪平接力组织课题组，将研究扩大到水基防锈液领域，同时进行测试方法技术标准、测试仪研制。前后两代人历经近12年的努力，终于在2005年取得了突破。 现课题组正进一步深入研究，力争将该技术成果向国际标准推进。