喷涂是一种常见的涂装形式，因其方便快捷，在涂装中占据着重要位置。但是，喷涂时存在一个问题，即效率不高。统计数据表明，高效率喷涂的资源使用率只有70%，效率低的甚至只有30%，因此产生的喷涂废料数量巨大，再加上喷涂设备清洗时所产生的废料，喷涂资源浪费现象十分突出。由于喷涂废料废渣回收成本较高，企业对其回收利用的兴趣并不大。随着我国环保力度的加大，企业“三废”排放必须达标，否则会有被关停的风险。因此，相关企业必须加强喷涂“三废”的回收利用，探索一条既能够降低成本，又不造成环境污染的新方法。
一、水性涂料具体分类
人们通常将以水为分散剂的树脂类涂料统称为水性涂料。当前，市面上，水性涂料大致可以分为四种，即聚氨酯水性涂料、丙烯酸树脂水性涂料、环氧树脂水性涂料和醇酸树脂水性涂料。
1.1聚氨酯型水性涂料
该水性涂料主要有水溶型、水分散型和水乳化型。根据分子结构，其可分为线型与交联型，每种又有单组分和双组分之分。其具备无毒、环保、硬度高、耐腐蚀、耐溶剂、耐磨性好、附着力强、对温度适应性强、性能多样可调等特点。但是，当前，受原材料、加工技术等因素影响，聚氨酯型水性涂料发展受限。
1.2丙烯酸树脂型水性涂料
丙烯酸树脂型水性涂料可分为单组分型、高固化型以及高性能型。丙烯酸树脂原料大多不耐溶剂，要将其转换为耐溶剂的水性涂料，因此如何做好丙烯酸树脂原材料的改性是关键。改性技术俗称“活聚合”，能够很好地控制丙烯酸树脂分子量与化学结构及分布。
1.3环氧树脂型水性涂料
目前，市面上的环氧树脂型水性涂料仅仅只有双组分的一种，由疏水性分散体（也叫乳液）和亲水性固化剂组成，该技术重点是如何做好疏水性树脂的乳化。
1.4醇酸树脂型水性涂料
目前常用的醇酸树脂型水性涂料基本为内乳化法合成的分散体。内乳化法通过用适量酸或碱来中和聚合物中的羧基或氨基，促使聚合物能够分散于水中。水性醇酸涂料涂刷性好、光滑性高，但是涂膜硬度低、干燥时间较长且耐腐蚀能力较弱，需要先进行改性处理，以满足喷涂需求。当前，改性处理方式有物理改性法与化学改性法。
二、废渣回收利用技术
2.1喷涂涂装过程中过喷漆雾回收利用
涂装可分为喷涂、辊涂、刷涂、淋涂、浸涂和电泳涂装等方式，最为常见的是喷涂。静电喷涂能够有效减少涂料喷雾飞散，提升涂料利用率，但喷涂过程中仍然会有部分喷雾到处飞散。对于这些飞散的喷雾，可以采取冷却、水幕、离心力等方式进行收集，将收集好的漆渣分析和调整后，与新涂料混合使用，在一些涂装要求较高的领域，回收调整涂料需要降级使用。目前主要有五种回收利用方法。
2.1.1超滤和蒸馏方法
超滤回收技术原理是利用超滤装置将浓度较低的废水经浓缩处理后再次投入使用，其工艺流程为先用超滤装置收集分散于水中的过喷漆雾，待漆雾浓缩至15%～40%，与原涂料混合后使用。废渣回收还可以运用蒸馏方法实现二次利用，也就是用蒸馏原理除掉一部分水分和有机溶剂，余下混合物再用黏合剂及颜料进行调节，待固态含量介于25%～40%后，运用水及助溶剂调节至施工黏度要求后作为喷涂底漆使用。
2.1.2转动圆柱法
转动圆柱法主要利用喷涂过程中产生的剩余静电来捕捉过喷漆雾，在喷涂工作区域设置可以转动的圆柱体，圆柱表面安装自动喷雾系统，保障圆柱表面始终处于湿润状态。被喷涂物体通过时，那些过喷的漆雾就会附着在圆柱表面，待形成一定厚度漆层后，因重力作用向下滑落，回收后的涂料可以返回喷漆工作线再次使用。
2.1.3离心力法
离心力法是最新研发的一种回收方法，利用高速旋转产生的离心力将漆雾分离，在拦截漆雾时，运用负压抽风加速漆雾分离。该项技术的回收效率较高，且占地空间较小。
2.1.4冷却法冷却法
主要依靠不锈钢板将空气中的湿气凝结，创造出绝对湿的一种结露界面，这样一来，过喷漆雾经过不锈钢板表面时，就会与凝露相溶，然后流入收集槽。不锈钢板表面结露主要依靠冷却循环水系统，冷却水的温度比结露温度低3～5℃，以确保不锈钢板面水膜一直存在，待过喷漆雾经过时附着在水膜之上，依靠重力作用流向沟槽。
2.1.5封闭直接回收法
封闭直接回收依靠的是挡板功能，挡板将漆雾直接拦截，拦截挡板会定期下沉至位于下方的涂料槽中，将附着于挡板上的涂料溶解于其中。槽液经过内循环系统进行控制，并安装有黏度调节设备。
2.2电泳涂装时废渣回收
工作人员在对电泳工件清洗时，所使用的水电导率较低，防止电泳涂膜形成二次涂层。冲洗水中依然含有较多的电泳涂料，通常采取超滤装置进行回收，经过处理后可再次投入使用，使整个系统形成一个闭环。
三、废水处理利用技术
水性涂料涂装过程中会产生大量污水，如果未经处理就进行排放，会造成一系列问题。目前常用的涂装污水处理有两个技术要点：一是破坏其乳化体系稳定性，二是强化其水溶性体系稳定性，促使污水中水性涂料形态变化，变为矾花颗粒状，再将絮凝剂融入其中，使涂料颗粒絮凝化，做好渣水分离，分离后的水体可以再进入内循环系统重复使用。
3.1破乳作用
破乳实质上就是将稳定的乳液体系彻底破坏，使之呈现乳水分层形式。常用的破乳方式有物理破乳法、机械破乳法以及物理化学破乳法。物理破乳法又可以分为电沉积破乳法、超声波破乳法、过滤破乳法等，其中，电沉积破乳法主要利用高压静电场促使分散物产生聚集，使用超声波破乳法时要注意控制好超声波强度，以免影响破乳效果，过滤破乳法则利用多孔性材料达到破乳目的。机械破乳法依靠外力来促使乳液破乳，常见的有离子分离器。物理化学破乳法的关键是降低乳液稳定性，主要依靠乳液类型或界面性质的改变来实现。
3.2常见涂装污水处理技术
当前，处理涂装污水的主流方法为生物法和物理化学法。因为涂装污水所含的污染物浓度较高，BOD/COD值＜0.3，在实际处理时，通常采取预处理与生物法相结合的模式，其工艺流程是将污水汇集于反应池，在其中加入助剂，进行混凝，再先后使用厌氧生物、好氧生物进行处理，将污泥排掉，最后进行二次沉淀。3.3水性涂料处理药剂选型
3.3.1正确选取处理药剂
水性涂料的处理药剂包括助剂、絮凝剂和水性涂料分离剂。助剂起到混凝作用，可分为有机类和无机混合类。絮凝剂的主要成分是聚丙烯酰胺，根据其自身特点又可以分为阳离子型、阴离子型及改性两性离子型等。在实际操作时，絮凝剂的选择需要因待处理水体而异，絮凝剂的主要作用是将水体中矾花颗粒絮凝成团，以达到渣水分离目标。水性涂料分离剂的主要成分是聚合型高分子树脂，其主要作用是分离难以析出的成分（颜料、树脂等），该分离剂利用的是中和原理，主要通过带有正电荷主链分子与可溶性分子内阴离子（羟基和磺酸基）之间发生中和作用形成颗粒物，便于捕捉、吸附和絮凝。
3.3.2水性涂料的处理药剂使用
在确定水性涂料的处理药剂组合方案前，要先在实验室开展小样试验，针对生产线所提取的废水、涂料样品，在实验室内模拟现场环境进行处理分析，得出最佳处理方案。其试验效果判定标准要视客户实际需求来定，例如，客户要求废渣上浮或下沉时，所使用的处理药剂方案自然不同。在应用方案选择上，要根据小样模拟试验所得结果对污水处理进行具体选择，例如，在处理连续式污水时，应当采用计量泵来连续添加药剂，对于间断式污水处理模式，药剂需要一次性投放。最后，要根据现场处理设备特点，合理安排药剂添加点。
3.4辅助设备
辅助设备可分为渣水分离设备及废渣脱水设备。前者又被称为渣水分离刮泥一体机，可分为气浮机与沉降分离机；后者包括离心机、板框压滤机、叠螺机和烘干设备等。渣水分离设备的主要作用是将废渣和水体分离，分离后的水体可以循环使用，也可以处理达标后予以排放。废渣脱水设备用来降低废渣含水率，减轻废渣质量，降低固体垃圾处理成本。
四、废气处理技术
VOC（挥发性有机化合物）废气处理技术主要有两种，一种是回收技术，另一种是销毁技术。当前采用较多的是蓄热氧化、吸附和催化燃烧技术，由于水性涂料产生的废气有机物浓度较低且含有水蒸气，通常需要采取组合技术来脱除废气有机物。
4.1吸附组合技术
吸附组合技术使用各种固态吸附剂（如活性炭、分子筛等），吸附和净化排放废气中的污染物。吸附法适用范围广，设备仪器要求低，净化效率高，被广泛采用。当前，我国有机废气处理设备有一半以吸附技术为基础，主要分为固定床、移动床、流化床及变压等吸附技术类型。吸附与其他技术相结合（如吸附+冷凝、吸附+催化燃烧、吸附+蓄热氧化），能够有效解决废气成分复杂、污染物含量低、风量大且不易回收的问题，是处理水性涂料废气的上佳选择。一是吸附+冷凝技术。该技术采用移动床吸附废气中的有机物，利用高温空气使有机物脱附，最后进行冷凝回收。二是吸附+蓄热氧化技术。该技术将黏度低、风量大的有机废气在小风高温环境中脱附，使其转换为风量小、浓度高的有机废气，经过催化燃烧销毁或蓄热氧化。
4.2吸收技术
吸收技术利用吸收液将VOC从废气中吸收，其处理有机废气的效率介于95%～98%。吸收设备可分为填料塔与喷淋塔两种，吸收技术尤其适合处理高湿VOC废气。大部分水性涂料中的VOC成分为醇类、氨类、醇醚类等易溶于水的有机物，因此通常采用水为吸收液，含有VOC成分的吸收液可以重复使用。
五、结论
总的来说，水性涂料有着节约资源、影响环境较小等优势，受到人们广泛关注。但是，水性涂料使用时还存在不少技术问题需要解决，在生产质量上把关要严，在使用范围上还可以进一步拓展，在废渣、废水、废气排放方面还需要加强回收利用，强化处置手段，力求达标排放，为我国生态文明建设奠定基础。
来源：环保
