厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料

1、厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料作者施雪珍，陳國強，陳鋌（上海綠嘉水性涂料有限公司，上海）摘要：簡述了三種環(huán)氧地坪涂料的特點，重點討論了厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料各個組成的選擇原理以及對涂膜性能的影響，并給出了適臺做厚涂水性環(huán)氧地坪涂料的配方實例及其性能。關鍵詞：厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料：水性環(huán)氧固化劑：單向透氣性：適用期§粼釃弘玀：，磊？。“，；，。擴慧：，。；。：，釋，黲驢移。引言環(huán)氧地坪涂料根據(jù)涂料中所用的溶劑的不同分為溶劑型環(huán)氧地坪涂料、無溶劑環(huán)氧地坪涂料和水性環(huán)氧地坪涂料。溶劑型環(huán)氧地坪涂料采用有機溶劑作為稀釋劑，該種涂料施工方式一般采用刷涂、滾涂或噴涂，次施工的厚度

2、一般不厚。由于溶劑型涂料中含有大量的有機溶劑，施工寸揮發(fā)出來影響施工人員的健康，同時向大氣中排放大量的有機揮發(fā)物，對環(huán)境造成污染。無溶劑環(huán)氧地坪涂料不需要采用有機溶劑作為稀釋劑，施工方法一般采用自流平或舌涂，一次施工的厚度一般為。無溶劑環(huán)氧地坪涂料中采用活性稀釋劑降低涂料的施工黏度，活性稀釋劑一般為甘油縮水醚，雖然可以同環(huán)氧固化劑反應，但是由于自身也具有一定的揮發(fā)性，在施工以及固化過程中會揮發(fā)出來，也會影響到施工人員的身體健康。而水性環(huán)氧地坪涂料采用水作為稀釋劑，涂層可厚可薄。薄涂層一般采用刷涂、滾涂或噴涂，一次施工厚度一般；厚涂層一般采用自流平或刮涂，一次施工厚度。同以上兩種地坪相比較，水性

3、環(huán)氧地坪圖涂料有如下優(yōu)點：（”以水作為分散介質氣味小，不燃，貯存、運輸和便用符合環(huán)保要求，（）水性環(huán)氧地坪涂料由于固化的特殊性便得干燥后的涂膜具有微孔隙，可允許水汽滲透，這樣釋放了混凝土內部水汽的壓力，使得涂層免于破壞，可以避免無溶劑環(huán)氧地坪涂料由于固化太致密而造成混凝土內的水汽無法除去，產(chǎn)生鼓泡，變形、空鼓甚至剝離等涂膜缺陷；（慢用方便，施工性能好，施工工具可用水直接清洗，降低施工成本；（）適用范圍廣可在室溫和潮濕的環(huán)境中使用，并且對舊基首屆水性地坪及建筑涂料技術研討會材也有良好的重涂性；（）裝飾性強，表面光滑平整，有半光、亞光可供選擇。國內目前多采用水性環(huán)氧固化劑乳化液態(tài)環(huán)氧樹脂或者與環(huán)氧

4、樹脂乳液配合來制成水性環(huán)氧地坪涂料。國內現(xiàn)有的水性環(huán)氧固化劑多適合做薄涂，用作厚膜的話涂層表面固化太快而造成內部水分采不急揮發(fā)，往往不能完全固化，這就影可至固化后涂膜交聯(lián)密度，形成的涂膜密實性差，涂膜表面的光澤、豐滿匪與溶劑型地坪涂料有著較大的差異，且相應的嘲腐蝕性能也很難完全滿足各種地面環(huán)境的要求。本文對厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的水性環(huán)氧固化刑組分和環(huán)氧樹脂組分的選擇做了較多的闡述，以適合做厚涂的水性環(huán)氧固化劑為基礎討論了其他可能影響到厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料涂膜性能的因素，并給出了厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的配方實例和性能。厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的制備水性環(huán)氧固化劑水性環(huán)氧固化劑是決定厚涂型水性環(huán)

5、氧地坪涂料最終性能的關鍵因素之一。作為水性環(huán)氧樹脂的固化劑應能夠較好地溶解或分散在水中，而且在水中能夠穩(wěn)定存在，與環(huán)氧樹脂要有良好的相容性。該固化劑可直接乳化環(huán)氧樹脂或與水性環(huán)氧樹脂乳液配成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂體系，同時體系的流變性能、適用期、固化條件和涂膜性能也應滿足厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的使用要求。常用的水性環(huán)氧固化劑大多為多元胺或其改性產(chǎn)物，利用其分子中胺基上的活潑氫與環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基反應。多元胺常用的改性方法有以下三種：第一種是地坪涂料水性環(huán)氧；由多元胺與單脂肪酸反應制得的酰胺化的多胺，第二種是由二聚酸與多元胺進行縮合而成的聚酰胺，第三種是由多元胺與環(huán)氧樹脂加成得到的多胺一環(huán)氧加成

6、物。這三種方法均采用在多元胺分子鏈中引八非極性基團，使得改性后的多胺固化劑具有兩親性結構，以期改善與環(huán)氧樹脂的相容性。對于厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的固的選擇必須考慮在和樹脂組分混合后的可操作時間和涂膜的干燥速度。如果混合后涂料的可操作時間較長，施工后一直處在液體狀態(tài)，隨看涂膜厚度的增加，水汽向外擴散距離也增加，部分水汽來不及擴散到表面，涂膜表面已經(jīng)成膜固化，涂膜表干里面不干，涂層容易發(fā)生應力開裂，因而對于常規(guī)水性環(huán)氧固：齊而言，涂膜厚度要是大于是不推薦使用。另外如果混合后涂料的可操作時間較短，也就是涂料整個體系固化比較快，雖然水性環(huán)氧地坪涂料獨特的單向透氣性不會造成涂膜表面應力開裂，但單就涂料的

7、可施工性而言也是不足取的。以環(huán)脂胺為基礎的無溶劑自流平地板涂料體系一個明顯問題是在涂膜表面產(chǎn)生白霧。這是環(huán)脂胺固化劑中存在游離胺，在水汽存在下，游離胺和二氧化碳在表面產(chǎn)生反應，生成稱為水痕的“白斑”。這劉于環(huán)脂胺加成物固化劑是不可避免的，尤其是在低溫和高濕條件下情況尤為嚴重。我們正是基于涂料適用期、干燥速度和涂嗅表面效果的同時考慮，開發(fā)了水性環(huán)氧固化劑，表為水性環(huán)氧固化劑各項性能指標。水性環(huán)氧固化劑是一種水可分散的胺加成物，不含游離胺，不會有氨基甲酸酯的生成，從而改進涂膜的外觀。此外，水性環(huán)氧固對顏填料也有較好的潤濕性，加入較多量的顏填料配成的色漆粘度也不會很高，涂料的可操作性良好。并且該固為

8、非離子型，對于各種助劑和填料的選用沒有特殊要求，不用考慮助：顏填料的離子型，助劑和顏填料選擇空間很大。表水性環(huán)氧固化劑各項性能指標檢測項目技術指標外觀色澤（加德納法）有效成分質量分數(shù)（）黏度（，）密度（）值活潑氫當量與標準液體環(huán)氧樹脂的配比淡黃色粘稠液體±。樹瞻：（質曼比水性環(huán)氧固化劑親油性較強，和環(huán)氧樹暗有良好的相容性，能很好地乳化液體環(huán)氧樹脂，配成的水性環(huán)氧地坪涂料的施工期限大于，涂膜表面平整光滑，尤其當涂瞑大于仍能良好干燥，不會出現(xiàn)開裂。一次就可涂覆數(shù)毫米厚的地坪涂膜，克服了普通室溫固化水性環(huán)氧地坪涂料不能一次性厚涂的缺陷，具有良好的市場應用前景。環(huán)氧樹脂液態(tài)環(huán)氧樹脂或其乳液以

9、及固態(tài)環(huán)氧樹脂的乳液是水性環(huán)氧地坪涂料目前最常用的環(huán)氧樹脂組分，可配制成零或低水性環(huán)氧地坪涂料。但如果要用于厚涂，則必須保證涂料體系有較高的固體份和較快的固化速度，我們選擇低粘度液態(tài)環(huán)氧樹脂作為樹脂組分。環(huán)氧值高的環(huán)氧樹脂充分固化后的有效交聯(lián)密度大，對腐蝕性介質透過涂膜有強的抵擋作用；環(huán)氧值低的環(huán)氧樹脂日相反。但是，過高的交聯(lián)密度容易使涂膜變脆，所以還應在環(huán)氧樹脂組分中加八活性稀釋劑?；钚韵♂寗┠芙档屯苛现M分的內部黏度，樹脂的黏度影響乳化效果，而乳化效果最終將影響涂膜的性能。這是由于在同樣的剪切力作用下，樹脂組分的黏度降低，樹脂更易被剪切。而目厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料采用的是較低速度乳化，樹脂

10、黏度的降低，明顯增強了水性環(huán)氧固的乳化效果。提高了水性環(huán)氧固化劑組分與環(huán)氧樹脂組分的易混勻性，使得水性環(huán)氧固化劑對環(huán)氧樹脂的乳化功能更容易發(fā)揮，并且活性稀釋劑本身又能直接參與與固化劑的反應，不產(chǎn)生?；钚韵♂寗┯袉喂倌芎投喙倌艿?，單官能活性稀釋劑的加八降低了有效交聯(lián)密度，能明顯改善涂膜的韌性，但是相應的涂膜的耐化學品性能會下降。選用雙官能活性稀釋劑，在涂膜的有效交聯(lián)密度變化不大的情況下使涂膜的柔韌性得到改善。合適的環(huán)氧樹脂組分為低黏度液態(tài)環(huán)氧樹脂和單環(huán)氧稀釋齊復配或者低黏度液態(tài)環(huán)氧樹脂和雙官能度環(huán)氧稀釋劑，一丁二醇二縮水甘油醚復配，當然稀釋劑的用量不能超過環(huán)氧樹脂的，過高會損失涂膜的抗化學性。環(huán)

11、氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑的使用比例（用環(huán)氧基與胺氧當量比來表示）對水性環(huán)氧地坪涂料的性能有很大的影響，水性環(huán)氧地坪涂料的性能可通過調節(jié)環(huán)氧基與胺氫當量比來改變。具體的當量比因應用場合不同而異，環(huán)氧樹睹過量可使水性環(huán)氧地坪涂料的適用期延長，涂料疏水性增強，涂膜的耐水和耐堿性以及耐濕性等性能厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料有所提高；而隨著固化劑組分的增加，固化反應加快，涂瞑的干燥速度加快，并且更多的固化劑滲透至樹脂顆粒中心，使得涂膜的交聯(lián)更完全，即涂膜的耐磨性性和耐溶劑性能均得到了提高。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)氧基與胺氫當量比在之間可保證涂膜有良好的性能。顏填料厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的著色宜選用自些喇化學藥品性和耐候性較好

12、的無機顏料或其水性色漿。配制時填料的選擇原則是采用低吸油量、細度適中耐化學品性能良好、耐磨、硬度高的填料，如硫酸鋇、石英粉等。另外，適量加八滑石粉，不但可以降低漆膜開裂的可能性，而且可以增強漆料的貯存穩(wěn)定性。另外考慮到選用的水性環(huán)氧固是非離子型固化劑，分子中含有一定的表面活性鏈段，能潤濕顏填料，有一定的潤濕分散作用，因而我們建議配漆在水性環(huán)氧固化劑組分中進行。而且水性環(huán)氧固化劑列顏填料的接受性良好，即使酸性顏填料也可以使用。填料的用量（用顏基比來表示）列水性環(huán)氧地坪涂料的最終性能影響很大，適量的加八不僅能降低水性環(huán)氧地坪涂料的成本，縮短涂膜表干時間，還可以提高涂膜的機械強度、耐磨性、光澤和遮蓋

13、力，減少涂料固化時的體積收縮，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性。為保證水性環(huán)氧地坪涂料有一定的厚度，必須增加顏填料的用量。采用水性環(huán)氧固化，顏填料的用量可以較高，顏基比達到時涂膜仍有很好性能，而且較高的顏基比也可以保證涂膜一次成型有一定的厚度，減少開裂的可能。助劑厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料應選用的助劑有消泡劑、分散劑、流變調節(jié)劑、流平劑等，具體選擇寸應考慮與水性環(huán)氧固化劑的相容性，避免出現(xiàn)凝膠和涂膜浮油等缺陷。選用分散劑寸應考慮是否與該水性環(huán)氧體系有較好的相容性，能有效地控制浮色，并能很好地使顏填料穩(wěn)定地分散在體系中，從而提高了涂料的貯存穩(wěn)定性。對于厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料，一般不建議添加增稠劑，這是為了

14、保證涂料體系的黏度不會太高，否則顏填料和水的加量將會受到影響，也會影響到最終涂膜的干燥速度和厚度。消泡劑是厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料必須便用的助劑，為了使之在雙組分混合以后還能有良好的相容性，選取水油兩用的消泡劑。而且相劉薄涂水性環(huán)氧，消泡首屆水性地坪及建筑涂料技術研討會難度也增加不少，消泡劑用量明顯增加，此時可以考慮多種消泡劑復配。此外，為了保證涂料有很好的流動性，還應選用潤濕流平劑，一來提高對顏填料和底材的潤濕性，還能改善涂料的流變性能，使得厚涂仍有良好的流平效果。因為厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料面圖采用一次施工成型，不用考慮層間附著力，也可加八各種耐劃傷助劑進一步提高漆嗄的滑爽性及耐劃傷性，包括水

15、性蠟漿、有機硅氧烷、有機固體蠟粉、無機材料等。單向透氣性和適用期在溶劑型環(huán)氧地坪涂料中，環(huán)氧樹脂和固化劑互溶，并以分子形式完全溶解在有機溶劑中，形成的體系是均相的，固化反應在分子之間進行，因而固化反應進行得比較完全，所形成的涂膜非常致密，透氣性極差，當應用在地下潮氣較重的底材時，由于地下水汽的上升對涂瞑產(chǎn)生滲透壓，當這個滲透壓力大于涂膜與基層間的附著力時，涂膜就會被水汽壓力頂起，表現(xiàn)為涂膜鼓泡、剝離。而在水性環(huán)氧涂料體系中，水性環(huán)氧固化劑乳化環(huán)氧樹脂后形成的乳膠粒是以分散相形態(tài)分散在水相中，不能完全溶解。固化時包覆在環(huán)氧樹瞻粒子表面的水性環(huán)氧固化劑分子首先和環(huán)氧樹脂接觸發(fā)生固化反應，隨著固化反

16、應的進行，環(huán)氧樹脂分散相的相列分子質量和玻璃化溫度逐漸提高，使得水性環(huán)氧固化劑分子向環(huán)氧樹脂分散相粒子內部的擴散速度逐漸變慢，這就意味著環(huán)氧樹脂分散相粒子內部進行的固化反應較其表面的少，內部交聯(lián)密度也較低。同時隨著固化反應的進行，環(huán)氧樹脂分散相粒子逐漸變硬，粒子之間也很難相互作用而凝結成瞑。因而水性環(huán)氧樹脂涂料與溶劑型環(huán)氧樹脂涂料相比，很難形成均相、完全固化的涂膜。這樣涂膜不是很致密，再加上較高的顏基比，使得涂膜中存留較多開放的微孔，這些微孔無法產(chǎn)生毛細作用，只有氣態(tài)水分子才能通過這些孔，因而涂膜具有優(yōu)良的單向透氣性，也就是說，地下的水汽能以分子形式透過涂瞑，而涂膜表面的水是締合形式的水，粒徑

17、較大，難以透過涂哽向下滲透。由此可見水性環(huán)氧地坪相對油性環(huán)氧地坪具有很好的透氣，主，即使厚涂也不會開裂，特別適用于那些潮濕、排風效果不好和未作防水層的場合。關于可操作時間（適用期），列于溶劑型體系，相同固化劑量的情況下增加環(huán)氧樹脂組分，交聯(lián)密度將下降，黏度上升速率變慢，因此施工期限延長。而列水性環(huán)氧體系，施工期限不是取決于黏度的上升，而取決于乳液地坪涂料水性環(huán)氧粒子之間的聚結性。隨著水性環(huán)氧固化劑比例的增加，環(huán)氧樹脂分散相粒子表面的水性環(huán)氧固化劑濃度的增加，反應速度加快，粒子表面的硬化速率上升，也就是玻璃化溫度有所提高。旦助溶劑不足以降低體系的玻璃化溫匣，那厶分散相粒子之間的凝結將變得很困難，

18、甚至停止聚結，也就是達到施工期限終點。也就是說隨著固化劑組分的增加，涂料的施工期限將縮短。如果要延長涂料的適用期，可適當提高樹脂組分的用量。厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的配方實例和性能厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料由甲、乙兩組分組成，甲組分為液態(tài)環(huán)氧樹脂配以適當比例的活性稀釋劑，其基本配比見表。配漆則選擇在固化劑組分中進行，這一點與常規(guī)的溶劑型環(huán)氧地坪涂料的配制不同（在環(huán)氧樹脂溶液組分中配漆）。采用水性環(huán)氧固化劑色漆（乙組分）來乳化含有少量活性稀釋劑的液體環(huán)氧樹脂（甲組分）。表厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料甲組分基本配方組成質量環(huán)氧樹脂壞氧稀釋劑考慮到厚涂型雙組分水性環(huán)氧地坪涂料也是一種乳液型涂料，為了降低涂料的最

19、低成膜溫度，有利于固化凝結成膜，還可以在樹脂組分中加八少量的共溶（又稱成膜助劑），如各類醇醚、醇醚醋酸酯和醵酯等，特別是那些對環(huán)境不會產(chǎn)生污染的溶（如丙二醇甲醚等）。同時共溶劑的加八還能調節(jié)涂料體系的黏度，改善厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料的流平性和最終涂膜的，見在一般情況下，共溶劑的添加螢按基料的一左右考慮，在溫度較低的季節(jié)施工，共溶劑的加人量可適當增加以得到更好的涂膜效果。厚涂型水性環(huán)氧地坪涂羊斗乙組分由水性環(huán)氧固化劑、水、顏填料以及各種助劑組成的水性環(huán)氧地坪涂料色漆，其基本配方見表。表厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料乙組分基本配方組成質量水性環(huán)氧固化劑水消泡劑分散劑鈦白粉其他填料水性環(huán)氧固化劑復配消泡劑色漿若干厚涂型水性環(huán)氧地坪涂料乙組分的配制工藝為：（將水性環(huán)氧固化劑、水、消泡劑和分散劑加到拉缸中，攪拌直至