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水性环氧地坪涂料的研究,通过液态环氧树脂与水性固化剂以及颜填料等复配
2020年02月28日    阅读量:3304     新闻来源:中国建材网 cnprofit.com    |  投稿

环氧地坪涂料是现代工业较理想的长效地坪涂料品种。常用的环氧树脂涂料在制作和使用过程中需用大量的有机溶剂,不但价格贵,而且易挥发,对环境污染大。


水性环氧地坪涂料具有低VOC含量、较小的气味、使用安全环保等优点,具有优异的透气性能以及与混凝土良好的相容性,近年来得到了快速发展中国建材网cnprofit.com


1 实验部分

1.1 水性环氧地坪涂料的基本配方及制备工艺

水性环氧地坪涂料由A、B两组分组成。A组分是色漆组分,它是由水性环氧固化剂、水、颜填料以及助剂等组成,B组分为液体环氧树脂和活性稀释剂的混合物。A组分基本配方如下:

水性固化剂: 1 8 . 0 % ~ 3 0 . 0 % ; 水:15.0%~25.0%;颜填料:35.0%~60.0%;润湿分散剂:0.2%~0.8%;消泡剂:0.3%~1.0%;流平剂:0.15%~0.5%;抗划伤助剂:1.0%~4.0%;增稠剂:0.2%~1.0%;水性色浆:0~3.0%。


水性环氧地坪涂料色漆A组分的制备工艺:在洁净的缸中加入部分水、助剂、颜填料预混合,然后加入水性环氧固化剂。剩余水搅拌均匀后,经砂磨机研磨分散至细度合乎要求。在搅拌状态下,加入配方中剩余的水性环氧固化剂、色浆及助剂,搅匀,过滤,包装。


水性环氧地坪涂料B组分的制备工艺:将配方量的环氧树脂与活性稀释剂搅拌均匀包装即可。


1.2 水性环氧地坪涂料的技术性能指标

根据涂料的使用要求,调整A组分配方中水性环氧固化剂和颜填料的含量,可以按要求制成底漆和面漆。A、B两组分的配比(按B组分包含的环氧基团的物质的量与A组分包含的氨基活泼氢的物质的量之比计)为:B组分∶A组分=(1.0~1.2)∶1。


使环氧树脂适度过量,以提高漆膜的耐水性和耐腐蚀性。其主要技术性能指标如下:

容器中的状态:搅拌混合后呈均匀状态;表干:≤3 h;实干:≤24 h;附着力:≤1级;铅笔硬度:≥H;耐冲击性:50 kg•cm;耐磨性(750 g,500r/min):≤0.02 g;耐洗刷性:≥10000次;耐10%NaOH:30 d无变化;耐10% HCl:10 d无变化。


1.3 水性环氧地坪涂料的施工工艺

施工底漆前,需将地面水泥砂浆剔凿并清扫干净,地面如有油脂类杂质,须用溶剂擦拭干净以免附着不良;原水泥地面要求坚固、密实、平整、不起砂,地面如有空鼓、脱皮、起砂、裂痕等,必须按要求处理后方可施工;如果为水磨石、地板砖等光滑地面,须先打磨成粗糙面;


基面应平整,最好要求2 mm靠尺不大于3 mm,基面应无积水或无明显渗漏;施工时现场相对湿度应低于95%,并无明显“返潮”现象;环境温度应在12℃以上,以免固化温度过低,使涂膜性能下降。


施工工序一般为:基面处理 → 底漆 → 中涂(砂浆层) → 腻子 → 面漆 → (罩光清漆)砂浆层和罩光清漆可根据实际使用情况选用。


水性环氧底漆主要用来补强基础,稳固基面残留的尘粒,增加基面涂层间的附着力,对基面残留的碱起一定的封闭作用。中涂施工比较关键,是针对基层不平整或有细微孔洞、裂缝等缺陷的基层近一步的处理。


在已配好的水性环氧涂料(中涂)中加入石英砂和石英粉配成水性环氧砂浆,充分混合搅拌均匀,用镘刀将其均匀涂布成一定厚度的平整密实层。


中涂后用磨光机、砂纸将地坪打磨,并用水性环氧涂料(中涂)与石英粉配成的腻子依实际需要施工数道,要求达到平整无孔洞,无批刀印及砂磨印为准,为面涂提供良好表面。


砂浆层和腻子层一方面可以找平基面,对基面实行进一步加工;另一方面可以增加漆膜厚度,提高承载能力、防腐性能与涂膜使用期限。将面漆配制好,混合均匀后,用辊涂、刷涂或镘涂方式施工,操作者应穿钉鞋进入修补缺陷,再用消泡棍筒进行消泡,以获得平整均匀的表面涂层。水性环氧地坪面漆已经具有良好的性能,一般不需要再涂布罩光清漆。


施工现场双组分混合时应充分搅匀,固化剂乳化液态环氧树脂需要提供足够高的剪切力,以使环氧树脂能乳化成较小的颗粒,最好使用手提式电动搅拌机在400~800 r/min速度下搅拌漆料数分钟。


施工时要特别掌握好漆料的使用时间,可根据漆料的适用期和现场施工人员数量合理调配漆料,以免漆料一次调配过多,超过使用时间而造成浪费。施工底漆、面漆、清漆时可以采用辊或刷涂。施工腻子时采用刮刀刮涂,砂浆层的施工可根据实际情况采用刮涂或镘涂。


2 分析与讨论

2.1 成膜物质环氧树脂的选择

试验用环氧树脂选用市场上易得的液态环氧树脂E-51,因E-51环氧树脂分子链较短,与固化剂有较高的有效交联密度,能形成耐腐蚀性优良的涂膜。另外,环氧树脂分子中的脂肪族羟基具有一定的亲水性,这种羟基有利于水分子在涂膜内积聚或穿过,使涂膜的防水性下降。


E-51环氧树脂分子链中羟基含量很少,形成的涂膜中羟基含量必然也很少,这样从环氧树脂的选择上提高了涂膜的耐腐蚀性和耐水性。


2.2 活性稀释剂对涂料性能的影响

活性稀释剂是黏度较低的含环氧官能团的相对分子质量低的化合物,既能降低环氧树脂的黏度,提高了施工时固化剂组分与环氧树脂组分的易混匀性,使固化剂对环氧树脂的乳化功能更容易发挥,而且活性稀释剂与固化剂混合后又能直接参与与固化剂的反应,不产生VOC。


我们选用了分子链较长的双官能活性稀释剂,用量为环氧树脂质量的10%~15%左右,在涂膜的有效交联密度变化不大的情况下使涂膜的柔韧性得到改善。


2.3 水性固化剂对涂料性能的影响

水性环氧固化剂是决定水性环氧地坪涂料最终性能的关键组分之一。作为水性环氧树脂的固化剂,应能够较好地溶解或分散在水中,而且在水中能够稳定存在,与环氧树脂要有良好的相容性。选用了一种水溶性聚酰胺加成物作为本体系的固化剂,该固化剂对基面的润湿性良好,能排开水固化,即使在较湿的基面也有很好的固化性能,解决了油性环氧涂料湿面施工困难的问题。


2.4 颜填料对涂料性能的影响

为了使漆膜具有一定的遮盖率,颜料的折射率与成膜物质的折射率绝对差值应该较大,一般高分子的折射率为1.55左右,所以加入折射率极高(折射率为2.74)且化学惰性强的着色颜料——金红石型钛白粉,根据不同颜色来决定其用量占色漆质量的分数。


为了保证水性地坪涂料良好的透气性,其颜基比较高,研制的漆膜的致密程度没有同类油性产品高。漆膜表面没有足够厚的致密树脂,难以抵挡化学药品的腐蚀,因此,为了提高产品的耐化学性能,则需选择耐化学品性能良好、耐磨、硬度高、吸油量低的颜填料,如石英粉、硫酸钡等。


另外,适量的滑石粉的加入,不但可以降低漆膜开裂的可能性,而且可以增强漆料的贮存稳定性。其他含钙的填料由于耐酸性不佳不宜采用。


2.5 助剂的选用

所选的分散剂为高分子聚合物型,其适中的亲水亲油平衡值使之与该双组分体系具有较好的相容性,有效地控制浮色,并能很好地使颜填料稳定地分散在体系中,从而提高了产品的贮存稳定性。


在使用过程中,为了使水性地坪涂料具有合适的黏度,改善其施工性能、触变性能、颜填料的分散及涂料系统的稳定性,往往需要增稠剂。综合各种类型增稠剂的特点、性能,亦结合生产工艺的实际情况,选用有机膨润土类增稠剂来解决水性环氧防腐涂料的增稠问题。


使防腐涂料的施工性、稳定性等综合性能得到明显的改善。消泡剂是水性环氧防腐涂料中必须使用的助剂,为了使之在双组分混合以后还能有良好的相容性,选取了水油两用的非硅型消泡剂。


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