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探析環氧自流平地坪涂料水性技術發展現狀

時間:2021-01-26 21:37:53 來源: 上??扑谷R地坪

探析環氧自流平地坪涂料水性技術發展現狀


環氧自流平地坪


環氧自流平地坪涂料具有無接縫、整體裝飾性好、表面光潔、易于清潔,以及物理機械性能和耐化學品性能優良,價格適中,施工簡便,維修方便等諸多特點。另外,環氧自流平地坪涂料還可根據特殊需求,賦予環氧自流平地坪防靜電、防沖擊火花、耐高溫、防滑等特殊功能,相比于其它環氧自流平地坪材料,更能滿足現代工業生產對環氧自流平地坪的不同要求。正是基于這些特點,現代建筑,特別是現代工業車間,如食品加工、制藥、機械電子、儀器儀表、化工、航空、汽車等行業,大量使用環氧自流平地坪涂料。


1.環氧自流平地坪涂料現狀


我國的環氧自流平地坪涂料產業始于20世紀90年代初期,隨著我國經濟的快速發展,尤其是現代醫藥、電子、食品等行業的高速增長,帶動了環氧自流平地坪涂料的市場需求量。環氧自流平地坪涂料已成為我國近年來涂料行業中繼建筑涂料、交通車輛涂料、家具木器涂料以及海洋防腐涂料后,發展最快的涂料品種之一。


環氧自流平地坪涂料主要有兩大類:環氧環氧自流平地坪涂料和聚氨酯環氧自流平地坪涂料。環氧環氧自流平地坪涂料具有硬度高、抗壓強度高、耐磨性好、耐化學品性優良等優點,但質脆、易裂,耐候性差,通常應用于紫外線較弱的室內場所或作底漆使用,由于使用成本相對便宜,得到了廣泛應用,約占整個環氧自流平地坪涂料市場的70%。聚氨酯環氧自流平地坪涂料盡管在硬度和強度方面稍遜于環氧環氧自流平地坪涂料,但其各項性能具有廣泛的可調節性,具有更好的柔韌性、耐沖擊性、耐磨性、耐有機酸性、良好的抗紫外線性及耐化學腐蝕性等,行人行走時腳感舒適,緩解疲勞,并可隔音減噪,而且具有優異的戶外耐候性,比環氧環氧自流平地坪涂料的應用范圍更廣。由于其使用成本較高,用量約占整個環氧自流平地坪涂料市場的25%。


隨著全民健身理念日益深入民心,大到每個城市,小到每個社區或單位,都將會建造更多類別的體育場館和場地,為健身和比賽提供便利,這些場地無論是耐候性的需要,還是人體舒適度的需要,聚氨酯環氧自流平地坪涂料都是環氧自流平地坪涂裝面層的理想選擇,相信聚氨酯環氧自流平地坪涂料的使用比例會不斷提高。


目前我國環氧自流平地坪涂料80%以上為溶劑型涂料,其余的主要為無溶劑環氧涂料和聚脲噴涂體,水性環氧自流平地坪涂料所占比例很小。溶劑型環氧自流平地坪涂料中含有較多的有機溶劑,這些有機溶劑在涂料的生產和施工期間排入大氣,污染環境,同時危害人類健康;此外,溶劑型聚氨酯環氧自流平地坪涂料中還含有游離的異氰酸酯單體,在施工過程中,會嚴重影響人體健康和生活環境。而無溶劑環氧環氧自流平地坪涂料中含有少量的活性稀釋劑,常用的活性稀釋劑為丁基環氧丙基醚(有一定毒性),成本較高且仍含有一定量的揮發性有機溶劑。溶劑型環氧自流平地坪涂料在實際施工中還存在許多難以克服的弊病,如起泡、鼓泡、脫落、附著不良等,會受到環境溫濕度、基層濕度,以及基面的其它問題的影響,特別是對基材的干燥程度要求很高,而實際施工時很難滿足要求。


水性環氧自流平地坪涂料對基材的干燥程度要求低,施工工具可用水直接清洗,涂料的配制和施工操作安全方便,而且涂料不燃、不爆、安全,貯存和運輸方便,避免了溶劑型涂料因儲存運輸和使用不當而引起的爆炸和火災事故。


近幾年,隨著國際原油價格的飛速增長和居高不下,有機溶劑等基本化工原料的價格普遍上揚,我國是一個石油資源緊張的國家,同時又是一個石油消費大國,節省資源已成為我國今后一項長期而又緊迫的戰略任務。環氧自流平地坪涂料的水性化已成為必然趨勢。


下面就環氧環氧自流平地坪涂料和雙組分聚氨酯環氧自流平地坪涂料的水性化技術進展作一些介紹。


2.環氧環氧自流平地坪涂料的水性化


目前,環氧環氧自流平地坪涂料水性化的技術主要有兩種:一是將環氧樹脂水性化,然后與水可分散的環氧固化劑配合使用;二是低相對分子質量的液態環氧同具有乳化作用的環氧固化劑配合使用。


2.1環氧樹脂的水性化技術


環氧樹脂的水性化技術主要分為成鹽法和乳化法兩大類。


成鹽法是將環氧樹脂改性成富含酸或富含堿的樹脂,再用堿或酸進行中和。成鹽技術又可分為醚化型、酯化型和接枝反應型3類。其中前兩種方法均是通過打開環氧環引入極性基團,接枝反應型是通過自由基引發丙烯酸接枝共聚,將親水基團引入環氧樹脂。成鹽技術制備的水性環氧分散相粒徑達到納米級,貯存穩定性良好,但體系對pH的變化適應性較差,涂膜的柔韌性及耐水性也不理想。


乳化法制備水性環氧樹脂的技術有兩種:一是外加乳化劑法,通過強制或相轉化法制成環氧乳液,外加乳化劑強制制備的乳液分散相的微粒尺寸較大,約50μm,乳液的貯存穩定性極差,并且乳液的成膜性能也不好。轉相乳化法是通過將乳化劑和環氧樹脂混合均勻,隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入蒸餾水,隨著加水量的增加,整個體系逐步由油包水型向水包油型轉變,形成水可稀釋體系。但該體系的貯存穩定性及機械穩定性均比成鹽法制備的水性環氧樹脂差。目前研究較為活躍的是第2種乳化技術,即環氧自乳化,在環氧樹脂分子鏈中引入親水性氧化乙烯鏈段,同時保證每個改性后的環氧樹脂分子上含有2個環氧基,不用外加乳化劑即可自乳化分散形成乳液,其乳液的分散相粒徑較小,貯存穩定性高,體系對pH不敏感,并且乳化劑在成膜時參與了固化反應,因此涂膜的硬度、附著力也有很大提高,目前市售的水性環氧乳液多為此類。


2.2水性環氧環氧自流平地坪涂料固化劑的水性化


水性環氧固化劑是決定水性環氧環氧自流平地坪涂料最終性能的關鍵因素之一。它應能較好地溶解或分散在水中,而且在水中能夠穩定存在,與環氧樹脂具有良好的相容性。該固化劑可直接乳化環氧樹脂或與水性環氧乳液配成穩定的水性環氧體系,同時體系的流變性、適用期、固化條件和涂膜性能也應滿足水性環氧環氧自流平地坪涂料的使用要求。


到目前為止,水性環氧環氧自流平地坪涂料用固化劑經歷了3代的發展。第1代水性環氧環氧自流平地坪涂料用固化劑采用溶劑型環氧固化劑聚酰胺與醋酸、磷酸或鹽酸反應制得銨鹽,再在醇醚類溶劑的輔助下溶于水而制得。該方法僅改善了固化劑在水中的穩定性和親水性,其涂膜性能和固化性能仍未得到改進,存在著水稀釋降黏速度緩慢、固化速率慢、光澤低、硬度低等缺點。


在20世紀80年代后期和90年代初,開發了以環脂胺環氧加成物為基礎的第2代水性環氧固化劑。采用環氧樹脂作為擴鏈劑可以提高固化劑與環氧樹脂的相容性,這種涂料體系即使在低溫和高濕環境下也能較快地固化。


這種水性環氧環氧自流平地坪涂料的缺點是不能厚涂,當一次涂膜厚度超過500μm時,涂膜在干燥過程中容易開裂。


最新開發的第3代水性環氧環氧自流平地坪涂料固化劑是以特高相對分子質量的脂肪胺環氧加成物為基礎分散在水中的乳液,具有高胺官能度、相容性好等特點?;旌虾笕橐悍€定,固化速度快,水稀釋對降低體系黏度優于第1、2代體系,具有較高的施工固體分。當涂膜厚度大于1mm時,仍能很好干燥,不會出現開裂現象。一次可涂覆數毫米厚的環氧自流平地坪涂膜,克服了普通室溫固化水性環氧環氧自流平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。

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