水性水性環(huán)氧地坪漆(epoxy flooring)涂料的研制及性能研究

1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1原料
水性水性環(huán)氧地坪漆（防腐，防滑，耐重，防靜電）乳液OER-95、OER-1455、水性環(huán)氧固化劑（W-751），鈦白粉R-818，濟(jì)南裕興；沉淀（precipitation）BaSO4；分散劑；消泡劑；流平劑等。武漢水性地坪漆無窮花水性環(huán)氧地坪涂料為雙組分涂料，具有良好的耐水、耐油、耐酸和耐堿、耐鹽霧腐蝕等化學(xué)特性，同時(shí)具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性、耐洗刷性、環(huán)保性。可滿足現(xiàn)代工業(yè)地坪的需要，并且具有溶劑型環(huán)氧地坪涂料不具備的優(yōu)點(diǎn)，如施工工具易清洗、施工過程安全無毒、無污染等特性。
1.2主要性能指標(biāo)測試
目前，因水性水性環(huán)氧地坪漆涂料沒有相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其主要性能指標(biāo)，如附著力(adhesion)、耐沖擊性、硬度、耐磨性參照GB1720、GB1732、GB6739、GB1768的實(shí)驗(yàn)方法；耐水性參照GB/T1733—93、耐堿性、耐酸性(acidity)參照GB/T9274—88。
2.結(jié)果與討論
2.1水性環(huán)氧地坪漆類型的影響(influence)
水性環(huán)氧地坪漆的類型對于水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的性能影響很大，雙酚A型水性環(huán)氧地坪漆分子中含有極性高而不易水解的羥基和醚鍵，使其對混凝土等多種基材有良好的附著力，其涂料固化時(shí)的體積收縮率低，耐化學(xué)性好；并且雙酚A型水性環(huán)氧地坪漆為剛性的苯環(huán)和柔性的醚鍵交替排布的結(jié)構(gòu)，賦予(entrust to)地坪涂料較好的機(jī)械性能，所以這類水性環(huán)氧地坪漆被廣泛應(yīng)用于地坪涂料，而其他類型的水性環(huán)氧地坪漆，如雙酚F型和酚醛型則較少應(yīng)用。__
通過(tōng guò)大量實(shí)驗(yàn)，選擇了OER-95自乳化水性環(huán)氧(Oxygen)地坪漆，其對顏料有良好的展色性。主要技術(shù)參數(shù)為：活性成分56%；外觀為乳白色液體；粘度2000~5000mPa·s；環(huán)氧當(dāng)量950~1120；溶劑為37%水、7%的乙氧基丙醇。
2.2水性環(huán)氧固化劑的影響
水性環(huán)氧固化劑是決定水性水性環(huán)氧地坪漆(epoxy flooring)涂料較終性能的關(guān)鍵組分之一，應(yīng)能較好地溶解或分散在水中，且在水中穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)，與水性環(huán)氧地坪漆有良好的相容性，同時(shí)體系的流變性能、適用期、固化條件和漆膜性能也應(yīng)滿足地坪涂料的使用要求。通過實(shí)驗(yàn)，選擇W-751作為體系的固化劑，該固化劑是一種胺聚合物在水中的分散體，活性成分58.5%，游離胺包含比重小于1%，外觀為淡黃色澄清液體，粘度8500~15000mPa·s，胺值（固體分）290~320mgKOH/g，氫(Hydrogen)當(dāng)量225。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）卓越的顏料潤濕性，良好的穩(wěn)定性，可經(jīng)受高速分散、研磨，對無機(jī)和有機(jī)顏料具有潤濕分散作用；（2）與各類水性環(huán)氧地坪漆通用，與OER-95配合使用，所得漆膜具有良好的硬度以及耐化學(xué)性。
2.3顏填料的選擇
水性水性環(huán)氧地坪漆涂料用顏料應(yīng)具有良好的耐化學(xué)藥品性和耐候性，如金紅石型鈦白粉、酞菁藍(lán)、氧化鉻綠等；填料的選擇原則是采用低吸油量、具有化學(xué)惰性的填料，如石英粉、滑石粉。考慮到水性環(huán)氧固化劑呈微堿性，故應(yīng)避免采用酸性(acidity)的顏填料。水性水性環(huán)氧地坪漆涂料為雙組分涂料，顏填料一般添加在水性環(huán)氧固化劑組分中。填料的用量（用顏基比來表示）對水性環(huán)氧涂料的較終性能影響(influence)很大，適當(dāng)?shù)奶砑恿坎粌H能降低（reduce)水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的成本，縮短涂膜表干時(shí)間，還可以提高涂膜的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、光澤和遮蓋力，減少涂料固化時(shí)的體積收縮，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性。通過實(shí)驗(yàn)，選擇沉淀BaSO4、空心微珠為填料來保證水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的光澤及流平性。
2.4助劑的選擇
2.4.1潤濕分散劑
在水性水性環(huán)氧地坪漆涂料中，細(xì)小顏、填料顆粒間有很大的內(nèi)聚吸引力，具有凝聚成大顆粒的傾向。而水性水性環(huán)氧地坪漆涂料又以水為分散介質(zhì)，水分子間的內(nèi)聚能密度（單位:g/cm3或kg/m3)更大，更增強(qiáng)了這種傾向。為了克服這種傾向，在水性水性環(huán)氧地坪漆涂料制備中要借助潤濕劑和分散劑的作用才能使顏料被潤濕和分散。分散是水性水性環(huán)氧地坪漆涂料生產(chǎn)的關(guān)鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)環(huán)節(jié)，它可以分為3個(gè)基本步驟：（1）利用潤濕介質(zhì)（水）來潤濕顏、填料；（2）用高速分散或研磨設(shè)備通過機(jī)器剪切的方式，將顏、填料顆粒研磨分散在介質(zhì)中；（3）利用分散劑的作用來穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)懸浮狀態(tài)。分散過程將直接影響(influence)涂料的許多關(guān)鍵性能，如：粘度、儲存穩(wěn)定性和固含量等。潤濕劑的作用是降低（reduce)填料和水界面的表面張力，使之易于潤濕，并能有效降低體系的表面張力，促進(jìn)地坪涂料對基材的潤濕，改善消泡劑和體系的相容性。由于潤濕劑在降低體系表面張力的同時(shí)也會產(chǎn)生起泡和穩(wěn)泡的作用，所以應(yīng)盡可能選擇潤濕性好而低泡沫的潤濕劑。潤濕劑的種類和用量應(yīng)根據(jù)地坪體系的表面張力、基材的界面張力、消泡劑的種類和用量等因素確定。
水性水性環(huán)氧地坪漆體系要求既有較好的分散性又有較好的潤濕性，還需要具有保護(hù)體系的穩(wěn)定性等功能，經(jīng)過多次試驗(yàn)選定122分散劑與140潤濕劑配合使用。武漢水性地坪漆無窮花水性環(huán)氧地坪涂料為雙組分涂料，具有良好的耐水、耐油、耐酸和耐堿、耐鹽霧腐蝕等化學(xué)特性，同時(shí)具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性、耐洗刷性、環(huán)保性?？蓾M足現(xiàn)代工業(yè)地坪的需要，并且具有溶劑型環(huán)氧地坪涂料不具備的優(yōu)點(diǎn)，如施工工具易清洗、施工過程安全無毒、無污染等特性。
2.4.2消泡劑
在地坪涂料的制備過程中，需要加入多種助劑，其中有些助劑為表面活性劑，它在降低體系表面張力（解釋:物體受到拉力作用時(shí)的相互牽引力)的同時(shí)，在生產(chǎn)及施工攪拌過程中會產(chǎn)生大量泡沫。武漢水性地坪漆無窮花水性環(huán)氧地坪涂料為雙組分涂料，具有良好的耐水、耐油、耐酸和耐堿、耐鹽霧腐蝕等化學(xué)特性，同時(shí)具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性、耐洗刷性、環(huán)保性?？蓾M足現(xiàn)代工業(yè)地坪的需要，并且具有溶劑型環(huán)氧地坪涂料不具備的優(yōu)點(diǎn)，如施工工具易清洗、施工過程安全無毒、無污染等特性。為了保證涂料質(zhì)量和漆膜外觀，需要加入消泡劑。消泡劑能使涂料具有抑泡和消泡作用，使涂膜無“針孔”和“魚眼”等弊病，從而保證地坪的裝修飾品性，應(yīng)選用消泡效果和相容性好的消泡劑。表2是幾種主要消泡劑的消泡效果和相容性實(shí)驗(yàn)的對比表。
2.4.3增稠流平劑
增稠流平劑的主要作用是調(diào)整體系的流變性能，改善涂料的流平性，使漆膜具有較好的豐滿度等，流平劑應(yīng)具備以下性能：（1）用量低而流平性好；（2）儲存穩(wěn)定性好；（3）對涂料性能無副作用，但能改進(jìn)施工性能，通過流平劑可控制顏填料絮凝沉淀和貝納爾德旋渦流動，改善涂料的光澤和流平性。增稠流平劑的品種主要分有機(jī)、無機(jī)和高分子3類，有機(jī)增稠流平劑可分為水溶性聚合物、纖維素衍生物以及乳液型3類，其主要品種及性能。
通過水性水性環(huán)氧地坪漆(epoxy flooring)涂料的儲存穩(wěn)定性和流平性實(shí)驗(yàn)（experiment)，選擇(xuanze)3551為體系的增稠劑，DSK-200作為體系的流平劑。
2.5環(huán)氧基與胺氫當(dāng)量比的確定
研究發(fā)現(xiàn)：水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的性能可通過調(diào)節(jié)環(huán)氧基與胺氫當(dāng)量比來改變，表4為環(huán)氧基與胺氫當(dāng)量比對水性水性環(huán)氧地坪漆涂料性能的影響。
由表4可見：環(huán)氧基過量可使水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的適用期延長，涂膜的耐水性、耐化學(xué)藥品性以及耐濕性等性能有所提高；而胺氫過量可加快涂膜的固化，涂膜的光澤度、附著力、耐磨性和耐溶劑(性狀：透明，無色的液體)性也相應(yīng)改善。通過實(shí)驗(yàn)（experiment)，確定環(huán)氧基和胺氫摩爾比為1∶1時(shí)，水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的綜合性能較好。該水性水性環(huán)氧地坪漆涂料的主要技術(shù)
參數(shù)。
3.結(jié)語
通過對原材料的認(rèn)真篩選和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，研制出了雙組分環(huán)保型水性水性環(huán)氧地坪漆涂料，其性能與溶劑(性狀：透明，無色的液體)型體系相當(dāng)。但是，為了達(dá)到良好的使用效果和性能，在使用時(shí)一定要注意(attention)以下幾點(diǎn)：（1）水性水性環(huán)氧地坪漆涂料體系為雙組分產(chǎn)品，在使用時(shí)一定要按照要求配比進(jìn)行投料，并且需要經(jīng)過活化后，才能更好地體現(xiàn)漆膜性能。（2）為提高地坪涂料與基材的粘結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)首先涂刷1道水性環(huán)氧底漆。（3）為保證面漆平整光滑，增強(qiáng)涂層強(qiáng)度，在面漆和底漆之間一般還應(yīng)施工1道水性環(huán)氧中涂漆層，起到承上啟下的作用。（4）面漆施工在中涂漆干燥24h后，用600#砂紙打磨及吸塵干凈后即可進(jìn)行。配制的涂料一般施工時(shí)間為6h，所以，一次配料不宜太多。（5）面漆施工結(jié)束后，24h內(nèi)應(yīng)避免人員入內(nèi)，根據(jù)溫度情況做好養(yǎng)護(hù)。