來源：涂料與涂裝資訊網作者：陳耀財，賈孟宏
陳耀財（南寶樹脂（中國）有限公司，昆山215334）
賈孟宏（同濟大學材料所，上海200433）
摘要：通過系統分析水性環氧地坪涂料主要成分對涂膜性能的影響，采用正交實驗法對主要原材料水性環氧樹脂乳液、水性環氧樹脂固化劑及顏填料、助劑等進行選擇及配方設計，研制出一種雙組分環保型環氧地坪涂料。
關鍵詞：環氧地坪涂料；水性環氧樹脂；水性環氧固化劑
0.引言
目前，我國的工業地坪涂料基本上是溶劑型和無溶劑型環氧地坪涂料，溶劑型環氧地坪涂料含有較多的有機溶劑，污染環境，危害人體健康；無溶劑型環氧地坪涂料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，有一定的毒性。而水性環氧地坪涂料是近年來出現的環保型地坪涂料，除了具有溶劑型環氧地坪涂料的諸多優點，如優良的物理機械性能、良好的耐化學藥品性能和優異的耐磨性能外，同時不含有機溶劑，揮發性有機化合物（VOC）含量較低，氣味小，涂層表面易于清洗，特別適用于醫院、食品廠、超市、乳品廠和化妝品廠等需要保持高度清潔的場所。水性環氧地坪涂料一般由水性環氧底漆、水性環氧中涂漆、水性環氧面漆組成。其中，水性環氧底漆可提高中涂漆與基材的粘結強度；水性環氧中涂漆是介于面漆和底漆之間的涂層，起到承上啟下的作用，能增強涂層強度，并賦予環氧涂層良好的打磨性能，為得到平整光滑的面層提供良好的條件；水性環氧面漆具有色彩豐富、視覺柔和典雅、耐磨性以及耐化學藥品性優異等特點。隨著人們環保、節能意識的增強，尤其是各國環保法規對涂料體系中VOC含量的嚴格限制，水性環氧地坪涂料必將成為地坪涂料發展的趨勢。
1.實驗部分
1.1原料
水性環氧樹脂乳液OER-95、OER-1455、水性環氧固化劑（W-751），德國科寧公司；鈦白粉R-818，濟南裕興；沉淀BaSO4；分散劑；消泡劑；流平劑等。
1.2主要性能指標測試
目前，因水性環氧地坪涂料沒有相應的國家或行業標準，其主要性能指標，如附著力、耐沖擊性、硬度、耐磨性參照GB1720、GB1732、GB6739、GB1768的實驗方法；耐水性參照GB/T1733—93、耐堿性、耐酸性參照GB/T9274—88。
2.結果與討論
2.1環氧樹脂類型的影響
環氧樹脂的類型對于水性環氧地坪涂料的性能影響很大，雙酚A型環氧樹脂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，其涂料固化時的體積收縮率低，耐化學性好；并且雙酚A型環氧樹脂為剛性的苯環和柔性的醚鍵交替排布的結構，賦予地坪涂料較好的機械性能，所以這類環氧樹脂被廣泛應用于地坪涂料，而其他類型的環氧樹脂，如雙酚F型和酚醛型則較少應用。__
通過大量實驗，選擇了OER-95自乳化環氧樹脂，其對顏料有良好的展色性。主要技術參數為：活性成分56%；外觀為乳白色液體；粘度2000~5000mPa·s；環氧當量950~1120；溶劑為37%水、7%的乙氧基丙醇。
2.2水性環氧固化劑的影響
水性環氧固化劑是決定水性環氧地坪涂料最終性能的關鍵組分之一，應能較好地溶解或分散在水中，且在水中穩定，與環氧樹脂有良好的相容性，同時體系的流變性能、適用期、固化條件和漆膜性能也應滿足地坪涂料的使用要求。通過實驗，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%，游離胺含量小于1%，外觀為淡黃色澄清液體，粘度8500~15000mPa·s，胺值（固體分）290~320mgKOH/g，氫當量225。它具有以下優點：（1）卓越的顏料潤濕性，良好的穩定性，可經受高速分散、研磨，對無機和有機顏料具有潤濕分散作用；（2）與各類環氧樹脂通用，與OER-95配合使用，所得漆膜具有良好的硬度以及耐化學性。
2.3顏填料的選擇
水性環氧地坪涂料用顏料應具有良好的耐化學藥品性和耐候性，如金紅石型鈦白粉、酞菁藍、氧化鉻綠等；填料的選擇原則是采用低吸油量、具有化學惰性的填料，如石英粉、滑石粉。考慮到水性環氧固化劑呈微堿性，故應避免采用酸性的顏填料。水性環氧地坪涂料為雙組分涂料，顏填料一般添加在水性環氧固化劑組分中。填料的用量（用顏基比來表示）對水性環氧涂料的最終性能影響很大，適當的添加量不僅能降低水性環氧地坪涂料的成本，縮短涂膜表干時間，還可以提高涂膜的機械強度、耐磨性、光澤和遮蓋力，減少涂料固化時的體積收縮，并賦予涂料良好的貯存穩定性。通過實驗，選擇沉淀BaSO4、空心微珠為填料來保證水性環氧地坪涂料的光澤及流平性。
2.4助劑的選擇
2.4.1潤濕分散劑
在水性環氧地坪涂料中，細小顏、填料顆粒間有很大的內聚吸引力，具有凝聚成大顆粒的傾向。而水性環氧地坪涂料又以水為分散介質，水分子間的內聚能密度更大，更增強了這種傾向。為了克服這種傾向，在水性環氧地坪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。分散是水性環氧地坪涂料生產的關鍵環節，它可以分為3個基本步驟：（1）利用潤濕介質（水）來潤濕顏、填料；（2）用高速分散或研磨設備通過機器剪切的方式，將顏、填料顆粒研磨分散在介質中；（3）利用分散劑的作用來穩定懸浮狀態。分散過程將直接影響涂料的許多關鍵性能，如：粘度、儲存穩定性和固含量等。潤濕劑的作用是降低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也會產生起泡和穩泡的作用，所以應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根據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。