來源：涂料與涂裝資訊網(wǎng)作者：陳耀財(cái)，賈孟宏
陳耀財(cái)（南寶樹脂（中國(guó)）有限公司，昆山215334）
賈孟宏（同濟(jì)大學(xué)材料所，上海200433）
摘要：通過系統(tǒng)分析水性環(huán)氧地坪涂料主要成分對(duì)涂膜性能的影響，采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)主要原材料水性環(huán)氧樹脂乳液、水性環(huán)氧樹脂固化劑及顏填料、助劑等進(jìn)行選擇及配方設(shè)計(jì)，研制出一種雙組分環(huán)保型環(huán)氧地坪涂料。
關(guān)鍵詞：環(huán)氧地坪涂料；水性環(huán)氧樹脂；水性環(huán)氧固化劑
0.引言
目前，我國(guó)的工業(yè)地坪涂料基本上是溶劑型和無溶劑型環(huán)氧地坪涂料，溶劑型環(huán)氧地坪涂料含有較多的有機(jī)溶劑，污染環(huán)境，危害人體健康；無溶劑型環(huán)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(huán)氧丙基醚，有一定的毒性。而水性環(huán)氧地坪涂料是近年來出現(xiàn)的環(huán)保型地坪涂料，除了具有溶劑型環(huán)氧地坪涂料的諸多優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)良的物理機(jī)械性能、良好的耐化學(xué)藥品性能和優(yōu)異的耐磨性能外，同時(shí)不含有機(jī)溶劑，揮發(fā)性有機(jī)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(yī)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(chǎng)所。水性環(huán)氧地坪涂料一般由水性環(huán)氧底漆、水性環(huán)氧中涂漆、水性環(huán)氧面漆組成。其中，水性環(huán)氧底漆可提高中涂漆與基材的粘結(jié)強(qiáng)度；水性環(huán)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(qiáng)涂層強(qiáng)度，并賦予環(huán)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(huán)氧面漆具有色彩豐富、視覺柔和典雅、耐磨性以及耐化學(xué)藥品性優(yōu)異等特點(diǎn)。隨著人們環(huán)保、節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，尤其是各國(guó)環(huán)保法規(guī)對(duì)涂料體系中VOC含量的嚴(yán)格限制，水性環(huán)氧地坪涂料必將成為地坪涂料發(fā)展的趨勢(shì)。
1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1原料
水性環(huán)氧樹脂乳液OER-95、OER-1455、水性環(huán)氧固化劑（W-751），德國(guó)科寧公司；鈦白粉R-818，濟(jì)南裕興；沉淀BaSO4；分散劑；消泡劑；流平劑等。
1.2主要性能指標(biāo)測(cè)試
目前，因水性環(huán)氧地坪涂料沒有相應(yīng)的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其主要性能指標(biāo)，如附著力、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、耐酸性參照GB/T9274—88。
2.結(jié)果與討論
2.1環(huán)氧樹脂類型的影響
環(huán)氧樹脂的類型對(duì)于水性環(huán)氧地坪涂料的性能影響很大，雙酚A型環(huán)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(duì)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型環(huán)氧樹脂為剛性的苯環(huán)和柔性的醚鍵交替排布的結(jié)構(gòu)，賦予地坪涂料較好的機(jī)械性能，所以這類環(huán)氧樹脂被廣泛應(yīng)用于地坪涂料，而其他類型的環(huán)氧樹脂，如雙酚F型和酚醛型則較少應(yīng)用。__
通過大量實(shí)驗(yàn)，選擇了OER-95自乳化環(huán)氧樹脂，其對(duì)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環(huán)氧地坪涂料最終性能的關(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，與環(huán)氧樹脂有良好的相容性，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(dāng)量225。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）卓越的顏料潤(rùn)濕性，良好的穩(wěn)定性，可經(jīng)受高速分散、研磨，對(duì)無機(jī)和有機(jī)顏料具有潤(rùn)濕分散作用；（2）與各類環(huán)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(xué)性。
2.3顏填料的選擇
水性環(huán)氧地坪涂料用顏料應(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�？紤]到水性環(huán)氧固化劑呈微堿性，故應(yīng)避免采用酸性的顏填料。水性環(huán)氧地坪涂料為雙組分涂料，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(duì)水性環(huán)氧涂料的最終性能影響很大，適當(dāng)?shù)奶砑恿坎粌H能降低水性環(huán)氧地坪涂料的成本，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環(huán)氧地坪涂料的光澤及流平性。
2.4助劑的選擇
2.4.1潤(rùn)濕分散劑
在水性環(huán)氧地坪涂料中，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。而水性環(huán)氧地坪涂料又以水為分散介質(zhì)，水分子間的內(nèi)聚能密度更大，更增強(qiáng)了這種傾向。為了克服這種傾向，在水性環(huán)氧地坪涂料制備中要借助潤(rùn)濕劑和分散劑的作用才能使顏料被潤(rùn)濕和分散。分散是水性環(huán)氧地坪涂料生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以分為3個(gè)基本步驟：（1）利用潤(rùn)濕介質(zhì)（水）來潤(rùn)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)定懸浮狀態(tài)。分散過程將直接影響涂料的許多關(guān)鍵性能，如：粘度、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和固含量等。潤(rùn)濕劑的作用是降低填料和水界面的表面張力，使之易于潤(rùn)濕，并能有效降低體系的表面張力，促進(jìn)地坪涂料對(duì)基材的潤(rùn)濕，改善消泡劑和體系的相容性。由于潤(rùn)濕劑在降低體系表面張力的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生起泡和穩(wěn)泡的作用，所以應(yīng)盡可能選擇潤(rùn)濕性好而低泡沫的潤(rùn)濕劑。潤(rùn)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。