厚浆型自流平环氧地坪涂料的研制

张 涛    胡 志

摘  要：本文介绍了厚浆型自流平环氧地坪涂料研制过程。通过原料选择，涂层性能检测，确定了最佳的涂料配方。 关键词：环氧树脂；自流平；厚浆涂料；地坪涂料 DEVELOPMENT OF THE THICKENED SELF-LEVELLING EPOXY FLOOR COATINGS ZHANGTao (Experiment Center Of Ocean Power Chemical Co., Ltd.，Shenzhen 518040) Abstract：This paper introduces the developing process of the thickened self-levelling epoxy floor coatings.The optimum coatings formulation is determined by choosing raw materials and testing of coatings performance.  Key Words：epoxy resin；self-levelling；thickened coatings；floor coatings 1前言 溶剂型涂料在生产、施工和固化过程中会排放大量的挥发性有机物（VOC），这些挥发性有机物不仅影响人们的身体健康，而且会造成环境污染。近几年来，挥发性有机物（VOC）的危险性已引起各国政府的重视，并已颁布了相关的法规对其排放进行了限制，因此，发展无溶剂型涂料和水性涂料已是大势所趋。无溶剂环氧地坪涂料附合环保理念，无挥发性有机物（VOC）排放。这种涂料不仅具有优良的耐水、耐油污、耐化学品腐蚀等化学特性，而且具有附着力好、机械强度 高，固化后漆膜收缩率低，能一次涂装成厚膜等优点，因此被广泛用于现代工业地坪的涂饰中。 2实验部分 2.1原料的选择 2.1.1树脂的选择 环氧树脂的类型及分子量对涂料性能的影响很大。因双酚A型环氧树脂分子中含有极性高而不易水解的脂肪族羟基和醚键，使其在潮湿状态对混凝土底材也有较高的附着力，而且耐化学品性能也高。又因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列，从而赋予漆膜较好的物理机械性能，所以应为首选类型。同时为获得良好的流动性，达到便于施工的目的，应选用低分子量液体环氧树脂。表1是三种液体双酚A型环氧树脂，我们选用美国壳牌828作为无溶剂地坪涂料用树脂，其固含量高，粘度较低，综合性能优良，且价格适中；壳牌827价格偏高，不予考虑；E-44粘度太大，加入颜填料后难以自流平，也不予考虑。 表1 三种环氧树脂基础性质比较 基础性质 828 827  E-44 外观 无色透明液体 无色透明液体  无色透明液体 粘度25℃（泊） 12~14  8~10  48~52 颜色 1 1 1 密度25℃ 1.16 1.15  1.18 环氧值 185~192 179~184  212~244 2.1.2固化剂的选择 表2是几种固化剂与~树脂固化后漆膜的性能对比，从表2中可知，固化后漆膜机械性能相似，均能满足技术要求。因为828环氧树脂的粘度仍较高，而活性稀释剂是小分子带环氧基的醚类,与胺反应后生成物分子量小，它的加入必然影响漆膜的性能，所以本文所研制的涂料中不加入活性稀释剂。因此，要求固化剂应有较低的粘度，表3是三种固化剂的基础性质对比。我们选用德国汉高的C-31，其粘度低，色度小，诱导期适中；美国壳牌3072粘度较高，加入后反应剧烈，产生许多气泡，不易消除，造成涂料难以流平，且漆膜干燥后弊病较多，故不选用；美国卡德莱的NX-2003色度大，不宜制作浅色涂料，且使用后漆膜表面有油面，故也不选用。 表2 三种固化剂与828环氧树脂固化后性能比较 干膜性能 C-31  NX-2003 3072 外观 平整光滑，无白点、油面缺陷  平整光滑，但有白点、油面  有大量泡沫、缩孔，很粗糙，有油面 铅笔硬度 3H  3H  3H 光泽（60º）% 92  86  27 抗拉强度psi 8000  6800  8900 伸长率%  6  8  2.5 抗压强度psi  13600  15700  13200 弯曲强度psi  16800  18400  16000 注：用828环氧树脂与等当量固化剂混合成无填料涂料，25℃固化14天后测定。 表3 三种固化剂的基础性质比较 基础性质 C-31 NX-2003  3072 气味  刺激性小  刺激性大  刺激性较大 粘度25℃（cp） 100  500  75 颜色 2  10  9 胺值 325  340 未知 活泼氢当量  86  105  65 与190EEW配比 45 55  35 胶凝时间，25℃ 30分钟  30分钟  18分钟 表干时间，25℃  3小时  3小时  1小时 注：（1）胶凝时间是用828环氧树脂与等当量固化剂混合成200g物料时测定。     （2）表干时间是用828环氧树脂与等当量固化剂混合后刮成75um涂膜测定。 2.1.3颜填料的选择 颜料在涂料中起着着色和遮盖作用，环氧地坪涂料中宜选用耐化学介质性能和耐候性好的无机颜料，如钛白、氧化铁红、氧化铬绿等，使用有机颜料易产生浮色、发花等问题。填料的选用对涂层最终的性能影响极大，适量的加入不仅能提高涂层的机械强度，耐磨性和遮盖力，而且能减少环氧树脂固化时的体积收缩及降低成本，并赋予涂料良好的贮存稳定性。过量加入则会增加涂料粘度，难以流平，造成施工困难。填料应以低吸油量、细度适中、性能稳定的纤维状及片状填料为主。本文所用的填料有滑石粉、石英砂、云母粉。 2.1.4助剂的选择 为使涂料或涂层具有一定的性能，常加入一定量的助剂来实现，因此，在涂料中加入助剂是必须的。 分散剂：厚浆型环氧涂料粘度大，颜填料含量高，易沉降，且对底材润湿不好，不易流平，因此必须加入高分子聚合物类润湿分散剂，以防止颜料沉淀、浮色、发花，并降低色浆粘度，提高涂料贮存稳定性，促进流平。经实验，选用德国汉高的TEXAPHOR® 963，效果很好。 消泡剂：因生产和施工中会带入空气，而厚浆型涂料粘度较高，气泡不易逸出。 为了获得良好的漆膜外观，避免产生针孔、气泡等缺陷，还需加入消泡剂。经实验，选用德国汉高的PERENOL® E1，消泡效果好。 流平剂：厚浆型环氧涂料的粘度较高，为降低体系的表面张力，避免成膜过程中发生“缩边”现象，提高涂料流平性能，改善涂层外观和质量，需加入一些流平剂。经实验，选定了德国汉高的PERENOL® F60，流平效果优异。 这些助剂的加入，大大改善了涂料的性能，可满足施工要求。 2.2涂料配方  表4 厚浆型自流平环氧地坪涂料配方 原料名称  质量分数 828环氧树脂  100 颜料  3~5 填料  45~65 分散剂963  0.5~1.2 消泡剂E1  0.1~0.2 流平剂F60  0.2~0.5 固化剂C-31  45 2.3涂料的制备 将环氧树脂、颜料、填料和助剂混合搅拌均匀，在三辊机上分散至细度合格，制得甲组分；与环氧树脂等当量的固化剂作为乙组分。涂装时将甲乙组分按比例混合均匀，即可进行施工。一般大面积施工常采用自流平或刮涂方式施工。 表5 厚浆型自流平环氧地坪涂料的技术指标 检验项目 　　　　　　 技术指标 颜色及外观 　　　　　　 平整光滑 表干/h 　　　　　　  4 实干/h 　　　　　　　　　　 24 固含量（甲组分）　　 　　　　　　　 100 附着力（划格法） 　　　　　　　 1 耐冲击性/cm 　 50 铅笔硬度 　　　　　　　　　　　　 3H 光泽（60º）% 　　　　　　　 90 耐碱性（25%NaOH，25℃）  30天无变化 耐酸性（25%H2SO4，25℃）  30天无变化 耐机油性（25℃） 　　　　　　 30天无变化 3结论 　（1）该涂料无挥发性有机物，无环境污染，具有环保意义。 　（2）固体分含量高，一次成膜可达1mm，是普通涂料的10~20倍，省时高效。 　（3）涂层具有优异的机械性能和耐化学品性能。 　（4）生产工艺简单，产品性能稳定，自流平效果好，表面光洁，装饰效果好。 　（5）施工方便，施工周期短，修补容易。 参考文献 [1] 涂料工艺(第三版)上下册,涂料工艺编委会编.化学工业出版社,1997 [2] 徐凯斌.高性能无溶剂环氧地坪涂料[J].上海涂料,1999,(2):4~6 [3] 德国汉高助剂说明书 [4] 美国壳牌固化剂说明书 [5] 美国卡德莱固化剂说明书                                                                           摘自《中国涂料在线网》