水性環(huán)氧地坪漆涂料主要由兩組分組成，即疏水性的環(huán)氧樹脂和親水性的胺類固化劑。水性環(huán)氧地坪涂料可分為兩種類型：由相對(duì)分子質(zhì)量低的液體環(huán)氧樹脂或其乳液和水性胺固化劑組成的體系稱為I型，由相對(duì)分子質(zhì)量高的固體環(huán)氧樹脂乳液與水性胺固化劑組成的體系稱為II型。本研究制備的水性環(huán)氧地坪涂料屬于I型，環(huán)氧樹脂選用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂。
環(huán)氧樹脂E51的環(huán)氧值適中，其固化物交聯(lián)密度高、致密性好、耐腐性強(qiáng)。E51環(huán)氧樹脂的官能度低(n=0~1)，所形成的固化物羥基含量低、耐水性好。
稀釋劑的選擇
用于雙酚A型環(huán)氧樹脂的活性稀釋劑通常是脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，它與固化劑能反應(yīng)成環(huán)氧固化物。
為了降低液狀環(huán)氧樹脂E51的黏度，提高其與水性胺固化劑的相溶性，增進(jìn)水性固化劑對(duì)樹脂的乳化作用，同時(shí)又不降低環(huán)氧樹脂固化物的綜合性能，需要添加適宜的稀釋劑。對(duì)稀釋劑的要求是：①黏度低；②環(huán)氧值比較高；③與環(huán)氧樹脂相容性好；④親水性好。
為了提高環(huán)氧樹脂E51與水性胺固化劑的相容性，縮小兩組分的溶解度參數(shù)差距，在甲組分中還需添加少量潛伏型助溶劑。因?yàn)楫?dāng)甲、乙兩組分混合固化時(shí)，親水性的固化劑由水相進(jìn)入到分散相的環(huán)氧樹脂表面，使環(huán)氧樹脂表面固化劑濃度較高而快速固化成硬殼，這樣就會(huì)阻止粒子的聚結(jié)成膜，使漆膜中樹脂固化不均勻，從而降低了涂膜性能。在稀釋劑和助溶劑的共同作用下，可有效降低樹脂黏度和玻璃化溫度，提高其與固化劑的匹配性、相容性，同時(shí)也提高了固化劑對(duì)樹脂的浸潤(rùn)性、滲透性、擴(kuò)散性，促使樹脂固化均勻，改善涂膜性能。試驗(yàn)證明，選用美國(guó)陶氏化學(xué)公司的三丙二醇甲醚(TPM)較好，用量為環(huán)氧樹脂的3%左右。
固化劑的選擇
水性環(huán)氧地坪涂料所用的固化劑為水溶性胺或胺的水分散體，目前廣泛用的是水溶性胺。對(duì)于水溶性胺固化劑的選擇，不但要考慮其反應(yīng)活性，還要考慮其與環(huán)氧樹脂的相容性、分散乳化性及毒性，尤其是小分子的胺化合物因易揮發(fā)且有毒，應(yīng)慎用。因此，常制成聚酰胺或胺加成物作固化劑，以便提高胺物質(zhì)量、并降低毒性。聚酰胺與環(huán)氧樹脂的混溶性不好且存在著誘導(dǎo)期，可用聚酰胺加成物解決這一缺點(diǎn)。水溶性聚酰胺加成物固化劑，廣州地坪漆是通過(guò)固化劑分子引入具有表面活性的分子鏈段，使其具有固化劑和乳化劑雙重功能的水溶性體系。水性環(huán)氧樹脂涂料的固化過(guò)程是一個(gè)反應(yīng)和擴(kuò)散控制過(guò)程，整個(gè)過(guò)程包括水蒸發(fā)、粒子聚結(jié)、固化劑擴(kuò)散和固化交聯(lián)反應(yīng)。水溶性聚酰胺加成物對(duì)環(huán)氧樹脂E51的固化速率較慢，可使固化物質(zhì)地均勻；其反應(yīng)活性適中，可使環(huán)氧樹脂固化物的綜合性能優(yōu)良；其與環(huán)氧樹脂體系相容性好，有利于固化劑分子向環(huán)氧樹脂膠粒內(nèi)部擴(kuò)散而固化完全；其玻璃化溫度較低，可減弱或避免環(huán)氧樹脂形成硬殼；其潤(rùn)濕性良好，可排開水固化，使其能在潮濕基面上固化成膜；其體系穩(wěn)定，無(wú)因高速分散、研磨破乳之慮。因此本研究選用了水溶性聚酰胺加成物為固化劑。
顏填料的選擇
在水性環(huán)氧地坪涂料中，顏填料是不可缺少的組分。對(duì)顏料的選擇原則是：吸油值低、吸水率小、硬度高、粒徑細(xì)、內(nèi)應(yīng)力較強(qiáng)、耐酸堿性好、耐候性優(yōu)的品種。一般水性環(huán)氧涂料中顏填料含量為30%~38%，而水性地坪涂料必須保證涂層有適宜的透氣性能，為此在保持成膜物質(zhì)不變的前提下，適當(dāng)提高顏填料的含量是必要的。為了不因此而明顯降低涂膜的耐水性和防腐蝕等性能，選用耐化學(xué)品性好的超細(xì)顏填料和添加附著力促進(jìn)劑是有效的方法。
功能添加劑
(1)抗靜電劑。大多數(shù)高分子材料容易產(chǎn)生靜電荷的積累，解決的有效辦法之一是使用導(dǎo)電涂料，賦予涂膜表面導(dǎo)電性。目前使用的抗靜電涂料都是添加型導(dǎo)電涂料，其添加物①是導(dǎo)電填料，②是表面活性劑類抗靜電劑。
本水性環(huán)氧地坪涂料中，選用摻雜聚苯胺導(dǎo)電聚合物為抗靜電填料。經(jīng)過(guò)十二烷基磺酸鹽摻雜的聚苯胺具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、耐腐蝕性，它作為無(wú)機(jī)導(dǎo)電填料的替代物分散在環(huán)氧樹脂的固化物中。當(dāng)摻雜聚苯胺的添加量達(dá)到5%時(shí)，涂層的電阻率可以達(dá)到107Ω/cm，完全能夠滿足抗靜電涂料的標(biāo)準(zhǔn)要求，且功效長(zhǎng)久，同時(shí)還能提高涂膜的耐化學(xué)品腐蝕性。
(2)負(fù)離子-抗菌添加劑。負(fù)離子-抗菌添加劑是負(fù)離子發(fā)生材料與無(wú)機(jī)抗菌材料相結(jié)合的功能材料，其中負(fù)離子發(fā)生材料是自然界唯一天生帶電的高品質(zhì)極性材料，在無(wú)須光源的激發(fā)下，自然形成永久微電場(chǎng)，通過(guò)其電極對(duì)空氣和水發(fā)生微弱電解作用而產(chǎn)生羥基負(fù)離子。羥基負(fù)離子通過(guò)電性中和、化學(xué)反應(yīng)和物理吸附等作用，分解祛除空氣中的甲醛、苯、氨等有害氣體，同時(shí)還有抑制霉菌生存、清除異味，清新空氣等功能。
助劑的選擇
水性環(huán)氧地坪涂料需要采用各種助劑調(diào)整涂料的黏度或表面張力，其中潤(rùn)濕分散劑的選擇尤為重要。為了提高對(duì)顏填料的潤(rùn)濕、分散性，通過(guò)負(fù)電荷的互相排斥作用提高顏填料的穩(wěn)定懸浮性，減少沉淀和結(jié)塊現(xiàn)象，減弱顏料粒子之間的內(nèi)聚力，避免浮色發(fā)花，選用自乳化型乙炔二醇類非離子表面活性劑——SURFYNOLSE-F和盛沃公司的FA182分散劑配合可以獲得穩(wěn)定的分散體系。
為了調(diào)整水性環(huán)氧地坪涂料的黏度，選用有機(jī)改性黏土類增稠劑進(jìn)行調(diào)整，德特隆VT-819增稠防沉劑效果比較理想。
消泡劑應(yīng)選用長(zhǎng)效、高效非硅型消泡劑，如SURFYNOLDF-75消泡劑。
配方
甲組分參考配方：
環(huán)氧樹脂E51：85%；1，4-丁二醇縮水甘油醚：12%~13%；助溶劑TMP：2%~3%。
乙組分參考配方：
水溶性聚酰胺加成物：30%；分散劑、潤(rùn)濕劑：0.6%~0.7%；消泡劑：0.3%~0.4%；流平劑：0.3%~0.4%；增稠劑：0.05%~0.08%；增滑劑：1.0%~2.0%；摻雜聚苯胺：6%~10%；負(fù)離子抗菌添加劑：1.6%~2.0%；偶聯(lián)劑：0.5%~1.0%；金紅石鈦白粉：10%~12%；600目石英粉：18%~22%；1000~1200目滑石粉：5%~8%；色漿：2%~3%；水：16%~20%。
制備方法
甲組分：將配方量的液態(tài)環(huán)氧樹脂與活性稀釋劑、助溶劑先后加入攪拌罐內(nèi)，中速攪拌混合10~20min即可包裝。
乙組分：將水加入高速分散罐內(nèi)，攪拌中加入分散劑、潤(rùn)濕劑、部分消泡劑、流平劑、偶聯(lián)劑、摻雜聚苯胺、負(fù)離子抗菌劑及顏填料，高速分散30min，經(jīng)研磨后成漿料，加入固化劑、增滑劑、增稠劑、色漿和余量消泡劑，攪拌混合均勻，經(jīng)過(guò)濾裝桶。
結(jié)語(yǔ)
水性環(huán)氧地坪涂料不但符合環(huán)保要求，而且使用安全、無(wú)毒、不燃，施工工具易用清水清洗，能在干、濕混凝土基面上施工，且濕附著力好、層間粘附力優(yōu)、柔韌性好、抗沖擊性強(qiáng)、耐腐蝕性佳、透氣性良好，無(wú)形成鼓泡和白斑之憂。同時(shí)，還可以通過(guò)添加功能性外加劑的方法，賦予環(huán)氧固化物多種特殊功能。
本研究在液態(tài)環(huán)氧樹脂E51與水溶性聚酰胺固化物體系中，除添加了顏填料和常用助劑外，還添加了摻雜聚苯胺導(dǎo)電聚合物、負(fù)離子-抗菌添加劑。從而賦予涂膜防靜電性、抗菌防霉性、釋放負(fù)離子、祛除空氣中有害物質(zhì)等性能，成為一種新型全效水性環(huán)氧地坪涂料。特別適用于醫(yī)藥、電子、儀表、輕紡、日化、食品等需要清潔、無(wú)菌、防靜電等車間地面的涂裝，同時(shí)也適用于用做公共場(chǎng)館、醫(yī)院、辦公及家居地坪。
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