2.1环氧树脂类型和水性固化剂的选择
该类型水性环氧体系中树脂一般选用低相对分子质量的〔环氧物质的量EEW=175--195)双酚A型环氧树脂。双酚A型环氧树脂分子中含有极性高而不易水解的9基和醚键,使其对混凝土等多种基材有良好的附着力;其涂料固化时的体积收缩率低,耐化学性好:并且双酚A型环氧树脂为刚性的苯环和柔性的醚键交替排布的结构,赋予地坪涂料较好的机械性能;并且该类型环氧树脂有很好的反应活性。有时为了减少双酚A型环氧树脂在低温下的结晶性,也可以混入液体双酚厂型环氧树脂。当黏度太大或交联密度太高时也可加入活性稀释剂(不超过环氧使用量的20%),可以增加涂层的柔韧性,提高耐冲击性。
对于I型水性环氧体系,水性固化剂和环氧树脂的相容性至关重要,可以通过对胺类固化剂进行改性获得良好的效果。水性环氧固化剂乳化环氧树脂的原理是对多元胺进行改性,使其成为具有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂,同时该固化剂又可作为阳离子型或非离子型乳化剂完成对环氧树脂的乳化。用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性,并且由于环氧树脂组分不需进行亲水改性,可以保证涂膜的耐化学药品性能良好。目前在I型水性环氧体系中使用较多的有改性脂肪胺类或酞胺类水性固化剂,该类固化剂既能与环氧树脂有较好的相割生,又能保证适当的反应活性和乳化性能。其中脂肪胺类固化剂较酸胺类固化剂反应活性大,适用期较短,但酞胺类固化剂涂膜柔韧性较差,抗冲性能较差,因此将二者按比例进行混合可达到较合适的适用期,是一种比较好的方法。
目前国外多采用多元胺一环氧加成物作为该类型体系固化剂,这种固化剂克服了脂肪胺和酞胺固化剂的缺点,有比较好的使用效果和发展前景。
2.2助溶荆的选择
由于水性环氧的固化是分步进行的,使固化剂能达到合适的扩散速率至关重要。在体系中,随着固化反应的进行,环氧树脂分散相的相对分子质量和玻璃化温度逐渐提高,环氧树脂分散相粒子逐渐变硬,粒子之间也很难相互作用而凝结成膜,这使得固化剂分子向环氧off旨分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢。这时为了软化粒子表面硬度,提高固化剂扩散速率,降低最低成膜温度,需要加入助溶剂来进行调节。
助溶剂通常是挥发很慢的溶剂,如各类醇醚、醇醚醋酸醋和醇醋等,特别是那些对环境污染小、’安全性高的助溶剂(如丙二醇甲醚等),加入后有利于固化凝结成膜。
同时助溶剂还能调节涂料体系的黏度,延长涂膜”开放”时间,改善水性环氧地坪涂料的流平性和最终涂膜的外观。实验发现在水性环氧体系中加入助溶剂还可以实现辅助消泡。通常良好的助溶剂需满足以下条件:良好的水解稳定性;低的凝固点;适中的挥发率;高效的凝结效率(3]。一般情况下,在环氧树脂中加入5%左右的助溶剂能得到比较好的效果,如果需要在温度较低的条件下施工并保证良好的成膜效果和防护性,助溶剂的加入量可适当增力口。
2.3颐坡料的选择
在地坪涂料中,一般选择耐化学品性能良好、耐磨、硬度高、吸油量低的颜填料,如石英粉、硫酸钡等。水性环氧固化剂呈弱碱性,应避免采用酸性的颜填料。
颜填料的合理加入不仅能降低生产成本,而且对地坪涂料各种特殊性能的改善也起着极为重要的作用。这其中石英粉的级配尤其重要:对于自流平中间层,可以提高级配中粗粉比例,增加厚度,降低钻度;对于面层或耐磨性要求高的地坪,需要将细粉比例提高,增加表层密实度和耐磨性。另外,加入适量的滑石粉,不但可以降低漆膜开裂的可能性,而且可以增强漆料的贮存稳定性,但对光泽度有影响。
水性环氧黏度调节余地大,因此不同用途的地坪涂料中,填料的使用量差异比较大。实验中,对于环氧砂浆层自流平,填料量可以达到基料量的5-7倍,仍能达到良好的流平性;对于薄涂型面漆,填料量为基料量的1倍左右,不影响面层的光泽和平整度。由于固化剂组分钻度相对较低,填料一般添加在固化剂中进行分散研磨。
2.4助剂的选择
在水性环氧地坪中,因为水的表面张力较高,对颜填料和底材的润湿性较差,特别是有油脂残余的表面更难以润湿。为避免浮色和发花现象的产生,需要加入润湿分散剂来提高其润湿性,防止颜填料的絮凝。试验中一般选用油水两用型的润湿分散剂,这类产品有BYK-190 ,EFKA-6220等。有时为了提高对基材的润湿性和附着力,也可以加入基材润湿剂。
增稠流平剂的主要作用是调整体系的流变性能,改善涂料的流平性,使漆膜具有较好的丰满度等,流平剂应具备以下性能:(1)用量低而流平性好;(2)贮存稳定性好;(3)对涂料性能无副作用,但能改进施工性能,通过流平剂可控制颜填料絮凝沉淀和贝纳尔德旋涡,改善涂料的光泽和流平性[.]。试验中选用该类型的增稠流平剂有RM-2020,RM-8W等,效果比较好。另外在体系砧度较大时,为了不增加钻度,也可以选用丙烯酸类流平Poi,这类产品有BYK-380N, BYK-381等。
在水性环氧地坪涂料中,由于含有润湿剂和乳化剂等表面活性类物质,再加上施工中不可避免的搅拌会带入空气,所以气泡比较严重。由于水性环氧一般体系钻度较大,消泡比较困难,因此要选择高效有机硅类消泡剂,并要加入抑泡剂配合使用。通常在分散前加入抑泡剂和部分消泡剂,分散后再加入剩余的消泡剂。这类消泡剂需选择有几类,比如TEGO 901W, BYK 024, BYK 094等。
2.5环氧基与胺氢物质的量比
研究发现,环氧树脂和水性环氧固化剂的使用比例(用环氧基与胺氢物质的最比来表示)对水性环氧地坪涂料的性能有很大的影响〔57,水性环氧地坪涂料的性能可通过调节物质的量比来改变,环氧基与胺氢物质的量比对水性环氧地坪涂料性能的影响见表I
具体的物质的量比因应用场合不同而异,为提高涂膜的耐水性、耐湿性等性能并延长适用期,可以使环氧基过量;要求加快涂膜的固化,提高涂膜的光泽度、附着力、耐磨性,改善耐溶剂性,可以使胺氢过量。试验中一般视情况的不同,将胺氢肛不氧基物质的量比定为0.8~1.2,特别是在加入活性稀释剂和加入助溶剂后,固化剂渗透效果更好,固化剂的用量也要相应提高。
3结语
(1)本文对水性环氧在地坪涂料中的发展进行了介绍。水性环氧在地坪涂料中的使用具有很多优势,比如黏度可调、填料分散均匀;可直接在潮湿地面上使用,不易形成鼓泡;使用范围广、装饰性能强,可做成多种类型地坪产品。
(2)基于水性环氧地坪的配方研究,介绍了水性环氧地坪各组分材料的选择和使用对性能的影响。