（西北永新化工股份有限公司，蘭州730046）
摘 要：采用水性環(huán)氧固化劑制備色漆和低相對(duì)分子質(zhì)量的液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂作為水性環(huán)氧地坪涂料的成膜物質(zhì)，考察了環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比、顏填料的選擇、消泡劑用量、固化干燥時(shí)間等對(duì)漆膜性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比為 1 ∶ 0.8，消泡劑用量為 0.1%，固化干燥時(shí)間為 7 d 時(shí)，漆膜的綜合性能最佳。
關(guān)鍵詞：胺氫值；環(huán)氧樹(shù)脂；地坪涂料；水性環(huán)氧固化劑
0
引言
環(huán)氧樹(shù)脂涂料以其硬度高、耐磨性好、附著力強(qiáng)、耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)異等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)地坪的涂裝[1]。
目前，我國(guó)工業(yè)地坪涂料主要采用溶劑型環(huán)氧地坪涂料和無(wú)溶劑型環(huán)氧地坪涂料。溶劑型環(huán)氧地坪涂料含有大量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，無(wú)溶劑體系采用了活性稀釋劑，不但有一定毒性，成本也很高；傳統(tǒng)溶劑型涂料的污染問(wèn)題引起社會(huì)高度重視，以環(huán)保產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)型產(chǎn)品是地坪涂料工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，研發(fā)水性環(huán)氧地坪涂料替代溶劑型環(huán)氧地坪涂料是近30 年來(lái)的研發(fā)熱點(diǎn)之一[2-3]。水性環(huán)氧地坪涂料不燃、無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)溶劑排放，施工簡(jiǎn)單，屬于環(huán)保型產(chǎn)品；傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧地坪涂料一般采用二甲苯-正丁醇復(fù)配溶劑，含量為 20%～30%，復(fù)配溶劑熱質(zhì)約為 9 kcal/kg，用水代替二甲苯-正丁醇溶劑，可節(jié)能 1 800～2 700 kcal/t，屬于節(jié)能型產(chǎn)品[4]。本文采用水性環(huán)氧乳液及其固化劑、顏填料等配制水性環(huán)氧地坪涂料，考慮了環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比、顏填料的選擇、消泡劑用量、固化時(shí)間等對(duì)涂膜性能的影響。
1 試驗(yàn)部分1.1 試驗(yàn)藥品及儀器
環(huán)氧樹(shù)脂 E-51：工業(yè)級(jí)，藍(lán)星化工新材料廠無(wú)錫樹(shù)脂廠；水性環(huán)氧固化劑：工業(yè)級(jí)，上海漢中水性環(huán)氧固化劑廠；自來(lái)水，工業(yè)級(jí)，自制；活性稀釋劑：工業(yè)級(jí)，安徽；鈦白粉、天然硫酸鋇、石粉子、水性通用色漿均為工業(yè)級(jí)；QFZ漆膜附著力試驗(yàn)儀，天津材料試驗(yàn)機(jī)廠。
1.2
水性環(huán)氧涂料的配方及制備工藝
水性環(huán)氧地坪涂料由 A、B 2 組分組成。A 組分為色漆組分，是由水性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、水、顏填料、助劑等組成；B 組分為液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂 E-51 和活性稀釋劑的混合物。
A 組分的基本配方為：水性環(huán)氧固化劑 30% ～45%；水 20% ～ 35%；顏填料 30% ～ 35%；潤(rùn)濕分散劑0.1% ～ 0.8%；消泡劑 0.05% ～ 0.20%；增稠流平劑 0.1%～ 0.5%；水性色漿 0 ～ 3.0%。
水性環(huán)氧地坪涂料色漆 A 組分的制備工藝：在潔凈的缸中加入配方量的水性環(huán)氧固化劑，加入部分水，開(kāi)啟攪拌，至均勻；攪拌狀態(tài)下加入潤(rùn)濕分散劑、部分消泡劑、增稠流平劑，攪拌至均勻；然后加入填料，攪拌均勻，高速分散至細(xì)度合格后，加入剩余的消泡劑、水、色漿，攪拌均勻后，過(guò)濾包裝。
水性環(huán)氧地坪涂料 B 組分的制備工藝：將配方量的環(huán)氧樹(shù)脂與活性稀釋劑攪拌均勻后過(guò)濾包裝即可。
1.3 水性環(huán)氧地坪色漆的配制
將 A、B 2 組分按一定比例混合均勻后，加入適量的水，將混合物調(diào)至一定的固含量，即得水性環(huán)氧地坪色漆，在室溫下熟化一定時(shí)間后即可涂裝。
1.4
水性環(huán)氧地坪涂料涂膜的制備按照 GB 1727—1992 將馬口鐵板用 200#砂紙打磨，除去表面的錫層、鐵銹或氧化物，用無(wú)水乙醇-甲苯溶液擦拭表面，去除油污等雜質(zhì)，當(dāng)表面處于干燥狀態(tài)時(shí)將制備的色漆均勻涂布在鐵片表面，漆膜實(shí)干后根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)其性能。
1.5 漆膜性能的測(cè)定
按 GB/T 6739—2006 測(cè)定漆膜的鉛筆硬度；按GB/T 9286—1988檢測(cè)漆膜的附著力，劃格間距為 1mm，不用膠帶黏；按 GB/T1728—1979 測(cè)定漆膜的干燥時(shí)間；按 GB/T 1768—1979 測(cè)定漆膜的耐磨性能；按GB/T 1733—1993 測(cè)定漆膜的耐水性能；按 GB/T9274—1988測(cè)定漆膜的耐化學(xué)介質(zhì)性能。
2 結(jié)果與討論
2.1
環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比對(duì)漆膜性能的影響在影響水性環(huán)氧地坪涂料的諸多因素中，環(huán)氧脂與固化劑的配比最為重要，主要是指環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比[5]?？疾飙h(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比對(duì)漆膜性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表
可以看出，隨著環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比的減小，漆膜的硬度和耐水性降低，附著力和耐磨性提高。原因可能是隨著物質(zhì)的量比減少，固化成膜后分子中的剛性鏈結(jié)構(gòu)減少，漆膜的硬度下降而附著力有所提高；隨著固化劑量的增大，漆膜的交聯(lián)密度提高，漆膜耐磨性能提高；同時(shí)隨著固化劑用量的增大，整個(gè)體系的親油性降低，而水性環(huán)氧固化劑為親水性，固化劑量過(guò)大時(shí)，體系的親水性增大，因此漆膜的耐水性降低。
當(dāng)環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比小于 1．0∶0.8 時(shí)，漆膜的耐水性變差，不利于應(yīng)用。綜合考慮，環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比為1．0 ∶ 0.8時(shí)涂膜的性能最佳。
2.2 顏填料的選擇
由于水性環(huán)氧固化劑呈堿性，因此在水性環(huán)氧地坪涂料中應(yīng)避免選用不耐堿的顏填料。水性環(huán)氧地坪涂料的著色應(yīng)盡量選用耐化學(xué)品性和耐候性好的無(wú)機(jī)顏料，漆膜要具有一定的遮蓋力，顏料的折射率與成膜物質(zhì)的折射率的絕對(duì)差值應(yīng)較大，一般高分子折射率為1.55左右，在試驗(yàn)中加入折射率極高（折射率為2.74）且化學(xué)惰性強(qiáng)的著色顏料———金紅石型鈦白粉，同時(shí)根據(jù)不同的顏色來(lái)決定其在配方中的用量。填料的加入可以降低涂料成本，縮短表干時(shí)間，提高漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，減少涂料固化時(shí)的體積收縮，同時(shí)填料的加入可以提高漆膜的致密性和耐化學(xué)品性以及貯存穩(wěn)定性；但加入過(guò)多，則會(huì)降低涂料的流平性，使施工變得困難，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致漆膜性能下降。
2.3 消泡劑用量對(duì)涂膜性能的影響
由于水性環(huán)氧固化劑中含少量的乳化劑，在涂料的制備和施工過(guò)程中容易出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，影響漆膜的
可知，隨著消泡劑用量的增加，漆膜表面出現(xiàn)有泡、無(wú)泡、縮孔等情況，而且其耐水性隨著消泡劑用量的增加出現(xiàn)先增后減的情況。當(dāng)消泡劑用量為 0.1%時(shí)，漆膜外觀最好，而且耐水性也好，所以選擇的消泡劑最佳加入量為0.1%。
2.4固化時(shí)間對(duì)水性環(huán)氧地坪涂料使用的影響按照環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比為1.0 ∶ 0.8，配制水性環(huán)氧地坪涂料，并制備漆膜，考察固化時(shí)間對(duì)水性環(huán)氧地坪涂料使用情況的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。
可知，隨著漆膜干燥固化時(shí)間的增長(zhǎng)，漆膜表面的硬度增大，當(dāng)固化時(shí)間為 7 d 時(shí)，漆膜的硬度達(dá)到 3H。在水性環(huán)氧地坪涂料的干燥過(guò)程中，漆膜表面的水分逐漸蒸發(fā)，黏度不斷上升，使水性固化劑分子與環(huán)氧樹(shù)脂分子緊密接觸反應(yīng)，隨著黏度的上升，表層逐漸固化，使環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子逐漸變硬從而緊密排列堆積，漆膜的硬度逐步上升。
當(dāng)漆膜表面的硬度達(dá)到 3H后，漆膜表面可以站立行人，投入使用。從圖 1 可以看出，水性環(huán)氧地坪涂料在施工完畢后，必須經(jīng)過(guò)7 d 的完全固化才能投入使用。3 結(jié)語(yǔ)
采用水性環(huán)氧乳液及其固化劑、顏填料等配制水性環(huán)氧地坪涂料色漆。試驗(yàn)表明，在環(huán)氧值與胺氫值物質(zhì)的量比為 1.0∶0.8，消泡劑用量為 0.1%，完全干燥固化7 d后，水性環(huán)氧地坪涂料綜合性能最佳，其鉛筆硬度為3H，附著力為 1 級(jí)。水性環(huán)氧地坪涂料不燃、不爆，使用安全方便，有利于環(huán)境保護(hù)，對(duì)使用者安全健康，適合于工業(yè)地坪的涂裝，特別是地下室、地下停車(chē)場(chǎng)等相對(duì)潮濕環(huán)境下的施工，具有更多的優(yōu)勢(shì)，因此市場(chǎng)前景廣闊。
參考文獻(xiàn)：
[1] 涂料工藝編委會(huì)．涂料工藝（第 3 版）[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1997．
[2] 陳鋌，施雪珍，顧國(guó)芳．雙組分水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料[J]．高分子通報(bào)，2002（6）：63-70．
[3] 吳禮龍，古緒鵬，楊建國(guó)，等．水性環(huán)氧涂料制備及性能[J]．現(xiàn)代涂料與涂裝，2011（1）：1-3．
[4] 劉兢科，劉孝．環(huán)保型節(jié)能型水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的研制[J]．現(xiàn)代涂料與涂裝，2011（3）：20-23.
[5] 張強(qiáng)國(guó)，俱國(guó)鵬，房妮，等．水性環(huán)氧地坪涂料的合成研究[J]．現(xiàn)代涂料與涂裝，2010（7）：31-33．
[6] 鐘鑫，牛潼鳳，胡文峰．水性環(huán)氧地坪涂料的研究[J]．化學(xué)建材，2008（6）：13-15．
歐進(jìn)地坪http://le01.cn
