介绍

新型胺类功能型固化剂的最新进展已经使得水性双组分环氧涂料体系的性能有所提高。这些新型的胺类加成物在提高性能的同时，可以满足低VOC以及超低的VOC水平。本论文将对一种新的零VOC值水溶性胺类固化剂在水性环氧配方中的性能进行总结，在水性环氧配方中液态环氧树脂的VOC值低于50g/L。我们将对这些新型原始配方的性能和混凝土用商业涂料的性能进行评论。

这种新型的水性固化剂是为工业当中的胶凝性应用以及DIY（Do-It-Yourself）市场而设计的。基于这种新型胺类固化剂的配方使得水性还原环氧涂料体系具有优异的操纵、应用性能，寿命终端的可见性，并且提高了耐化学腐蚀性和耐染色性。

这种新型胺类加成物技术的使用使得这些水性环氧体系不可避免地具有高的性能、低的VOC水平以及容易用水清除的优点。

创新型水性环氧胶粘剂体系已经迅速地满足了更低VOC值的规定和市场对于更高的性能的要求。水性环氧体系的早期版本满足了监管的要求，但是这些涂料体系具有比溶剂型对照物更差的性能。近年来，水性环氧体系的性能得到了极大的改善，从而满足了更高性能的要求，并大大降低了VOC水平。

在本文的工作中，将会对这一新产品的设计标准和配方性能的设计要求进行总结。随后，将会评论这种新型固化剂在配方体系中的性质和性能，并于市场上的商业产品进行比较。

设计

为了促进这种新产品的发展，建立起了一系列的设计标准。这些设计标准都是对市场上现有的固化剂进行总结而建立的。这一评估建立起了一系列关键性的固化剂设计标准。设计标准包括：使用的方便性、低的粘度值、冷冻/解冻的稳定性、热稳定性、稀释稳定性以及化学品库存状况。除了固化剂的设计标准之外，还建立起了该新型固化剂的配方属性和涂料性能的一系列要求。这是基于涂料生产商的投入、市场上现有的商业化产品以及终端使用客户的调查而建立的。关键的配方性能包括：PVC、混合组分粘度、诱导时间、VOC、使用寿命、使用寿命内的光泽稳定性、硬度变化以及良好的耐化学腐蚀性。

基于设计标准，对众多的试验样品进行评估和筛选。然后将最好的样品加入到混凝土涂料配方中，并与预先确定的性能要求进行比较。满足所有标准的样品现在被称为EPIKURE8547-W-60固化剂（新型水性固化剂）。

当满足了固化剂的设计要求后，配制四种涂料体系并参照建立起的标准对胶凝应用中的涂料配方中的树脂性能进行量化。配方如下（见附录I）：

初始配方A：混凝土灰色底漆，4：1，亚光

初始配方B：混凝土面漆，清漆，3：1，高光

初始配方C：混凝土面漆，清漆，3：1，高光

初始配方D：混凝土灰色底漆，4：1，中光

试验

样品的制备和常数计算――样品是使用标准的工业方法和原材料进行制备得到的。报导的涂料常数是由ASTMD2369计算得到的。

薄膜的制备――水位降深是通过标准水位降深杆在Chart5C，5密尔的湿膜厚度的条件下完成的。水泥的水位降深是使用60-mil绕线杆在酸洗的水泥块（4x6x1，PatioCementProductsInc.提供）上完成的。

周围的环境条件――所有的配方成分在混合前，都在77°F的条件下平衡一天。水位降深和薄膜都在77°F、50%R.T的条件下使用，然后在相同的条件下干燥。除非标注，所有的物理测试都在7天内完成。

硬度变化――硬度由ASTMD3363对水泥进行测试而确定。

使用寿命、粘度以及光泽度测量――粘度由ASTMD562测定，光泽度由ASTMD523在60度角下测定。

干燥时间――由ASTMD5895，使用BYK循环干燥定时器进行测量。

耐化学腐蚀性――由ASTMD1308在准备好的水泥块上完成。耐MEK性由ASTMD5404完成。

粘结性测试（拉脱能力）――由ASTMD4541，使用2.0cmdollie的Elcometer106拉脱测试器完成。

结果与讨论

在该研究中购买了很多市场上现有的商业化产品。并对这些产品的性质进行了起点配方比较（表1）。

然后，对这些涂料体系的性能和耐化学腐蚀性进行了评估（表2）。在评估过程中，使用了一组在家用车库中典型存在的化学品和一些会对涂料体系造成侵袭的普通化学品。

表2:耐污性测试结果

同样地，我们也对这些环氧涂料体系的粘结性进行了评估（表3）。有趣的是，我们注意到了这些体系在粘结性测试中失败的模式。商业DIY体系与新型胺固化体系相比，具有较低的粘结性，但是失败的模式也显著不同。

这种新型水性胺的失效模式仅仅为水泥的明显的内聚失效。而商业水基产品的使用的失效模式为涂料与水泥界面的更不易粘结，并伴随有一些水泥的内聚失效（图1）。

我们所观察到的关键之处为：与商业水基产品相比，初始配方的粘结性大大增加、水泥的脱除量显著增加。在对这些各种各样的体系比较的过程中，我们发现基于新型水性固化剂的配方当中，只有Hexion初始配方以及DIY#2表现出了方便的水清除能力。

在对釉质环氧涂料体系进行回顾之后，对透明涂料体系进行了评估。之后进行了类似的商业透明涂料和我们配制涂料的比较（表4）。

基于新型胺类固化剂的透明涂料体系表现出了优异的粘结性能（表5）。在该研究中的粘结失效模式也与在前面研究中提到的类似。

当我们对灰色釉质透明涂料体系评估时，得到了意想不到的结果。当将透明釉质（初始配方B）用在商业釉质上时，与统一供应商的商用透明涂料体系相比，结果显示出了优异的粘结性能和抗拉脱力（表6）。

结论

该研究已经证明：可以使用新型水性固化剂（EPIKURE8547-W-60）获得高性能、超低VOC的水泥用涂料。这种新技术在商业市场的引进将会为涂料配方师提供一种优异的新工具以满足现存的和新出现的监管门槛，而无需牺牲产品的性能。如果我们通过对终端使用者、说明者和拥有者采访而建立的设计标准是正确的，那么在胺类加成物方面的进展将会转变为产品，而在未来几年内市场也会接受和采用这类产品。

参考文献：（略）