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》 |
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