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              水性環氧塗料的優缺點及其應用

              http://www.chem.hc360.com2019年08月09日16:43 來源:車用塗料與塗裝平台T|T

                  慧聰化工網訊:水性環氧樹脂塗料具有優異的金屬附著性和防腐蝕性,同時還有很好的化學穩定性和粘結性能,水性環氧樹脂塗料是目前塗料行業研究的重點。 

                  水性環氧樹脂塗料的分類

                  目前水性塗料品種繁多,大致分爲三種主要類型:水分散型、膠體分散型、和水溶性。市場上廣泛使用的主要是疏水性環氧樹脂和親水性胺類固化劑2個組分,根據2個組分的物理形態可分爲5種類型。

                  水性環氧樹脂的分類方法很多,按照經典的分類方法將水性環氧樹脂塗料分成Ⅰ型、II型、Ⅲ型、Ⅳ型等4類:Ⅰ型水性環氧樹脂體由低分子液體雙酚A環氧樹脂和水性固化劑組成。采用各種活性稀釋劑來調節環氧樹脂的黏度和固化後塗膜的交聯密度。II型采用高分子量固體雙酚A型環氧樹脂。環氧樹脂是親油性分子,其親水親油平衡值(HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液體環氧樹脂乳液和水性環氧固化劑組成,低分子量液體環氧樹脂乳液一般采用相反轉技術制備。Ⅳ型水性環氧樹脂Ⅳ型由Ⅲ型改進而來。由水性環氧樹脂乳液和聚氨酯改性環氧固化劑組成。

                  水性環氧塗料性能

                  由于環氧樹脂分子結構中含有的環氧基、醚鍵、羟基以及苯環結構等特征基團,對塗膜的最終性能起著重要的作用,使環氧塗料具有以下性能:

                  01優良的附著力

                  環氧樹脂塗料具有優良附著力主要是由環氧樹脂的分子結構及其固化反應特點決定的。環氧樹脂分子結構中具有環氧端基、羟基及醚鍵等極性基團,這些基團的存在使環氧樹脂分子與相鄰界面産生電磁吸附或化學鍵,因此環氧樹脂塗料塗膜與金屬、木材、混凝土等基材表面能産生很強的黏結力。

                  02良好的耐化學腐蝕性能

                  環氧樹脂中含有親水的羟基、醚鍵以及固化劑中的氨基等親水性基團都會影響到塗膜的耐水性,但雙酚A環氧樹脂分子中的兩個苯環與一個亞丙基對羟基與醚鍵具有屏蔽作用,從而保證了整個漆膜的耐水性。環氧樹脂固化成膜後,由于分子結構中含有穩定的苯環和醚鍵,分子結構又較爲緊密,因此對化學介質有較好的穩定性。

                  03塗料品種的多樣性與廣泛的適應性

                  環氧樹脂與環氧固化劑的品種都很多,可以通過改變配方以適應于不同的施工條件與應用環境,使環氧塗料表現出品種的多樣性與應用的靈活性。

                  水性環氧塗料的發展優勢

                  01對環境友好

                  水性環氧塗料從原料來源到生産及使用的全生命周期,均有利于環境的健康發展。生産過程中將易揮發的有機溶劑替代,而且使用時塗裝工具可用水清洗,也減少了清洗溶劑的消耗。有機溶劑的生産需要消耗化石原料,在資源緊缺的現階段是對資源的一大挑戰,水性環氧塗料的出現,解決了這一問題。同時,溶劑的削減,大大減少了生産及使用過程中揮發性有機化合物的排放,改善周邊大氣環境,另一方面,水性塗料僅采用少量低毒性醇醚類有機溶劑,有機溶劑揮發量減少,極大改善了工作場所的環境,有利于工作人員的身體健康。

                  02安全性提高

                  以溶劑中較常見的甲苯和二甲苯爲例:甲苯的閃點爲4℃,蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限1.2%~7.0%(體積);二甲苯閃點29℃,蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限約爲1%~7%(體積)。兩者均爲易燃物質。因此,溶劑型塗料的易燃易爆原料儲存和使用的場所,具有發生火災爆炸事故的風險。而水性環氧塗料的生産和使用,減少了對易燃易爆原材料的需求,極大地降低了風險。

                  03降低成本

                  (a)原料成本降低。隨著人們對資源能源的需求日益增大,在世界範圍內出現資源能源短缺的問題,導致石油乃至下遊産品價格持續上漲,作爲下遊産品的有機溶劑也不例外。資源價格的壓力下,以水作爲稀釋劑的價格優勢正得以逐漸顯現。

                  (b)環境成本的降低。傳統的溶劑型塗料生産過程中産生大量的有機廢氣,爲了達到排放要求,企業需要配置尾氣處理設施及相關的配套設施,並負擔日常運行及維護費用。水性環氧塗料的有機廢氣排放很少,爲企業減輕了負擔。

                  (c)安全成本的降低。水性環氧塗料以水作爲稀釋劑,使之成爲更爲安全的塗料,從生産到運輸再到應用中的火災隱患較傳統溶劑性塗料大幅降低。對于管理者來說,安全方面的投入成本也將相應的降低。

                  04施工條件及外觀性能

                  水性環氧塗料由于透氣性比較好,基層內部的水蒸氣可以向外擴散,不容易起泡,因此在對基層的要求上,水性環氧塗料施工的基層含水率應小于10%,溶劑型塗料施工的基層含水率應小于8%。水性環氧塗料對材質表面適應性好,塗層附著力強,在潮濕環境中可直接塗覆施工。通常,溶劑型塗料的塗著固體份高達60%-70%,而水性環氧塗料的塗著固體分僅爲20%-30%,由此可見,水性塗料的平滑性相對較好。

                  水性環氧塗料的缺點

                  (1)因水的表面張力大,難以浸潤底材,易産生縮孔,水性環氧塗料對施工過程中及材質表面清潔度要求也較高。

                  (2)兩種類型的塗料分散介質的熔點差異很大,水爲0℃,而有機溶劑的熔點相對低很多,甲苯爲–95℃,二甲苯爲–25℃左右。因此,對于施工溫度,水性環氧塗料施工一般要求在5℃以上,而溶劑型塗料在0℃就可以施工。

                  (3)噴塗水性環氧塗料對噴漆室的濕度也有一定的要求,水性塗料在環境相對濕度85%以上時表幹緩慢,水溶劑在較飽和濕度環境下無法正常揮發,當濕度過高(達到90%以上)時,在被塗物上的塗膜會流淌下來。因此需要噴漆室有良好的空氣循環,保持適當的濕度。

                  (4)由于水的蒸發潛熱大,是一般溶劑的5-7倍,往往需提高烘幹溫度或延長烘幹時間。

                  (5)雖然水性環氧塗料具有普通溶劑型塗料的防護與裝飾功能,但是在高裝飾性要求的場合,無法達到很高的豐滿度,需要溶劑型塗料來實現。

                  水性環氧塗料的應用

                  由于水性環氧樹脂優異的性能和特點,它被廣泛的應用于屋頂防漏、機場跑道、高架橋路面加固、停車場、運動場、廠房地坪、牆體、船舶、甲板、地下室及倉庫、航空母艦停機坪、隧道等各領域。

                  水性環氧塗料可在濕的或新澆注的混凝土表面施工,對混凝土表面有良好的附著力,可以封閉混凝土毛細管的水汽,並可防止泛堿,適合作爲混凝土封閉底漆。

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