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环保型活性稀释剂制备环氧自流平地坪涂料研究    
来源:地坪网
热词:涂料油漆防水涂料防火涂料外墙涂料涂料品牌

【中国涂料在线新闻资讯】

低毒、低挥发、低气味、绿色环保已成为地坪涂料的研究重点和发展方向。环氧地坪涂料是目前市场上用量最大的地坪涂料品种。环氧地坪涂料的环保化手段主要有两种:水性化和无溶剂化,而环氧地坪涂料的无溶剂化又主要采用反应性活性稀释剂代替非活性稀释剂来实现。非活性稀释剂不能与环氧树脂及固化剂进行反应,它在配方中纯属物理混入过程;用量少时对涂膜物理性能几乎无影响,但对涂膜的耐化学药品性有不利的影响:用量大时会降低涂膜物理性能,特别是由于非活性稀释剂逸出挥发,会引起涂膜收缩性增加和粘结力下降⋯。活性稀释剂本身粘度低,含有环氧基,能与胺固化剂反应进入涂膜的微观结构中,若用量合适,既可降低涂料粘度满足作业要求,又可保证涂膜的力学性能和耐化学性。然而,无溶剂环氧涂料中的活性稀释剂在涂料的生产和施工过程时仍有挥发,有毒的、带刺激性气味的活性稀释剂对人体会造成伤害,因此,应选择低毒甚至无毒、低挥发、低气味的环氧活性稀释剂用于无溶剂环氧地坪涂料的制备。

C12一Cl。烷醇由于具有较长的碳链,沸点较高,用其合成的C12一Cl。烷基缩水甘油醚沸点高,不易挥发,毒性低,还具有较好的柔韧性【2】,是一种环保型环氧活性稀释剂。

本文采用c。:一c。。烷基缩水甘油醚活性稀释剂、环氧树脂、腰果油改性胺固化剂、助剂、颜填料等,通过配方优化,制备了一种环保型无溶剂环氧自流平地坪涂料,重点讨论了活性稀释剂、环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂的选择对涂料性能的影响。

1 实验部分

1.1 实验原料

E.5l环氧树脂:南亚树脂;双份F环氧树脂:江苏三木;活性稀释剂:EPICLON703(C12.C14烷基缩水甘油醚、大日本油墨),AGE(烯丙基缩水甘油醚、广州浩特化工有限公司),BGE(正丁基缩水甘油醚、安徽恒远化工有限公司):胺固化剂:NX一2009(腰果油改性胺固化剂、卡德莱),TMD(脂肪胺固化剂、德固赛),Ancamide1618(改性脂环胺、美国空气产品公司),Versamid115(聚酰胺固化剂、德国科宁),T31(酚醛胺固化剂、市售);涂料助剂:德国毕克,华夏,迪高,埃夫卡:颜填料:市售:促进剂:K.54,市售。

l.2 无溶剂环氧自流平地坪涂料的基本配方

涂料基本配方如表l所示。

表1 无溶剂环氧自流平地坪涂料基本配方

表1 无溶剂环氧自流平地坪涂料基本配方

1.3 无溶剂环氧自流平地坪涂料的制备

将环氧树脂和活性稀释剂搅拌5min后,加入助剂并搅拌10分钟,然后加入颜料和填料高速分散30min,最后加入色浆调色,在砂磨机或高速分散机上分散至细度合格,制得A组份;将胺固化剂和固化剂促进剂混合均匀后制得B组份。

1.4 性能测定

粘度采用旋转粘度计测试:漆膜柔韧性按照GB/T173l一1993规定进行测试;粘结强度(拉拔法)采用液压拉拔仪测试:其它性能按GB/22374—2008规定进行测试。

2 结果与讨论

2.1 不同活性稀释剂对涂料粘度的影响

由于无溶剂环氧自流平体系黏度大,不易施工,配方中通常加入稀释剂以降低黏度。加入非活性稀释剂,仅仅是物理混合,在树脂固化时,会有部分逸出,从而增加了树脂的收缩率,降低了粘结力和机械强度,严重时会有气孔残留,因此无溶剂环氧自流平涂料体系中一般不适用非活性稀释剂pJ。而活性稀释剂的使用对性能也有一定的影响,由于活性稀释剂本身是短链分子,碳链比环氧树脂短,因而阻碍了链的形成,影响了成膜物质的主要性能,故活性稀释剂用量一般以不超过配方中树脂用量的20%为宜【4】。

常用的活性稀释剂主要有AGE、BGE,它们均为低分子质量环氧化合物,较易挥发、气味浓、毒性较大,不符合日益增长的环保要求。EPICLON703为C12.C14烷基缩水甘油醚,沸点高达107℃,不易挥发,极低的气味,毒性低,具有优异的颜填料润湿能力,是一种环保型环氧活性稀释剂。不同的活性稀释剂对漆料的降粘效果不一样。保持其它条件不变,分别采用BGE、AGE和EPIcLON703制漆,测定它们的粘度,以观察不同活性稀释剂的降粘效果。粘度测试结果见表2。

表2 不同活性稀释剂的降粘效果

表2 不同活性稀释剂的降粘效果

从表2数据可以看出:BGE的降粘效果最好,AGE的降粘效果和EPICLON703的降粘效果相当,采用EPICLON703制备的涂料其粘度也满足了无溶剂环氧自流平地坪涂料对粘度的要求。

而且,从涂膜制各实验来看:由三者制各的涂料其流平效果相当,均达到自流平地坪施工的要求。又因为EPICLON703具有良好的环保性能,本实验选择EPICLON703作为活性稀释剂,且用量6%为宜。

2.2 树脂的选择

环氧树脂具有力学性能好、粘结力强、固化收缩率低以及综合性能优异等优点,广泛用于各种涂料、胶黏剂、玻璃钢等领域。无溶剂环氧自流平地坪涂料在施工性能方面的要求主要是:无溶剂、较低的黏度、良好的流动流平性和使用的方便性。为满足这些要求,除采用适量的活性稀释剂之外,目前制备无溶剂环氧自流平地坪涂料基本上采用液态的E51型双酚A环氧树脂,并搭配使用更低粘度的其它类型的环氧树脂,如双酚F环氧树脂。双酚F环氧树脂的特点是黏度小,不到双酚A环氧树脂黏度的1/3,有利于降低体系的粘度,增加与固化剂的混溶性,增进涂膜的流平性;另外,与双酚A环氧树脂相比,双酚F环氧树脂对颜填料的润湿性较好,耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。但双酚F环氧树脂的价格昂贵,因此在配方中少量使用,以增进涂膜的流平性。本研究配方中双酚F环氧树脂的用量为4.5%。

2.3 固化剂的选择

环氧树脂本身是一种热塑性高分子,单纯的环氧树脂本身并没有多大的价值,只有加入固化剂使它转变为三维网状立体结构,才能呈现其优异的性能。目前无溶剂自流平地坪涂料使用的主要固化剂有脂肪胺及其加成物、脂环胺及其加成物、聚酰胺及其加成物、酚醛胺等。通常选用的固化剂中应该含有抗白花、耐酸、低温固化(5~10℃)、耐黄变、抗水斑的成分,以避免无溶剂环氧自流平地坪涂料在低温、高湿的环境下施工可能出现的油斑和白花现象,因此固化剂的选择至关重要。试验中采用了五种固化剂,分别与同一色漆搭配制备涂膜,观察了它们对涂膜性能的影响,结果见表3。

表3 不同固化剂对涂料性能的影响

表3 不同固化剂对涂料性能的影响

由表3可知,NX.2009的综合性能明显优于常规的环氧树脂固化剂,适用于无溶剂环氧自流平地坪固化系统。本研究选定NX.2009为配方固化剂。

2.4 助剂的选择

无溶剂环氧自流平地坪涂料对漆膜的要求极高,施工时既要使漆膜在有限的时间内充分流平,避免浮色发花等,又要求厚膜中的气泡迅速排出而漆膜表面不留下任何缺陷【5】,同时还要求涂料的储存稳定性好。因此,分散剂、流平剂、消泡剂,触变剂的选择及用量是极为关键的。经过实验筛选,分散剂选用埃夫卡公司的4050和华夏的4030;流平剂选用毕克354;消泡剂选用迪高900;触变剂为毕克的410,以上助剂的搭配具有很好的施工效果和产品性能。

2.5 颜填料的选择

颜填料除了降低生产成本以外,还有助于提高产品的物理及化学性能,颜填料选用价格便宜、吸油量低、细度适中、性能稳定的纤维状或片状填料,它们不仅能提供涂料良好的储存性、低粘度、耐化学品腐蚀性,而且能降低涂层的收缩应力,避免涂层开裂、脱落等弊病【6】。在实验中选择绢云母粉滑石粉和石英粉及杜邦R902钛白粉为主要颜填料。

2.6 不同活性稀释剂对漆膜柔韧性、硬度和粘结强度的影响通过上述树脂、固化剂、助剂和颜填料的选择,我们得出了优化后的无溶剂环氧自流平地坪涂料配方。以此配方为基础,保持其它条件不变,仅改变活性稀释剂的种类,分别以BGE、AGE、EPICLON703为活性稀释剂制备了三个色漆(A组分),然后,采用NX.2009作为固化剂(B组分)分别制备涂膜,并测定它们的柔韧性、表面硬度以及与水泥基面的粘结强度,测试结果见表4。

表4 不同活性稀稀释剂对漆膜柔韧性、硬度和粘结强度的影响

表4 不同活性稀稀释剂对漆膜柔韧性、硬度和粘结强度的影响

从表4数据可见,分别用BGE、AGE、EPICLON703制备的无溶剂环氧自流平地坪涂料,它们的柔韧性、漆膜硬度、粘结强度差别不大,这说明BGE、AGE、EPICLON703三种不同活性稀释剂对无溶剂环氧自流平地坪涂料的基本力学性能影响不明显。

2.7 无溶剂环氧自流平地坪涂料的性能检测

按照优化后的配方,采用环保型活性稀释剂EPICLON703制备无溶剂环氧自流平地坪涂料,并按国标方法检测其各项性能,多次重复试验的测试结果重现性好,所制备涂料的各项性能达到或高于国标规定的指标,检测结果见表5。

3 结论

C-2.C。。烷基缩水甘油醚作为一种低毒、低气味、低挥发的环保型环氧活性稀释剂,可用于无溶剂环氧自流平地坪涂料的制备,极大地提高了无溶剂环氧自流平地坪涂料的环保性。所制各的无溶剂环氧自流平地坪涂料的各项物理力学性能指标和耐化性指标均达到了现行国家标准GB/T22374.2008的要求,有些性能远超国标的要求。

参考文献

【1】胡玉明.环氧固化剂及添加剂[M】.北京:化学工业出版社,2011.

[2】江秀明,谢洪良.环氧稀释剂十二烷基缩水甘油醚的合成叨.热固性树脂,2004,19(6):18—19+27.

 

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