水性環(huán)氧的優(yōu)異性能
行業(yè)資訊 發(fā)布人：zhangjing 時間：2011-7-12 15:21:57 瀏覽：
水性環(huán)氧地坪的優(yōu)勢
水性環(huán)氧樹脂以其突出的性能優(yōu)勢，使制備得到的水性環(huán)氧樹脂涂料同樣具有優(yōu)異的性能，從而在水性產品大家族里地位越來越重要，專家認為水性環(huán)氧樹脂在環(huán)保化的今天，前景十分開闊。
水性環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧樹脂以微?；蛞旱蔚男问椒稚⒃谝运疄檫B續(xù)相的分散介質中而配得的穩(wěn)定分散體系。由于環(huán)氧樹脂是線型結構的熱固性樹脂，所以施工前必須加入水性環(huán)氧固化劑，在室溫環(huán)境下發(fā)生化學交聯反應，環(huán)氧樹脂固化后就改變了原來可溶可熔的性質而變成不溶不熔的空間網狀結構，顯示出優(yōu)異的性能。水性環(huán)氧樹脂涂料除了具有溶劑型環(huán)氧樹脂涂料的諸多優(yōu)點，一是適應能力強，對眾多底材具有極高的附著力，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學藥品性能優(yōu)異，并且涂膜收縮小、硬度高、耐磨性好、電氣絕緣性能優(yōu)異等；二是環(huán)保性能好，還具有不含有機溶劑或揮發(fā)性有機化合物含量較低，不會造成空氣污染，因而滿足當前環(huán)境保護的要求；三是真正水性化，以水作為分散介質，價格低廉、無氣味、不燃，儲存、運輸和使用過程中的安全性也大為提高；四是操作性佳，水性環(huán)氧樹脂涂料的施工操作性能好，施工工具可用水直接清洗，可在室溫和潮濕的環(huán)境中固化，有合理的固化時間，并保證有很高的交聯密度。這是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料所無法比擬的。
合理選擇環(huán)氧樹脂基材、固化劑[1]以及各種改性劑和助劑，就可制備出性能各異的水性環(huán)氧樹脂涂料。水性環(huán)氧樹脂涂料的諸多性能特點決定了其與溶劑型或無溶劑型環(huán)氧樹脂涂料相比具有更為廣泛的應用前景。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，目前水性環(huán)氧樹脂涂料的應用主要包括下面幾個方面：一是工業(yè)地坪涂裝，可作為高性能環(huán)境適應型地坪涂料替代溶劑型環(huán)氧樹脂涂料，也可作為聚合物成分摻入水泥砂漿制成高性能聚合物砂漿地坪材料；三是木質地板涂料，可配成清漆用于木質地板，替代目前市場上廣泛使用的溶劑型聚氨酯水晶地板漆，配成色漆可替代溶劑型環(huán)氧樹脂和聚氨酯磁漆，用于廚房、家具和機械設備等；四是建筑工程抗?jié)B，借助水性環(huán)氧樹脂涂料優(yōu)良的機械性能和與水泥良好的配伍性，制備高強混凝土，其中水性環(huán)氧樹脂涂料作為輔助成分加到混凝土或水泥砂漿中，并可提高混凝土的抗?jié)B性；五是建筑粘接防水，利用環(huán)氧樹脂對水泥材料和眾多有機材料良好的粘接性能以及環(huán)氧樹脂本身優(yōu)異的機械性能和耐化學藥品性能作為混凝土粘接劑和防水堵漏材料；六是防腐處理和其它用途，利用環(huán)氧樹脂優(yōu)異的耐腐蝕性作為防腐蝕涂料用作鋼鐵和船舶的防腐底漆，與其它通用乳液如聚丙烯酸乳液、水性聚氨酯配合使用起協(xié)同效應得到具有不同性能的涂層。
室溫固化的水性環(huán)氧樹脂涂料體系一般分為四類：Ⅰ型水性環(huán)氧樹脂體系，由低分子量的液體環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量在190左右)和水性環(huán)氧固化劑組成，這類體系中的環(huán)氧樹脂一般預先不乳化，而由水性環(huán)氧固化劑在使用前混合乳化，因而這類固化劑必須既是交聯劑又是乳化劑，它能夠很好地分散或溶解在水中，從而對低分子量的液體環(huán)氧樹脂具有良好的乳化作用，可配成零VOC涂料，涂膜硬度增長較快；Ⅱ型水性環(huán)氧樹脂體系，由高分子量的固體環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成，由于高分子量環(huán)氧樹脂的反應活性較低分子量環(huán)氧樹脂小，因此Ⅱ型水性環(huán)氧樹脂體系的適用期較Ⅰ型長、表干時間較Ⅰ型短；Ⅲ型水性環(huán)氧樹脂體系，由低分子量的液體環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成，新型反應性環(huán)氧樹脂乳化劑既含有表面活性作用的鏈段(親水鏈段)、又含有環(huán)氧樹脂鏈段(親油鏈段)，大大改善了乳化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，可配制分散相平均粒徑為約1～2μm的低分子量液體環(huán)氧樹脂乳液，同時對涂膜有一定的增韌作用；Ⅳ型水性環(huán)氧樹脂體系，由水性環(huán)氧樹脂乳液和聚氨酯改性環(huán)氧固化劑組成，用適量的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂制得綜合性能良好的聚氨酯改性環(huán)氧固化劑，用它來固化水性環(huán)氧樹脂乳液以改善水性環(huán)氧樹脂涂料的性能。
固化效果是衡量水性體系產品的重要指標。水性環(huán)氧樹脂體系的固化成膜機理水性環(huán)氧樹脂涂料是一種乳液涂料，其成膜機理與一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的區(qū)別，同時與溶劑型環(huán)氧樹脂涂料的成膜也不完全相同。對于水性環(huán)氧樹脂涂料，其固化是否充分主要取決于以下兩個因素：一是環(huán)氧樹脂分散相粒子的粒徑，在保證水性環(huán)氧固化劑用量相同的情況下，環(huán)氧樹脂分散相粒子的粒徑較小時，粒子表面的固化劑濃度較為適中，表面固化速度較慢，固化劑分子有足夠的時間擴散到整個環(huán)氧樹脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均勻、完全固化的涂膜；二是環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，提高環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，有利于水性環(huán)氧樹脂乳液分散后體系的穩(wěn)定性，并且兩者的相容性越好，環(huán)氧固化劑越容易向環(huán)氧樹脂微粒內部擴散，有利于固化反應的進行。
雙組分反應性涂料都有一個適用期的問題。由于水性環(huán)氧樹脂體系與溶劑型環(huán)氧樹脂體系的固化成膜機理有所不同，因而適用期的判斷準則也不完全相同。對溶劑型環(huán)氧樹脂體系，體系的粘度隨擱置時間的延長而不斷增大，故該體系的適用期可用粘度隨時間的變化來表示，即從兩個組分混合至體系粘度增大到無法施工的時間。但對水性環(huán)氧樹脂體系，則不能用體系粘度隨時間的變化來判定，環(huán)氧樹脂乳液以及相應配得的清漆都會顯示出觸變性和假塑性，屬于典型的水分散體系。水性環(huán)氧樹脂涂料的兩個組分混合后體系粘度變化比較復雜，有的體系的粘度隨擱置時間的延長逐步增加，而有的體系粘度在兩個組分混合后迅速下降，并在較長時間內基本保持不變。
水性環(huán)氧的形態(tài)
樹脂通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)：①水溶性；②膠束分散型；③乳液。
環(huán)氧樹脂自身為熱塑性的線型結構，受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，高粘度變?yōu)榈驼扯?，只有與固化劑配合使用才具有實用價值 （純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑）。因此水性環(huán)氧體系應包含水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑，同樣，它們分別通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。
因此水性環(huán)氧體系具有更多的選擇組合（理論上具有9種的形態(tài)組合），但也增加了選擇難度。同時在實際應用過程，通過加入大量的顏填料、助劑等，提高水性環(huán)氧體系應用性能同時也掩蓋了水性環(huán)氧體系的不足甚至嚴重缺陷，這將增大更多的不確定因素和復雜性。
棄繁從簡，分別關注水性環(huán)氧樹脂形態(tài)和水性環(huán)氧固化劑形態(tài)的同時，通過掌控水性環(huán)氧的本質和水性環(huán)氧的評定達到更快、更好的選擇水性環(huán)氧體系，為您的萬丈高樓打牢根基！
水性環(huán)氧的本質
不管選擇何種形態(tài)的水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑，好終具有實際應用價值的水性環(huán)氧體系是一種分散多相結構，由水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水等多相組成，其成膜機理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜（凝結成膜，物理過程），同時與溶劑型環(huán)氧的成膜也不完全相同，在溶劑型環(huán)氧體系中，環(huán)氧樹脂和固化劑均以分子形式溶解在有機溶劑中，形成的體系是均相的，固化反應在分子之間進行，因而固化反應進行得比較完全，所形成的固化物也是均相的。
水性環(huán)氧為多相體系，環(huán)氧樹脂和固化劑以分散相形式分散在水相中，交聯固化過程是在水分蒸發(fā)的過程中微粒之間的相互滲透內部擴散交聯反應過程，因此水性環(huán)氧的固化程度取決于以下四個因素：
a)相容性：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好，越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹脂微粒相互內部擴散，有利于固化反應的進行；
b)粒徑：粒徑較小時，水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內核從而達到較完全的固化程度；
c)親水親油平衡值：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的親水親油平衡值接近，在水相中達到一致的共存 穩(wěn)定狀態(tài)，如果差異較大，親水性較強的組分會逐漸聚集于水相中，從而導致樹脂相和固化劑相分離；
d)分散均勻程度：在多相分離的狀態(tài)下，只有通過一定的機械攪拌作用， 才能將樹脂相和固化劑相均勻分布于水相中； （環(huán)氧在應用中攪拌混合均勻非常重要）（有些朋友在使用油性環(huán)氧過程中認為只要簡單攪拌甚至不攪拌也能 成膜，其實這存在很大的誤區(qū)，因為所使用的油性環(huán)氧是由固體環(huán)氧溶解而成如75％的E－20，即使不加固化劑，溶劑揮發(fā)后可形成很硬的干膜狀態(tài)，但這種干膜是未經固化劑交聯固化的，受熱后變成液態(tài)，干膜毫無性能可言） 。
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