水性环氧树脂的硬度(环氧水性涂料的优点与需要解决的问题)

Posted 2023-05-30

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水性环氧树脂的硬度(环氧水性涂料的优点与需要解决的问题)

水性环氧涂料特点

1.1 主要优点

水性涂料又称为水基涂料、水分散涂料。其特征是以水作为分散介质，树脂作为分散相，水为连续相。按树脂在水中的外观对水性涂料的分类有以下三类：水溶性涂料、水溶胶涂料、乳胶涂料。此外还可分为阴离子型水性涂料、阳离子水性涂料、非离子型水性涂料。水性环氧涂料是指以水作为主要分散介质的环氧涂料，通常在基料和固化剂分子中含有羟基、羧基、醚基等亲水基团。

虽然环氧树脂涂料具育优异的物理化学性能。但由于传统的环氧涂料多为溶剂型的。受到环境污染、施工安全性等方面的限制。通过各种方法使具成为水性环氧体系成为各国水性涂料专家研究的重点。

欧美发达国家自上世纪60年代就着手进行环氧树脂的水性化研究。第一个水性环氧树脂体系出现在上世纪70年代末和80年代初以Casmide360为标志[2]，是将液体环氧树脂与经过成盐的胺类固化剂相混合而制得的水性体系，固化剂起乳化剂和固化剂双重作用。该水性环氧体系固化慢，施工期限短；所得涂膜耐腐蚀性差；由干液体环氧树脂分子量低，所得涂膜相对交联密度大，表现为涂膜硬度较大柔韧性和抗冲击性都较差。

1982年人们开发出了第二代水性环氧树脂体系，由固体环氧树脂的水分散体和水性胺组成。由于该体系环氧树脂的分子量相对较高，因而环氧官能团的浓度相对降低，并且由于树脂组份以水分散形式存在，可采用疏水性较强的固化剂，这样就提高了涂膜的耐溶剂性、耐水性、耐磨性和柔韧性等。

以Shell公司的“New Gen”、AIF－PT公司的“AllCatZAR550”为代表的新型水性环氧体系是由固体环氧树脂的水分散醇和疏水性胺的加成物的水分散体两部分组成，具有施工方便、固化快、涂膜的柔韧性较好等优点[3]。

水性环氧树脂涂料与溶剂型环氧树脂涂料相比具有诸多优点：

(1)如对众多底材具有极高的附着力，固化后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异；

(2)涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等；

(3)还具有不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低，不会造成空气污染，因而满足当前环境保护的要求；

(4)以水作为分散介质，价格低廉、无气味、不燃，储存、运输和使用过程中的安全性也大为提高；

(5)水性环氧树脂涂料的操作性能好，施工工具可用水直接清洗；

(6)水性环氧树脂涂料的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并保证有很高的交联密度，这是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨脂涂料所无法比拟的。

1.2 目前有待解决的问题

水性环氧也存在许多待解决的缺点：

(1)与有机溶剂相比，水的蒸发热高，这就要求有另外的手段来帮助水的蒸发。在低温和高湿情况下，水的蒸发更慢，使干燥时间延长；

(2)水的表面张力较高，这对基材和颜填料的润湿造成困难，尤其是除油不干净的底材更难润湿，加入润湿剂和分散剂有助于润湿性的提高，但这种表面活性剂的加入常产生泡沫和针孔，同时也有可能提高了VOC含量；

(3)颜填料在水性环氧涂料中的分散稳定性比溶剂涂料差，易于聚集沉淀，这给水性涂料带来缺陷。另外，颜填料的水溶作用对水性涂料的稳定性有不良的影响，而防锈颜料常常是靠微弱的水溶作用来发挥其功能的，因此，水性环氧涂料所用的防锈颜料受到一定的限制；

(4)水的导电率高，使金属易腐蚀，例如在涂料干燥过程中发生的闪蚀问题；

(5)水的冰点比大多数有机溶剂高，因此，水性涂料的冻融稳定性较差，虽然可通过加入抗冻剂来解决但是并非对所有的水性环氧涂料都有效；

(6)水性涂料的配方较溶剂型涂料复杂，过多添加助剂，往往会使利弊双方性能失衡。如抗菌剂的使用，这在溶剂型涂料中是不必要的。

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