雙組分水性環氧樹脂研究進展6
環氧樹脂涂料附著力高、耐化學品和溶劑性優異、硬度高、耐磨性好，在工業上已獲得了廣泛的應用。傳統的環氧樹脂涂料通常為溶劑型。隨著人們對環境保護的要求日益迫切和嚴格，開發水性環氧體系，即不含VOC(揮發性有機化合物，Volatile Organic Compound)或不含HAP(有害空氣污染物，Hazardous Air Pollutants)的體系成為新的研究方向，水性環氧涂料具有無空氣污染、安全無毒、施工工具易于清洗等優點，可替代目前廣泛使用的溶劑型涂料，具有很大的經濟效益和社會效益。
四、水性環氧防腐涂料研究進展
近年來水性環氧涂料用作金屬基底的防腐蝕涂料，已經成功地在鐵路機車、公共汽車、建筑橋梁、船艦飲水艙、壓載艙(煤焦油改性水性環氧涂料作防潮隔膜)以及核電站反應水池的鋼結構上應用，具有環保和安全無毒的優勢。上海建筑科學研究院采用環氧樹脂、丙烯酸單體、過氧化異丙苯(DCP)合成出自乳化水性環氧樹脂，該樹脂可以與油性環氧固化劑(如T31)很好地相容并固化成膜，清漆以及所配制的防腐蝕涂料的常規力學物理性能達到溶劑型環氧樹脂涂料水平，如表3所示配方組成。
表3 鋼結構防腐蝕涂料配方
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編號 |
原材料 |
用量/kg |
|
1 |
水性環氧樹脂 |
500 |
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2 |
防銹劑水溶液 |
220 |
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3 |
防銹顏料 |
198.5 |
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4 |
丙二醇 |
20 |
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5 |
填充料 |
50 |
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6 |
增調劑N |
5～10 |
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7 |
分散劑 |
10 |
|
8 |
殺菌劑 |
1.5 |
|
|
總計 |
1000 |
株洲時代電氣絕緣有限責任公司曾凡輝等進行了工業防腐用水性環氧涂料耐鹽霧性能的研究，使其耐鹽霧性能達到600h左右，基本接近溶劑型環氧防腐涂料的水平。，涂料其他性能指標也與溶劑型環氧防腐涂料相差無幾(見表4)，且該涂料與水性或溶劑型聚氨脂面漆配套性良好。
表4 工業防腐用水性環氧涂料性能
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檢測項目 |
水性環氧防腐涂料 |
溶劑型環氧防腐涂料 |
水性環氧涂料指標 |
檢驗依據 |
|
表干時間/h |
0.8 |
0.4 |
≤2 |
GB/T 1728-1979 |
|
實干時間/h |
24 |
16 |
≤24 |
GB/T 1728-1979 |
|
適用期/h |
4 |
6 |
≥4 |
- |
|
彎曲性能/mm |
1 |
1 |
≤2 |
GB/T 1731-1993 |
|
杯突試驗/mm |
7.6 |
7.1 |
≥4 |
GB/T 9753-1998 |
|
劃格試驗/級 |
0 |
0 |
≤1 |
GB/T 9286-1998 |
|
耐沖擊性/cm |
50 |
50 |
≥50 |
GB/T 1732-1993 |
|
耐鹽霧性/h |
600 |
724 |
500* |
GB/T 1771-1991 |
注：合格標準為鹽霧試驗500h后板面無起泡、不生銹，十字劃痕處腐蝕寬度≤2mm(單向)。
采用PAA及Ciba水性環氧乳液制得的淡黃色水性環氧防腐底涂的配方如下，性能如表5所示。
表5 水性和溶劑型環氯防腐蝕漆性能指標比較
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項 目 |
水性環氧樹脂防腐蝕底漆 |
溶劑型環氧樹脂防腐蝕底漆 |
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干燥時間(25℃) | ||
|
表干/min |
30 |
30 |
|
實干/h |
2.5 |
6 |
|
附著力/級 |
1 |
1 |
|
鉛筆硬度/H |
4 |
4 |
|
60°光澤/% |
63 |
79 |
|
耐堿性(10%NaOH浸泡10d) |
合格 |
合格 |
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耐鹽霧性(10個循環) |
1級 |
1級 |
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耐磨性(500g，100次)/g |
失重0.00789l |
失重0.08045 |
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原料名稱 |
質量分數/% |
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組分A | |
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水性環氧樹脂乳液1(52%～55%) |
30～32 |
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水 |
16～18 |
|
金紅石型鈦白粉 |
10 |
|
氧化鐵黃 |
1～2 |
|
磷酸鋅 |
10～12 |
|
填料 |
28～30 |
|
抗閃銹劑2 |
0.4～0.5 |
|
抗菌劑3 |
0.05 |
|
流平劑 |
0.06 |
|
組分B | |
|
水溶性聚酰胺4 |
45～47 |
|
水 |
20～22 |
|
消泡劑5 |
1.2～1.5 |
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氣相Si02 |
1.5～2.1 |
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醇醚類溶劑6 |
28～30 |
注：1.水性環氧樹脂乳液(BPA)，Ciba Gejgy公司；2.抗閃銹劑Proxel，ICI公司；3.抗菌劑BIOCIDE；4.水溶性聚酰胺(PAA)，Vi-anova Resins公司；5.消泡劑 ACI TAN 703 N；6.醇醚類溶劑DOWNOL PNB，陶氏公司。
