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環(huán)氧樹脂涂料附著力高、耐化學品和溶劑性優(yōu)異、硬度高、耐磨性好，在工業(yè)上已獲得了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂涂料通常為溶劑型。隨著人們對環(huán)境保護的要求日益迫切和嚴格，開發(fā)水性環(huán)氧體系，即不含VOC(揮發(fā)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(huán)氧涂料具有無空氣污染、安全無毒、施工工具易于清洗等優(yōu)點，可替代目前廣泛使用的溶劑型涂料，具有很大的經(jīng)濟效益和社會效益。
四、水性環(huán)氧防腐涂料研究進展
近年來水性環(huán)氧涂料用作金屬基底的防腐蝕涂料，已經(jīng)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(huán)氧涂料作防潮隔膜)以及核電站反應(yīng)水池的鋼結(jié)構(gòu)上應(yīng)用，具有環(huán)保和安全無毒的優(yōu)勢。上海建筑科學研究院采用環(huán)氧樹脂、丙烯酸單體、過氧化異丙苯(DCP)合成出自乳化水性環(huán)氧樹脂，該樹脂可以與油性環(huán)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(guī)力學物理性能達到溶劑型環(huán)氧樹脂涂料水平，如表3所示配方組成。
表3 鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料配方
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編號 |
原材料 |
用量/kg |
|
1 |
水性環(huán)氧樹脂 |
500 |
|
2 |
防銹劑水溶液 |
220 |
|
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 |
|
6 |
增調(diào)劑N |
5～10 |
|
7 |
分散劑 |
10 |
|
8 |
殺菌劑 |
1.5 |
|
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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(yè)防腐用水性環(huán)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(huán)氧防腐涂料的水平。，涂料其他性能指標也與溶劑型環(huán)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(yè)防腐用水性環(huán)氧涂料性能
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檢測項目 |
水性環(huán)氧防腐涂料 |
溶劑型環(huán)氧防腐涂料 |
水性環(huán)氧涂料指標 |
檢驗依據(jù) |
|
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(huán)氧乳液制得的淡黃色水性環(huán)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(huán)氯防腐蝕漆性能指標比較
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項 目 |
水性環(huán)氧樹脂防腐蝕底漆 |
溶劑型環(huán)氧樹脂防腐蝕底漆 |
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干燥時間(25℃) | ||
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表干/min |
30 |
30 |
|
實干/h |
2.5 |
6 |
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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(huán)) |
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(zhì)量分數(shù)/% |
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組分A | |
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水性環(huán)氧樹脂乳液1(52%～55%) |
30～32 |
|
水 |
16～18 |
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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(huán)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。