双组分水性环氧树脂研究进展6
环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好，在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水性环氧体系，即不含VOC(挥发性有机化合物，Volatile Organic Compound)或不含HAP(有害空气污染物，Hazardous Air Pollutants)的体系成为新的研究方向，水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点，可替代目前广泛使用的溶剂型涂料，具有很大的经济效益和社会效益。
四、水性环氧防腐涂料研究进展
近年来水性环氧涂料用作金属基底的防腐蚀涂料，已经成功地在铁路机车、公共汽车、建筑桥梁、船舰饮水舱、压载舱(煤焦油改性水性环氧涂料作防潮隔膜)以及核电站反应水池的钢结构上应用，具有环保和安全无毒的优势。上海建筑科学研究院采用环氧树脂、丙烯酸单体、过氧化异丙苯(DCP)合成出自乳化水性环氧树脂，该树脂可以与油性环氧固化剂(如T31)很好地相容并固化成膜，清漆以及所配制的防腐蚀涂料的常规力学物理性能达到溶剂型环氧树脂涂料水平，如表3所示配方组成。
表3 钢结构防腐蚀涂料配方
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编号 |
原材料 |
用量/kg |
|
1 |
水性环氧树脂 |
500 |
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2 |
防锈剂水溶液 |
220 |
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3 |
防锈颜料 |
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 |
增调剂N |
5～10 |
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7 |
分散剂 |
10 |
|
8 |
杀菌剂 |
1.5 |
|
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总计 |
1000 |
株洲时代电气绝缘有限责任公司曾凡辉等进行了工业防腐用水性环氧涂料耐盐雾性能的研究，使其耐盐雾性能达到600h左右，基本接近溶剂型环氧防腐涂料的水平。，涂料其他性能指标也与溶剂型环氧防腐涂料相差无几(见表4)，且该涂料与水性或溶剂型聚氨脂面漆配套性良好。
表4 工业防腐用水性环氧涂料性能
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检测项目 |
水性环氧防腐涂料 |
溶剂型环氧防腐涂料 |
水性环氧涂料指标 |
检验依据 |
|
表干时间/h |
0.8 |
0.4 |
≤2 |
GB/T 1728-1979 |
|
实干时间/h |
24 |
16 |
≤24 |
GB/T 1728-1979 |
|
适用期/h |
4 |
6 |
≥4 |
- |
|
弯曲性能/mm |
1 |
1 |
≤2 |
GB/T 1731-1993 |
|
杯突试验/mm |
7.6 |
7.1 |
≥4 |
GB/T 9753-1998 |
|
划格试验/级 |
0 |
0 |
≤1 |
GB/T 9286-1998 |
|
耐冲击性/cm |
50 |
50 |
≥50 |
GB/T 1732-1993 |
|
耐盐雾性/h |
600 |
724 |
500* |
GB/T 1771-1991 |
注：合格标准为盐雾试验500h后板面无起泡、不生锈，十字划痕处腐蚀宽度≤2mm(单向)。
采用PAA及Ciba水性环氧乳液制得的淡黄色水性环氧防腐底涂的配方如下，性能如表5所示。
表5 水性和溶剂型环氯防腐蚀漆性能指标比较
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项 目 |
水性环氧树脂防腐蚀底漆 |
溶剂型环氧树脂防腐蚀底漆 |
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干燥时间(25℃) | ||
|
表干/min |
30 |
30 |
|
实干/h |
2.5 |
6 |
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附着力/级 |
1 |
1 |
|
铅笔硬度/H |
4 |
4 |
|
60°光泽/% |
63 |
79 |
|
耐碱性(10%NaOH浸泡10d) |
合格 |
合格 |
|
耐盐雾性(10个循环) |
1级 |
1级 |
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耐磨性(500g，100次)/g |
失重0.00789l |
失重0.08045 |
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原料名称 |
质量分数/% |
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组分A | |
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水性环氧树脂乳液1(52%～55%) |
30～32 |
|
水 |
16～18 |
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金红石型钛白粉 |
10 |
|
氧化铁黄 |
1～2 |
|
磷酸锌 |
10～12 |
|
填料 |
28～30 |
|
抗闪锈剂2 |
0.4～0.5 |
|
抗菌剂3 |
0.05 |
|
流平剂 |
0.06 |
|
组分B | |
|
水溶性聚酰胺4 |
45～47 |
|
水 |
20～22 |
|
消泡剂5 |
1.2～1.5 |
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气相Si02 |
1.5～2.1 |
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醇醚类溶剂6 |
28～30 |
注：1.水性环氧树脂乳液(BPA)，Ciba Gejgy公司；2.抗闪锈剂Proxel，ICI公司；3.抗菌剂BIOCIDE；4.水溶性聚酰胺(PAA)，Vi-anova Resins公司；5.消泡剂 ACI TAN 703 N；6.醇醚类溶剂DOWNOL PNB，陶氏公司。
