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      多功能水性環氧自流平地坪涂料的配方設計

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      0 前言
      隨著人們環保意識的不斷增強以及工業生產技術的發展,現代工業生產對地坪涂料的要求也越來越高,如無塵地坪、防靜電地坪、耐磨地坪、重防腐地坪等等。此類地坪涂料性能優良,但都或多或少存在著某些缺陷,如含有揮發性有機溶劑,對人體和環境存在不同程度的危害;另外,由于傳統的溶劑型和無溶劑型涂料涂膜非常致密、透氣性極差,當應用于未作防水處理的基面時,容易出現涂膜鼓泡、剝離脫落等現象。
      現有水性環氧地坪與傳統溶劑型和無溶劑型地坪涂料相比具有以下優點:(1)不含有機溶劑或揮發性有機化合物含量較低,無環境污染,滿足當前環境保護的要求;(2)良好的透氣性,解決了傳統溶劑型和無溶劑型地坪涂料易出現的涂膜鼓泡、剝離脫落等問題。但是在一些經常受到各種油類侵蝕滲漏的機床、儀器儀表、機械制造以及汽車修理廠等工業車間地面,油污很難徹底清除。由于水油不相溶,普通的水性環氧地坪涂料對此類地面潤濕效果不佳,附著力差,很容易造成剝離脫落。同時這類場所地面機械磨損厲害,對地坪涂層的耐磨性有較高的要求。因此開發一款具有耐油污、耐磨、透氣、環保,同時附著力好的多功能水性環氧自流平地坪涂料迫在眉睫。
       
      1 試驗原理
      本文在普通水性環氧自流平地坪涂料的基礎上,通過添加合適及適量的高沸點溶劑、納米氧化鋁和乳化劑,使其具有優異的耐油污涂裝、耐磨性能。原理:當基材表面覆蓋涂層后,干燥固化前,涂層中的乳化劑將基材表面沒有處理干凈的油液進行乳化,形成乳狀液,在涂層干燥過程中,隨著水分的揮發,乳狀液從涂層與基材接觸界面向涂層下表面轉移。同時沒有了油液的阻隔,環氧樹脂也會向下與基材表面接觸,從而與基材牢牢黏合在一起。隨著干燥固化的進行,涂層中的水分越來越少,而高沸點溶劑則由于極低的揮發速率將會在涂層里存留很長一段時間;當乳狀液進入到涂層下表面后,高沸點溶劑將溶解乳狀液,并隨著干燥的進行將其帶到涂層內部。當涂膜完全干燥以后會在涂膜中存留較多開放的微孔,使涂膜具有透氣性。當滲入到基材內部的油分子向上揮發的時候,可以通過涂膜中的微孔揮發到空氣中,不會對涂膜與基材之間的黏結造成影響,從而解決了普通水性環氧地坪涂料對有油污基材潤濕難、附著力差的問題;同時納米氧化鋁的加入,給涂層提供了優異的耐磨性和硬度。
       
      2 試驗與測試
      2.1 普通水性環氧自流平地坪涂料配方
      普通水性環氧自流平地坪涂料配方如表1所示。
      表1 普通水性環氧自流平地坪涂料配方
      普通水性環氧自流平地坪涂料配方
      配方配比為:m(甲組分)∶m(乙組分)∶m(丙組分)=1∶1∶0.5。
      2.2 添加納米氧化鋁對涂膜耐磨性影響
      在此配方基礎上,我們通過將甲組分中的顏填料部分替換為納米氧化鋁來提高其耐磨性能,系列試驗結果如表2所示。
      添加納米氧化鋁對涂膜耐磨性影響
      從上述試驗結果可以看出,納米氧化鋁的加入對提高耐磨性能有非常明顯的效果,納米氧化鋁添加量越高耐磨性就越好,但當納米氧化鋁含量超過7%后對耐磨性提高則不是很明顯。所以,從經濟和性能兩個方面考慮,我們認為7%為比較合理的添加量。
      2.3 添加高沸點溶劑和乳化劑對涂膜耐油污涂裝性能影響
      在確定納米氧化鋁含量的基礎上,將甲組分中的活性稀釋劑替換為高沸點溶劑,并在乙組分中添加與甲組分中高沸點溶劑相同質量分數的乳化劑,以此來提高其耐油污涂裝性能。
      耐油污涂裝性能的測試方法為:在符合JC/T412.2—2006《纖維水泥平板 第2部分:溫石棉纖維水泥平板》中6.3和6.4規定的高密度Ⅳ級300mm×200 mm×40 mm的溫石棉水泥板上刷涂油污(柴油和使用過的機油以2∶1混合,加入適量粉塵),單位面積刷油量分別為0 g/m2、50 g/m2、100 g/m2、200g/m2、300 g/m2、400 g/m2、500 g/m2、600 g/m2、700 g/m2、800 g/m2、900 g/m2、1 000 g/m2、1 100 g/m2、1 200g/m2、1 300 g/m2進行系列試驗。
      當油液充分浸潤水泥板后,分別將多功能水性環氧自流平地坪涂料和普通水性環氧自流平地坪涂料涂覆在水泥板表面,膜厚約2 mm,養護7 d后,用數顯液壓型附著力測試儀(型號F108-2A)測試涂層與水泥板之間的附著力。試驗結果如表3所示。
      添加高沸點溶劑和乳化劑對涂膜耐油污涂裝性能影響
      從上述試驗結果可以看出,高沸點溶劑和乳化劑的加入對提高耐油污涂裝性能有非常明顯的效果,它能夠使涂料在含油污較多的底材上涂裝并且仍具有優良的附著力。對施工固化后的涂膜切面進行對比,發現添加了高沸點溶劑和乳化劑的多功能水性環氧自流平地坪涂料的涂膜內部有油污遷移進去,顏色受油污顏色影響變得褐黃,而普通水性環氧地坪涂料油污則全部聚集在涂膜與底材的接觸面上,涂膜內部沒有油污出現。對于乳化劑和高沸點溶劑的添加量,在一定范圍內,添加越多對耐油污性能的提高越明顯,在實際應用中,可根據涂料的黏度、貯存穩定性以及底材油污含量情況來確定。
      2.4 多功能水性環氧自流平地坪涂料配方
      通過大量的試驗研究,研制出了多功能水性環氧自流平地坪涂料,其配方見表4。
      多功能水性環氧自流平地坪涂料配方
      配方配比為:m(甲組分)∶m(乙組分)∶m(丙組分)=1∶1∶0.5。
       
      3 結語
      多功能水性環氧自流平地坪涂料耐磨性能和耐油污涂裝性能都遠遠高于普通水性環氧自流平地坪涂料。擁有與傳統無溶劑體系同等卓越的性能,同時還具有以下優點:不含有機溶劑或揮發性有機化合物含量較低,無環境污染,滿足當前環境保護的要求;良好的硬度、耐水以及耐化學腐蝕性能;優異的耐磨及耐油污涂裝性能;良好的透氣性及濕面涂裝性能,解決了傳統溶劑型和無溶劑型地坪涂料易出現的涂膜鼓泡、剝離脫落等問題?蓮V泛應用于各種對環境保護和機械性能要求較高的地面,具有良好的市場前景。
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