(廣州I秀珀化工股份有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，廣東fVll 511495)
[摘要】采用環(huán)保型活性稀釋劑c口c14烷基縮水甘油醚、E5l環(huán)氧樹(shù)脂、腰果油改性胺固化劑等為原料，制備了一種無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料．討論了不同活性稀釋劑、環(huán)氧樹(shù)脂、助劑、固化劑對(duì)涂料性能的影響。
[關(guān)鍵詞】環(huán)保型活性稀釋劑：無(wú)溶劑；環(huán)氧：自流平；地坪涂料
低毒、低揮發(fā)、低氣味、綠色環(huán)保已成為地坪涂料的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。環(huán)氧地坪涂料是目前市場(chǎng)上用量最大的地坪涂料品種。環(huán)氧地坪涂料的環(huán)?；侄沃饕袃煞N：水性化和無(wú)溶劑化，而環(huán)氧地坪涂料的無(wú)溶劑化又主要采用反應(yīng)性活性稀釋劑代替非活性稀釋劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。非活性稀釋劑不能與環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑進(jìn)行反應(yīng)，它在配方中純屬物理混入過(guò)程；用量少時(shí)對(duì)涂膜物理性能幾乎無(wú)影響，但對(duì)涂膜的耐化學(xué)藥品性有不利的影響：用量大時(shí)會(huì)降低涂膜物理性能，特別是由于非活性稀釋劑逸出揮發(fā)，會(huì)引起涂膜收縮性增加和粘結(jié)力下降??；钚韵♂寗┍旧碚扯鹊?，含有環(huán)氧基，能與胺固化劑反應(yīng)進(jìn)入涂膜的微觀結(jié)構(gòu)中，若用量合適，既可降低涂料粘度滿(mǎn)足作業(yè)要求，又可保證涂膜的力學(xué)性能和耐化學(xué)性。然而，無(wú)溶劑環(huán)氧涂料中的活性稀釋劑在涂料的生產(chǎn)和施工過(guò)程時(shí)仍有揮發(fā)，有毒的、帶刺激性氣味的活性稀釋劑對(duì)人體會(huì)造成傷害，因此，應(yīng)選擇低毒甚至無(wú)毒、低揮發(fā)、低氣味的環(huán)氧活性稀釋劑用于無(wú)溶劑環(huán)氧地坪涂料的制備。
C12一Cl。烷醇由于具有較長(zhǎng)的碳鏈，沸點(diǎn)較高，用其合成的C12一Cl。烷基縮水甘油醚沸點(diǎn)高，不易揮發(fā)，毒性低，還具有較好的柔韌性【2】，是一種環(huán)保型環(huán)氧活性稀釋劑。
本文采用c。：一c。。烷基縮水甘油醚活性稀釋劑、環(huán)氧樹(shù)脂、腰果油改性胺固化劑、助劑、顏填料等，通過(guò)配方優(yōu)化，制備了一種環(huán)保型無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料，重點(diǎn)討論了活性稀釋劑、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、顏填料、助劑的選擇對(duì)涂料性能的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
1．1實(shí)驗(yàn)原料
E．5l環(huán)氧樹(shù)脂：南亞樹(shù)脂；雙份F環(huán)氧樹(shù)脂：江蘇三木；活性稀釋劑：EPICLON 703(C12．C14烷基縮水甘油醚、大日本油墨)，AGE(烯丙基縮水甘油醚、廣州浩特化工有限公司)，BGE(正丁基縮水甘油醚、安徽恒遠(yuǎn)化工有限公司)：胺固化劑：NX一2009(腰果油改性胺固化劑、卡德萊)，TMD(脂肪胺固化劑、德固賽)，Ancamide 1618(改性脂環(huán)胺、美國(guó)空氣產(chǎn)品公司)，Versamid 1 15(聚酰胺固化劑、德國(guó)科寧)，T31(酚醛胺固化劑、市售)；涂料助劑：德國(guó)畢克，華夏，迪高，埃夫卡：顏填料：市售：促進(jìn)劑：K．54，市售。
l_2無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的基本配方
涂料基本配方如表l所示。
1．3無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的制備
將環(huán)氧樹(shù)脂和活性稀釋劑攪拌5 min后，加入助劑并攪拌10分鐘，然后加入顏料和填料高速分散30 min，最后加入色漿調(diào)色，在砂磨機(jī)或高速分散機(jī)上分散至細(xì)度合格，制得A組份；將胺固化劑和固化劑促進(jìn)劑混合均勻后制得B組份。
1．4性能測(cè)定
粘度采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試：漆膜柔韌性按照GB／T173l一1993規(guī)定進(jìn)行測(cè)試；粘結(jié)強(qiáng)度(拉拔法)采用液壓拉拔儀測(cè)試：其它性能按GB／22374—2008規(guī)定進(jìn)行測(cè)試。
2結(jié)果與討論
2．1不同活性稀釋劑對(duì)涂料粘度的影響
由于無(wú)溶劑環(huán)氧自流平體系黏度大，不易施工，配方中通常加入稀釋劑以降低黏度。加入非活性稀釋劑，僅僅是物理混合，在樹(shù)脂固化時(shí)，會(huì)有部分逸出，從而增加了樹(shù)脂的收縮率，降低了粘結(jié)力和機(jī)械強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有氣孔殘留，因此無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料體系中一般不適用非活性稀釋劑pJ。而活性稀釋劑的使用對(duì)性能也有一定的影響，由于活性稀釋劑本身是短鏈分子，碳鏈比環(huán)氧樹(shù)脂短，因而阻礙了鏈的形成，影響了成膜物質(zhì)的主要性能，故活性稀釋劑用量一般以不超過(guò)配方中樹(shù)脂用量的20％為宜【4】。
常用的活性稀釋劑主要有AGE、BGE，它們均為低分子質(zhì)量環(huán)氧化合物，較易揮發(fā)、氣味濃、毒性較大，不符合日益增長(zhǎng)的環(huán)保要求。EPICLON 703為C12．C14烷基縮水甘油醚，沸點(diǎn)高達(dá)107℃，不易揮發(fā)，極低的氣味，毒性低，具有優(yōu)異的顏填料潤(rùn)濕能力，是一種環(huán)保型環(huán)氧活性稀釋劑。不同的活性稀釋劑對(duì)漆料的降粘效果不一樣。保持其它條件不變，分別采用BGE、AGE和EPIcLON 703制漆，測(cè)定它們的粘度，以觀察不同活性稀釋劑的降粘效果。粘度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2數(shù)據(jù)可以看出：BGE的降粘效果最好，AGE的降粘效果和EPICLON 703的降粘效果相當(dāng)，采用EPICLON 703制備的涂料其粘度也滿(mǎn)足了無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料對(duì)粘度的要求。而且，從涂膜制各實(shí)驗(yàn)來(lái)看：由三者制各的涂料其流平效果相當(dāng)，均達(dá)到自流平地坪施工的要求。又因?yàn)镋PICLON 703具有良好的環(huán)保性能，本實(shí)驗(yàn)選擇EPICLON 703作為活性稀釋劑，且用量6％為宜。
2．2樹(shù)脂的選擇
環(huán)氧樹(shù)脂具有力學(xué)性能好、粘結(jié)力強(qiáng)、固化收縮率低以及綜合性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種涂料、膠黏劑、玻璃鋼等領(lǐng)域。無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料在施工性能方面的要求主要是：無(wú)溶劑、較低的黏度、良好的流動(dòng)流平性和使用的方便性。為滿(mǎn)足這些要求，除采用適量的活性稀釋劑之外，目前制備無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料基本上采用液態(tài)的E51型雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂，并搭配使用更低粘度的其它類(lèi)型的環(huán)氧樹(shù)脂，如雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂。雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)是黏度小，不到雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂黏度的1／3，有利于降低體系的粘度，增加與固化劑的混溶性，增進(jìn)涂膜的流平性；另外，與雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂相比，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)顏填料的潤(rùn)濕性較好，耐熱性稍低而耐腐蝕性稍?xún)?yōu)。但雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂的價(jià)格昂貴，因此在配方中少量使用，以增進(jìn)涂膜的流平性。本研究配方中雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂的用量為4．5％。
2．3固化劑的選擇
環(huán)氧樹(shù)脂本身是一種熱塑性高分子，單純的環(huán)氧樹(shù)脂本身并沒(méi)有多大的價(jià)值，只有加入固化劑使它轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，才能呈現(xiàn)其優(yōu)異的性能。目前無(wú)溶劑自流平地坪涂料使用的主要固化劑有脂肪胺及其加成物、脂環(huán)胺及其加成物、聚酰胺及其加成物、酚醛胺等。通常選用的固化劑中應(yīng)該含有抗白花、耐酸、低溫固化(5～10℃)、耐黃變、抗水斑的成分，以避免無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料在低溫、高濕的環(huán)境下施工可能出現(xiàn)的油斑和白花現(xiàn)象，因此固化劑的選擇至關(guān)重要。試驗(yàn)中采用了五種固化劑，分別與同一色漆搭配制備涂膜，觀察了它們對(duì)涂膜性能的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3可知，NX．2009的綜合性能明顯優(yōu)于常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，適用于無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪固化系統(tǒng)。本研究選定NX．2009為配方固化劑。
2．4助劑的選擇
無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料對(duì)漆膜的要求極高，施工時(shí)既要使漆膜在有限的時(shí)間內(nèi)充分流平，避免浮色發(fā)花等，又要求厚膜中的氣泡迅速排出而漆膜表面不留下任何缺陷【5】，同時(shí)還要求涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。因此，分散劑、流平劑、消泡劑，觸變劑的選擇及用量是極為關(guān)鍵的。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選，分散劑選用埃夫卡公司的4050和華夏的4030；流平劑選用畢克354；消泡劑選用迪高900；觸變劑為畢克的410，以上助劑的搭配具有很好的施工效果和產(chǎn)品性能。
2．5顏填料的選擇
顏填料除了降低生產(chǎn)成本以外，還有助于提高產(chǎn)品的物理及化學(xué)性能，顏填料選用價(jià)格便宜、吸油量低、細(xì)度適中、性能穩(wěn)定的纖維狀或片狀填料，它們不僅能提供涂料良好的儲(chǔ)存性、低粘度、耐化學(xué)品腐蝕性，而且能降低涂層的收縮應(yīng)力，避免涂層開(kāi)裂、脫落等弊病【6】。在實(shí)驗(yàn)中選擇絹云母粉、滑石粉和石英粉及杜邦R902鈦白粉為主要顏填料。
2．6不同活性稀釋劑對(duì)漆膜柔韌性、硬度和粘結(jié)強(qiáng)度的影響通過(guò)上述樹(shù)脂、固化劑、助劑和顏填料的選擇，我們得出了優(yōu)化后的無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料配方。以此配方為基礎(chǔ)，保持其它條件不變，僅改變活性稀釋劑的種類(lèi)，分別以BGE、AGE、EPICLON 703為活性稀釋劑制備了三個(gè)色漆(A組分)，然后，采用NX．2009作為固化劑(B組分)分別制備涂膜，并測(cè)定它們的柔韌性、表面硬度以及與水泥基面的粘結(jié)強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。
從表4數(shù)據(jù)可見(jiàn)，分別用BGE、AGE、EPICLON 703制備的無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料，它們的柔韌性、漆膜硬度、粘結(jié)強(qiáng)度差別不大，這說(shuō)明BGE、AGE、EPICLON 703三種不同活性稀釋劑對(duì)無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的基本力學(xué)性能影響不明顯。
2．7無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的性能檢測(cè)
按照優(yōu)化后的配方，采用環(huán)保型活性稀釋劑EPICLON 703制備無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料，并按國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)其各項(xiàng)性能，多次重復(fù)試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果重現(xiàn)性好，所制備涂料的各項(xiàng)性能達(dá)到或高于國(guó)標(biāo)規(guī)定的指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。
3結(jié)論
C-2．C。。烷基縮水甘油醚作為一種低毒、低氣味、低揮發(fā)的環(huán)保型環(huán)氧活性稀釋劑，可用于無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的制備，極大地提高了無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的環(huán)保性。所制各的無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)和耐化性指標(biāo)均達(dá)到了現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T22374．2008的要求，有些性能遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)的要求。
參考文獻(xiàn)
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