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技术篇:环氧地坪漆和环氧防腐蚀液态涂料

环氧地坪漆是用环氧树脂为主材、固化剂、稀释剂、溶剂、分散剂、消泡剂及某些填料等混合加工而成的环氧防腐蚀液态涂料。
 
环氧树脂地坪漆向环氧树脂水性化发展成为趋势。因为环氧树脂地坪漆中的溶剂大多是对人体是有害的,如环氧树脂地坪漆固化剂含有MDA、TDI等致癌物质,它们会残留在环氧树脂地坪内,慢慢挥发出来,这就是美国人不做环氧树脂地坪的根本原因,所以环氧树脂地坪漆也不适合做家装。
 
环氧树脂是含有环氧基团的高分子物质,主要是由环氧氯丙烷和双酚A合成的,是线性分子结构,依靠结构中的羟基和环氧基与诸如酚醛树脂、聚酰胺树脂、多异氰酸酯、酸酐等发生反应而形成不同性能的环氧树脂涂料涂层,环氧树脂的分子结构决定了环氧系涂料具有优异的耐化学性、很强的黏结力。在防腐蚀涂料中占有重要的地位。但目前市场上采用的环氧防腐蚀涂料仍以传统溶剂型防腐蚀涂料为主。
 
近年来,世界各国相继提出了有关环境污染限制的法律与法规,其中涉及涂料行业的就有涂料中有机挥发物的含量和有害空气中的污染物两大问题,这样将使占整个世界涂料行业中53%的溶剂型涂料的生产受到限制。
 
欧共体1993年颁布了《生态管理和审核法规》(EMAS),并于1994年4月生效。特别是美国,在1992年就发布有关法令,制定环境管理的国家标准,并于1994年进行修订。AIM条例的核心就是限制VOC,逐步走向零VOC。据有关资料表明,日本也开始将21世纪的工作重点放在发展环境友好的涂料中。因此,保护环境将成为世界性的话题。
 
安全问题对国家、行业、部门来说同样是很重要的,涂料的挥发性有机物大都易燃易爆,因此其在生产、施工、运输和存放过程中都潜存着安全隐患。因此,开展低VOC防腐蚀涂料的研究很有必要。实现低VOC的途径主要为大力发展高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等新型涂料。
 
1、高固体分环氧防腐蚀涂料
 
对于高固体分的定义,至今还没有统一的标准,我国多采用质量分数作为衡量标准,而国外多采用体积分数作为标准。一般认为固体含量在70%以上的涂料是高固体分涂料。该类涂料虽然降低了挥发性有机物的排放,但仍然存在一些溶剂,严格意义上说高固体分涂料仍对环境有一定的危害。但由于其施工方便,物化性能优异,目前仍是环氧防腐蚀涂料的主打产品。
 
2、高固体分环氧防腐蚀涂料存在的问题
 
高固体分环氧防腐蚀涂料以其优异的物理机械性能和抗化学介质侵蚀性能以及方便的施工性能,虽然已在防腐蚀领域占着重要的地位,但是仍存在一些问题。主要如下:
 
⑴高固体分涂料中仍含有一定量的挥发性有机溶剂,对环境和人体有一定的危害性,不符合环保要求。
 
⑵高固体分涂料中溶剂含量虽较低,但不能排除其易燃易爆性,生产、施工、运输以及存放仍然存在安全隐患。
 
⑶高固体分涂料一次成膜厚时,由于溶剂的存在容易出现针孔、流平差、表干里不干等涂层弊端。
 
3、高固体分环氧防腐蚀涂料的发展方向
 
从高固体分环氧涂料存在的问题可以看出,这些问题的存在都是因为涂料中存在溶剂所致。因此高固体分环氧涂料的发展方向是开发不含挥发性溶剂的无溶剂液态环氧防腐蚀涂料。
 
无溶剂环氧防腐蚀涂料
 
无溶剂环氧防腐蚀涂料目前国内外主要分为2类,一类是以采用中高相对分子质量的固体环氧树脂制成的固态粉末状的粉末涂料;另一类即是用反应性活性稀释剂替代溶剂的液态无溶剂环氧涂料。前者的生产、施工和固化与常规溶剂型涂料不同,这里不再叙述。本文提到的无溶剂环氧防腐蚀涂料主要是指后者,其理论固体含量达100%,常温固化检测值接近100%,采用GB/T1725测得固体含量也在95%以上。
 
无溶剂液态环氧树脂涂料是一种不含挥发性有机溶剂的环保型涂料。施工时可采用喷涂、刷涂或辊涂。由于不含溶剂避免了溶剂挥发而造成的火灾危险、溶剂中毒以及污染环境大气的危害,同时也避免了因溶剂挥发而造成的漆膜弊端。
 
4、无溶剂环氧防腐蚀涂料存在的问题
 
无溶剂液态环氧防腐蚀涂料随着活性稀释剂品种的日益增多和环氧以及固化剂黏度的进一步降低,目前该类涂料在防腐蚀领域已占据一定的份额。并具有逐步取代厚浆型溶剂型环氧涂料的趋势。
 
无溶剂液态环氧防腐蚀涂料由于没有溶剂挥发,施工时A、B两组分混合均匀后,反应即开始发生。随着反应发生,涂料的黏度急剧上升,在短时间内即无法施工,也就是说涂料的施工使用期较短。研究人员,为了解决这一问题采用延缓反应速度的方法,但这一方法又使得涂料的表面干燥时间较长给施工带来麻烦。也就是说施工使用期和表干时间之间的矛盾一直无法很好地解决。
 
为解决上面问题采用专用设备即双组分喷涂设备带来了设备投资大的问题,同时这种专用设备需要在固定场所安装施工。对于防腐施工而言有许多是在现场进行。因此,仍然没有完全解决涂料因使用期短而带来的施工问题。
 
无溶剂液态环氧防腐蚀涂料由于活性稀释剂和环氧树脂协同与固化剂反应最后形成的成膜物,同相对分子质量较高的溶剂型环氧涂料对比,涂层的物理机械性能稍差。另外无溶剂环氧涂料固化反应程度不宜得到大幅度的提高,极难达到90%以上,因此,其抗阴极剥离性能稍差一些。
 
5、水性环氧防腐蚀涂料
 
随着人们对环境保护的关注,环氧涂料除了以粉末及无溶剂形态出现外也开发了水性涂料。实用的有烘干型的阴极电沉积漆CED、阳极电沉积漆AED,均以环氧树脂为主要基料,此外以Glidden公司开发的水性丙烯酸接枝的环氧涂料最为成功,现已广泛应用。实用中常温固化型大多是双组分水乳化涂料。目前,市场上广泛使用的水性环氧涂料主要由两组分组成,疏水性的环氧树脂和亲水性的胺类固化剂。着手对环氧树脂进行水性化的研究,水性环氧从早期的外加乳化剂到现在的环氧自乳化或水可分散体系的开发,克服了外加乳化剂水性环氧的缺点,延长了水性环氧体系的适用期,改善了体系的耐水性等,使性能更接近于溶剂型环氧。目前已开发了许多品种,大量用于水泥制品修补剂、防水涂层、汽车维修底漆、钢结构的防腐蚀等,特别在密闭船舱施工方面具有环保和无毒安全的优势。

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