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    環保型活性稀釋劑制備環氧自流平地坪涂料的研究

    放大字體  縮小字體 發布日期:2013-06-01   來源:地坪網   瀏覽次數:1507
    謝亦富,賴映標,陳紹波,李國榮,洪俊,郭達晨,紀風龍[摘要】采用環保型活性稀釋劑c口c14烷基縮水甘油醚、E5l環氧樹脂、腰果油
    【地坪網資訊】謝亦富,賴映標,陳紹波,李國榮,洪俊,郭達晨,紀風龍
    [摘要】采用環保型活性稀釋劑c口c14烷基縮水甘油醚、E5l環氧樹脂、腰果油改性胺固化劑等為原料,制備了一種無溶劑環氧自流平地坪涂料.討論了不同活性稀釋劑、環氧樹脂、助劑、固化劑對涂料性能的影響。

    [關鍵詞】環保型活性稀釋劑:無溶劑;環氧:自流平;地坪涂料

    低 毒、低揮發、低氣味、綠色環保已成為地坪涂料的研究重點和發展方向。環氧地坪涂料是目前市場上用量最大的地坪涂料品種。環氧地坪涂料的環;侄沃饕袃 種:水性化和無溶劑化,而環氧地坪涂料的無溶劑化又主要采用反應性活性稀釋劑代替非活性稀釋劑來實現。非活性稀釋劑不能與環氧樹脂及固化劑進行反應,它在 配方中純屬物理混入過程;用量少時對涂膜物理性能幾乎無影響,但對涂膜的耐化學藥品性有不利的影響:用量大時會降低涂膜物理性能,特別是由于非活性稀釋劑 逸出揮發,會引起涂膜收縮性增加和粘結力下降⋯;钚韵♂寗┍旧碚扯鹊,含有環氧基,能與胺固化劑反應進入涂膜的微觀結構中,若用量合適,既可降低涂料粘 度滿足作業要求,又可保證涂膜的力學性能和耐化學性。然而,無溶劑環氧涂料中的活性稀釋劑在涂料的生產和施工過程時仍有揮發,有毒的、帶刺激性氣味的活性 稀釋劑對人體會造成傷害,因此,應選擇低毒甚至無毒、低揮發、低氣味的環氧活性稀釋劑用于無溶劑環氧地坪涂料的制備。
    C12一Cl。烷醇由于具有較長的碳鏈,沸點較高,用其合成的C12一Cl。烷基縮水甘油醚沸點高,不易揮發,毒性低,還具有較好的柔韌性【2】,是一種環保型環氧活性稀釋劑。
    本文采用c。:一c。。烷基縮水甘油醚活性稀釋劑、環氧樹脂、腰果油改性胺固化劑、助劑、顏填料等,通過配方優化,制備了一種環保型無溶劑環氧自流平地坪涂料,重點討論了活性稀釋劑、環氧樹脂、固化劑、顏填料、助劑的選擇對涂料性能的影響。
    1實驗部分
    1.1實驗原料
    E.5l 環氧樹脂:南亞樹脂;雙份F環氧樹脂: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(改性脂環胺、美國空氣產品公司),Versamid 1 15(聚酰胺固化劑、德國科寧),T31(酚醛胺固化劑、市售);涂料助劑:德國畢克,華夏,迪高,埃夫卡:顏填料:市售:促進劑:K.54,市售。
    l_2無溶劑環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無溶劑環氧自流平地坪涂料的制備
    將環氧樹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,最后加入色漿調色,在砂磨機或高速分散機上分散至細度合格,制得A組份;將胺固化劑和固化劑促進劑混合均勻后制得B組份。
    1.4性能測定
    粘度采用旋轉粘度計測試:漆膜柔韌性按照GB/T173l一1993規定進行測試;粘結強度(拉拔法)采用液壓拉拔儀測試:其它性能按GB/22374—2008規定進行測試。

    2結果與討論
    2.1不同活性稀釋劑對涂料粘度的影響
    由 于無溶劑環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,在樹脂固化時,會有部分逸出,從而增加了 樹脂的收縮率,降低了粘結力和機械強度,嚴重時會有氣孔殘留,因此無溶劑環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,碳鏈比環氧樹脂短,因而阻礙了鏈的形成,影響了成膜物質的主要性能,故活性稀釋劑用量一般以不超過配方中樹脂 用量的20%為宜【4】。
    常用的活性稀釋劑主要有AGE、BGE,它們均為低分子質量環氧化合物,較易揮發、氣味濃、毒性較大,不符合日益增長的 環保要求。EPICLON 703為C12.C14烷基縮水甘油醚,沸點高達107℃,不易揮發,極低的氣味,毒性低,具有優異的顏填料潤濕能力,是一種環保型環氧活性稀釋劑。不同 的活性稀釋劑對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,測定它們的粘度,以觀察不同活性稀釋劑的降粘效果。粘度測試結果見表2。

    從表2數據可以看出:BGE的降粘效果最好,AGE的降粘效果和EPICLON 703的降粘效果相當,采用EPICLON 703制備的涂料其粘度也滿足了無溶劑環氧自流平地坪涂料對粘度的要求。
    而且,從涂膜制各實驗來看:由三者制各的涂料其流平效果相當,均達到自流平地坪施工的要求。又因為EPICLON 703具有良好的環保性能,本實驗選擇EPICLON 703作為活性稀釋劑,且用量6%為宜。
    2.2樹脂的選擇
    環 氧樹脂具有力學性能好、粘結力強、固化收縮率低以及綜合性能優異等優點,廣泛用于各種涂料、膠黏劑、玻璃鋼等領域。無溶劑環氧自流平地坪涂料在施工性能方 面的要求主要是:無溶劑、較低的黏度、良好的流動流平性和使用的方便性。為滿足這些要求,除采用適量的活性稀釋劑之外,目前制備無溶劑環氧自流平地坪涂料 基本上采用液態的E51型雙酚A環氧樹脂,并搭配使用更低粘度的其它類型的環氧樹脂,如雙酚F環氧樹脂。雙酚F環氧樹脂的特點是黏度小,不到雙酚A環氧樹 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,增進涂膜的流平性;另外,與雙酚A環氧樹脂相比,雙酚F環氧樹脂對顏填料的潤濕性較好,耐 熱性稍低而耐腐蝕性稍優。但雙酚F環氧樹脂的價格昂貴,因此在配方中少量使用,以增進涂膜的流平性。本研究配方中雙酚F環氧樹脂的用量為4.5%。
    2.3固化劑的選擇
    環 氧樹脂本身是一種熱塑性高分子,單純的環氧樹脂本身并沒有多大的價值,只有加入固化劑使它轉變為三維網狀立體結構,才能呈現其優異的性能。目前無溶劑自流 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,以避免無溶劑環氧自流平地坪涂料在低溫、高濕的環境下施工可能出現的油斑和白花現象,因此固化劑的選擇至關重要。 試驗中采用了五種固化劑,分別與同一色漆搭配制備涂膜,觀察了它們對涂膜性能的影響,結果見表3。

    由表3可知,NX.2009的綜合性能明顯優于常規的環氧樹脂固化劑,適用于無溶劑環氧自流平地坪固化系統。本研究選定NX.2009為配方固化劑。
    2.4助劑的選擇
    無 溶劑環氧自流平地坪涂料對漆膜的要求極高,施工時既要使漆膜在有限的時間內充分流平,避免浮色發花等,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】,同時還要求涂料的儲存穩定性好。因此,分散劑、流平劑、消泡劑,觸變劑的選擇及用量是極為關鍵的。經過實驗篩選,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品性能。
    2.5顏填料的選擇
    顏 填料除了降低生產成本以外,還有助于提高產品的物理及化學性能,顏填料選用價格便宜、吸油量低、細度適中、性能穩定的纖維狀或片狀填料,它們不僅能提供涂 料良好的儲存性、低粘度、耐化學品腐蝕性,而且能降低涂層的收縮應力,避免涂層開裂、脫落等弊病【6】。在實驗中選擇絹云母粉、滑石粉和石英粉及杜邦 R902鈦白粉為主要顏填料。
    2.6不同活性稀釋劑對漆膜柔韌性、硬度和粘結強度的影響通過上述樹脂、固化劑、助劑和顏填料的選擇,我們得出了優 化后的無溶劑環氧自流平地坪涂料配方。以此配方為基礎,保持其它條件不變,僅改變活性稀釋劑的種類,分別以BGE、AGE、EPICLON 703為活性稀釋劑制備了三個色漆(A組分),然后,采用NX.2009作為固化劑(B組分)分別制備涂膜,并測定它們的柔韌性、表面硬度以及與水泥基面 的粘結強度,測試結果見表4。
    從表4數據可見,分別用BGE、AGE、EPICLON 703制備的無溶劑環氧自流平地坪涂料,它們的柔韌性、漆膜硬度、粘結強度差別不大,這說明BGE、AGE、EPICLON 703三種不同活性稀釋劑對無溶劑環氧自流平地坪涂料的基本力學性能影響不明顯。

    2.7無溶劑環氧自流平地坪涂料的性能檢測
    按照優化后的配方,采用環保型活性稀釋劑EPICLON 703制備無溶劑環氧自流平地坪涂料,并按國標方法檢測其各項性能,多次重復試驗的測試結果重現性好,所制備涂料的各項性能達到或高于國標規定的指標,檢測結果見表5。

    3結論
    C- 2.C。。烷基縮水甘油醚作為一種低毒、低氣味、低揮發的環保型環氧活性稀釋劑,可用于無溶劑環氧自流平地坪涂料的制備,極大地提高了無溶劑環氧自流平地 坪涂料的環保性。所制各的無溶劑環氧自流平地坪涂料的各項物理力學性能指標和耐化性指標均達到了現行國家標準GB/T22374.2008的要求,有些性 能遠超國標的要求。
    參考文獻
    【1】胡玉明.環氧固化劑及添加劑[M】.北京:化學工業出版社,2011.

    [2】江秀明,謝洪良.環氧稀釋劑十二烷基縮水甘油醚的合成叨.熱固性樹脂,2004,19(6):18—19+27.
    http://www.dp7.cn/tech/v1127

     
     
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