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技術篇:環氧地坪漆和環氧防腐蝕液態涂料

是用環氧樹脂為主材、固化劑、稀釋劑、溶劑、分散劑、消泡劑及某些填料等混合加工而成的環氧防腐蝕液態涂料。
 
環氧樹脂地坪漆向環氧樹脂水性化發展成為趨勢。因為環氧樹脂地坪漆中的溶劑大多是對人體是有害的,如環氧樹脂地坪漆固化劑含有MDA、TDI等致癌物質,它們會殘留在環氧樹脂地坪內,慢慢揮發出來,這就是美國人不做環氧樹脂地坪的根本原因,所以環氧樹脂地坪漆也不適合做家裝。
 
環氧樹脂是含有環氧基團的高分子物質,主要是由環氧氯丙烷和雙酚A合成的,是線性分子結構,依靠結構中的羥基和環氧基與諸如酚醛樹脂、聚酰胺樹脂、多異氰酸酯、酸酐等發生反應而形成不同性能的環氧樹脂涂料涂層,環氧樹脂的分子結構決定了環氧系涂料具有優異的耐化學性、很強的黏結力。在防腐蝕涂料中占有重要的地位。但目前市場上采用的環氧防腐蝕涂料仍以傳統溶劑型防腐蝕涂料為主。
 
近年來,世界各國相繼提出了有關環境污染限制的法律與法規,其中涉及涂料行業的就有涂料中有機揮發物的含量和有害空氣中的污染物兩大問題,這樣將使占整個世界涂料行業中53%的溶劑型涂料的生產受到限制。
 
歐共體1993年頒布了《生態管理和審核法規》(EMAS),并于1994年4月生效。特別是美國,在1992年就發布有關法令,制定環境管理的國家標準,并于1994年進行修訂。AIM條例的核心就是限制VOC,逐步走向零VOC。據有關資料表明,日本也開始將21世紀的工作重點放在發展環境友好的涂料中。因此,保護環境將成為世界性的話題。
 
安全問題對國家、行業、部門來說同樣是很重要的,涂料的揮發性有機物大都易燃易爆,因此其在生產、施工、運輸和存放過程中都潛存著安全隱患。因此,開展低VOC防腐蝕涂料的研究很有必要。實現低VOC的途徑主要為大力發展高固體分涂料、水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等新型涂料。
 
1、高固體分環氧防腐蝕涂料
 
對于高固體分的定義,至今還沒有統一的標準,我國多采用質量分數作為衡量標準,而國外多采用體積分數作為標準。一般認為固體含量在70%以上的涂料是高固體分涂料。該類涂料雖然降低了揮發性有機物的排放,但仍然存在一些溶劑,嚴格意義上說高固體分涂料仍對環境有一定的危害。但由于其施工方便,物化性能優異,目前仍是環氧防腐蝕涂料的主打產品。
 
2、高固體分環氧防腐蝕涂料存在的問題
 
高固體分環氧防腐蝕涂料以其優異的物理機械性能和抗化學介質侵蝕性能以及方便的施工性能,雖然已在防腐蝕領域占著重要的地位,但是仍存在一些問題。主要如下:
 
⑴高固體分涂料中仍含有一定量的揮發性有機溶劑,對環境和人體有一定的危害性,不符合環保要求。
 
⑵高固體分涂料中溶劑含量雖較低,但不能排除其易燃易爆性,生產、施工、運輸以及存放仍然存在安全隱患。
 
⑶高固體分涂料一次成膜厚時,由于溶劑的存在容易出現針孔、流平差、表干里不干等涂層弊端。
 
3、高固體分環氧防腐蝕涂料的發展方向
 
從高固體分環氧涂料存在的問題可以看出,這些問題的存在都是因為涂料中存在溶劑所致。因此高固體分環氧涂料的發展方向是開發不含揮發性溶劑的無溶劑液態環氧防腐蝕涂料。
 
無溶劑環氧防腐蝕涂料
 
無溶劑環氧防腐蝕涂料目前國內外主要分為2類,一類是以采用中高相對分子質量的固體環氧樹脂制成的固態粉末狀的粉末涂料;另一類即是用反應性活性稀釋劑替代溶劑的液態無溶劑環氧涂料。前者的生產、施工和固化與常規溶劑型涂料不同,這里不再敘述。本文提到的無溶劑環氧防腐蝕涂料主要是指后者,其理論固體含量達100%,常溫固化檢測值接近100%,采用GB/T1725測得固體含量也在95%以上。
 
無溶劑液態環氧樹脂涂料是一種不含揮發性有機溶劑的環保型涂料。施工時可采用噴涂、刷涂或輥涂。由于不含溶劑避免了溶劑揮發而造成的火災危險、溶劑中毒以及污染環境大氣的危害,同時也避免了因溶劑揮發而造成的漆膜弊端。
 
4、無溶劑環氧防腐蝕涂料存在的問題
 
無溶劑液態環氧防腐蝕涂料隨著活性稀釋劑品種的日益增多和環氧以及固化劑黏度的進一步降低,目前該類涂料在防腐蝕領域已占據一定的份額。并具有逐步取代厚漿型溶劑型環氧涂料的趨勢。
 
無溶劑液態環氧防腐蝕涂料由于沒有溶劑揮發,施工時A、B兩組分混合均勻后,反應即開始發生。隨著反應發生,涂料的黏度急劇上升,在短時間內即無法施工,也就是說涂料的施工使用期較短。研究人員,為了解決這一問題采用延緩反應速度的方法,但這一方法又使得涂料的表面干燥時間較長給施工帶來麻煩。也就是說施工使用期和表干時間之間的矛盾一直無法很好地解決。
 
為解決上面問題采用專用設備即雙組分噴涂設備帶來了設備投資大的問題,同時這種專用設備需要在固定場所安裝施工。對于防腐施工而言有許多是在現場進行。因此,仍然沒有完全解決涂料因使用期短而帶來的施工問題。
 
無溶劑液態環氧防腐蝕涂料由于活性稀釋劑和環氧樹脂協同與固化劑反應最后形成的成膜物,同相對分子質量較高的溶劑型環氧涂料對比,涂層的物理機械性能稍差。另外無溶劑環氧涂料固化反應程度不宜得到大幅度的提高,極難達到90%以上,因此,其抗陰極剝離性能稍差一些。
 
5、水性環氧防腐蝕涂料
 
隨著人們對環境保護的關注,除了以粉末及無溶劑形態出現外也開發了水性涂料。實用的有烘干型的陰極電沉積漆CED、陽極電沉積漆AED,均以環氧樹脂為主要基料,此外以Glidden公司開發的水性丙烯酸接枝的環氧涂料最為成功,現已廣泛應用。實用中常溫固化型大多是雙組分水乳化涂料。目前,市場上廣泛使用的水性環氧涂料主要由兩組分組成,疏水性的環氧樹脂和親水性的胺類固化劑。著手對環氧樹脂進行水性化的研究,水性環氧從早期的外加乳化劑到現在的環氧自乳化或水可分散體系的開發,克服了外加乳化劑水性環氧的缺點,延長了水性環氧體系的適用期,改善了體系的耐水性等,使性能更接近于溶劑型環氧。目前已開發了許多品種,大量用于水泥制品修補劑、防水涂層、汽車維修底漆、鋼結構的防腐蝕等,特別在密閉船艙施工方面具有環保和無毒安全的優勢。

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