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        項目內容

        雙組分水性環氧
        新聞來源:    點擊數:1778    更新時間:2016-04-26 17:09:45    收藏此頁

         概   述

               常溫固化水性環氧由水性環氧樹脂和水性環氧固化劑組成,通過合理的選擇水性環氧樹脂和水性環氧固化劑可配制各種優異的產品。雙組分水性環氧的選擇主要從下面三個方面考慮:固化性能、應用性能、成本核算。

        固化性能

               水性環氧體系是一種分散相結構,由水性環氧樹脂、水性環氧固化劑、水等多相組成,其成膜機理不同于一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜(凝結成膜,物理過程),同時與溶劑型環氧涂料的成膜也不完全相同,在溶劑型環氧體系中,環氧樹脂和固化劑均以分子形式溶解在有機溶劑中,形成的體系是均相的,固化反應在分子之間進行,因而固化反應進行得比較完全,所形成的固化物也是均相的。

         【 固化機理】水性環氧為多相體系,環氧樹脂和固化劑以分散相形式分散在水相中,交聯固化過程是在水分蒸發的過程中微粒之間的相互滲透內部擴散交聯反應過程,因此水性環氧的固化程度取決于以下四個因素:

              a)相容性:水性環氧樹脂與水性環氧固化劑的相容性越好,越有利于固化劑微粒與環氧樹脂微粒相互內部擴散,有利于固化反應的進行;

              b)粒徑:粒徑較小時,水性環氧樹脂與水性環氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內核從而達到較完全的固化程度;

              c)親水親油平衡值:水性環氧樹脂與水性環氧固化劑的親水親油平衡值接近,在水相中達到一致的共存狀態,如果差異較大,親水性較強的組分會逐漸聚集于水相中,從而導致樹脂相和固化劑相分離;

              d)分散均勻程度:在多相分離的狀態下,只有通過一定的機械攪拌作用, 才能將樹脂相和固化劑相越均勻分布于水相中; (環氧在應用中攪拌混合均勻非常重要)(有些朋友在使用油性環氧過程中認為只要簡單攪拌甚至不攪拌涂膜也能干,其實這存在很大的誤區,因為所使用的油性環氧是由固體環氧溶解而成如75%的E-51,即使不加固化劑,溶劑揮發后可形成很硬的干膜狀態,但這種干膜是未經固化劑交聯固化的,受熱后變成液態,干膜毫無性能可言)

         【 評定方法】對于水性環氧體系固化性能的評定,如果有條件,可以借助電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM) 等技術掃描方法觀察水性環氧體系固化過程來評定所選擇的體系,同時可通過一系列簡單的試驗方法來評定水性環氧體系固化性能。

               a)將水性環氧樹脂與水性環氧固化劑按給定的配比混合于一次性透明杯子,使用攪拌棒攪拌混合均勻,必須形成均勻一致的乳白色流體。如果體系混合后產生結塊、顆粒等破乳現象,則表明不相容;

               b)將混合體系刮至杯子壁上對光觀測,看是否能看到藍光(藍光波長較短),如果容易看到,則表明混合體系粒徑達到較小水平;

        (杯中可明顯見到藍光)

              c) 將混合體系刮涂于馬口鐵板上,表干后觀測涂膜的透明性和光澤,透明性越高光澤越高表明混合體系相容性越好;

        (剛涂裝)

        (表干后)

               d)將混合體系加水調節至固含量低于25%混合均勻后長時間靜置,體系必須形成均勻一致膠體,如有分層或表面發粘等現象表明體系的粒徑較大而發生沉降或親水親油平衡值相差較大 導致相分離。 (分層將導致環氧樹脂相和固化劑相在交聯固化前或過程中出現分離狀態,致使固化交聯不充分,會出現固化劑隨水分揮發富集表層而導致光澤好、固化快、耐磨耐污等假象)

              

              混勻靜置            凝膠后(不分層)        4小時后 (分層)

                e) 將涂有水性環氧的馬口鐵板養護后進行常規的物理、化學性能測試,其指標應與溶劑型環氧涂料接近。

        應用性能

               對于不同的應用,水性環氧體系除了具備較好的固化性能,還應該具有不同的應用性能,可以從使用過程考慮:

         【 應用前】水性環氧體系的實際應用大部分要添加其他組分,如顏填料、助劑等,這就要考慮其相容性和可操作性,有些可以通過改變其他組分來調整,但有些只能改變水性環氧體系來調整,如添加水泥,則要求水性環氧體系能與強堿性物質相容;

         【 應用中】要考慮水性環氧體系的可使用時間、固化時間及在固化過程對基材的副作用等,有些水性環氧體系對混凝土、鋼材基面會產生嚴重的侵蝕破壞作用;(H201體系含有破壞基層的成分)

         【 應用后】不同的應用場合要求具有不同的物理、化學性能,如地坪涂料要求硬度高、耐磨等,防腐涂料要求具有一定的柔韌性和優異的耐化學性,木器清漆要求透明性高、表觀效果好等。

        成本核算

               所選擇的水性環氧體系在滿足固化性能和應用性能的前提下,還應考慮成本,根據水性環氧樹脂和水性環氧固化劑的單價、固含量、配比等核算水性環氧體系的成本,并綜合考慮后續的生產成本、應用成本及維護成本。 

        實    例

        組合序號

        A

        B

        C

        D

        E

        F

        G

        水性環氧樹脂

        H190

        H190

        H190

        H145

        H1150

        H190

        H190

        水性環氧固化劑

        H201B

        H205 B

        H202 B

        H202 B

        H202 B

        H203 B

        H208 B

        配比

        1:1.7

        1:1.5

        1:2

        1.2:1

        4:1

        1:1.5

        1:2

        混合試驗

        乳白色膠體

        乳白色膠體

        乳白色膠體

        乳白色流體

        半透明流體

        乳白色膠體

        乳白色膠體

        藍光試驗

        無藍光

        明顯藍光

        明顯藍光

        無藍光

        半透明

        明顯藍光

        明顯藍光

        透明試驗

        透明,略渾

        透明

        很透明

        透明

        透明

        透明

        透明

        分層試驗

        分層,析出

        均勻一體

        均勻一體

        均勻一體

        均勻一體

        均勻一體

        均勻一體

        表干時間(25℃)

        1h30min

        1h

        1h30min

        2h

        24h

        1h

        1h

        耐水性

        良好

        優異

        優異

        中等

        優異

        優異

        混凝土表面

        侵蝕

        無破壞

        無破壞

        ――

        ――

        無破壞

        無破壞

        金屬表面

        銹蝕

        無破壞

        無破壞

        ――

        ――

        無破壞

        無破壞

        與水泥混合

        破乳

        ――

        ――

        ――

        良好,但水泥水化差

        優異,混凝土強度高

        ――

        體系固含量

        63.5%

        70%

        64.7%

        48.6%

        57.4%

        70.5%

        68.7%

        體系類型

        環氧樹脂+水性環氧固化劑

        環氧樹脂+水性環氧固化劑

        環氧樹脂+水性環氧固化劑

        水性環氧乳液+水性環氧固化劑

        水溶性環氧樹脂+水性環氧固化劑

        環氧樹脂+水性環氧固化劑

        環氧樹脂+水性環氧固化劑

        綜合成本

        推薦 淘汰 推薦 推薦 不推薦 不推薦 推薦 推薦

        結論:A~F組合體系都能相容,無破乳現象;

             D組合屬于水性環氧乳液和水性環氧固化劑配合,使用方便,但乳液組分如果要做到粒徑小且穩定性好,需較多的乳化劑含量,則耐水性較差;

             E組合屬于水溶性環氧樹脂和水性環氧固化劑配合,由于固化慢、耐水差而無實際使用價值;

             A組合屬于水性環氧固化劑直接乳化標準液體環氧樹脂,乳化樹脂能力較差,產生分層,且含有侵蝕混凝土、金屬的成分,與堿性物質不相容;

             B、C、F、G組合屬于水性環氧固化劑直接乳化標準液體環氧樹脂,體系粒徑小、不分層、耐水性好、綜合性能優異,成本低,是水性環氧最理想的 組合選擇。

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