分析水性環(huán)氧涂料改性方法的利與弊

與溶劑型涂料相比，水性涂料的優(yōu)勢顯而易見。如VOC低，氣味小，使用安全，可以水洗等等。水性環(huán)氧的形態(tài)樹脂通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)：①水溶性；②膠束分散型；③乳液。 環(huán)氧樹脂自身為熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，高粘度變?yōu)榈驼扯龋挥信c固化劑配合使用才具有實用價值 （純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑）。因此水性環(huán)氧體系應(yīng)包含水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑，同樣，它們分別通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。

水性環(huán)氧的固化程度取決于以下四個因素：

1）相容性：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好，越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹脂微粒相互內(nèi)部擴(kuò)散，有利于固化反應(yīng)的進(jìn)行；

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

3）親水親油平衡值：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的親水親油平衡值接近，在水相中達(dá)到一致的共存 穩(wěn)定狀態(tài)，如果差異較大，親水性較強(qiáng)的組分會逐漸聚集于水相中，從而導(dǎo)致樹脂相和固化劑相分離；

4）分散均勻程度：在多相分離的狀態(tài)下，只有通過一定的機(jī)械攪拌作用， 才能將樹脂相和固化劑相均勻分布于水相中； （環(huán)氧在應(yīng)用中攪拌混合均勻非常重要）（有些朋友在使用油性環(huán)氧過程中認(rèn)為只要簡單攪拌甚至不攪拌也能 成膜，其實這存在很大的誤區(qū)，因為所使用的油性環(huán)氧是由固體環(huán)氧溶解而成如75%的E－20，即使不加固化劑，溶劑揮發(fā)后可形成很硬的干膜狀態(tài)，但這種干膜是未經(jīng)固化劑交聯(lián)固化的，受熱后變成液態(tài)，干膜毫無性能可言）

目前國內(nèi)外環(huán)氧樹脂的水性化技術(shù)主要分為乳化法和成鹽法。乳化法指的是環(huán)氧樹脂的直接乳化、不用外加乳化劑的自乳化或水性環(huán)氧固化劑乳化，而成鹽法則是將環(huán)氧樹脂改性成富含酸或富含堿的樹脂，再用小分子質(zhì)量的堿或酸進(jìn)行中和。水性環(huán)氧固化劑乳化環(huán)氧樹脂是最重要的水性化技術(shù)，它可以克服其他水性化方法的缺點。常用的水性環(huán)氧固化劑大多為多元胺或其改性產(chǎn)物，其中改性產(chǎn)物主要利用其分子中胺基上的活潑氫與環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基反應(yīng)進(jìn)行改性。多元胺常用的改性方法有3種，均采用在多元胺分子鏈中引人非極性基團(tuán)，使得改性后的多胺固化劑具有兩親性結(jié)構(gòu)，以改善與環(huán)氧樹脂的相容性。

首先是酰胺化多胺改性。酰胺化的多胺本身具有一定的水溶性或水可分散性，無需借助于助溶劑或乳化劑的作用就可獲得一定范圍的水可稀釋性，從而可以用作水性環(huán)氧樹脂的固化劑。并且酰胺化的多胺具有表面活性劑的作用，低分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂不需要預(yù)先乳化，而由酰胺化多胺在施工前混合乳化，用酰胺化多胺乳化環(huán)氧樹脂配成的水性環(huán)氧體系具有施工性能好，適用期長等優(yōu)點。用單脂肪酸改性的酰胺化多胺固化劑，與環(huán)氧樹脂的相容性不是太好，容易發(fā)生相分離而在涂膜表面出現(xiàn)浮油和凹坑等表面缺陷，并且固化不充分造成涂膜的耐化學(xué)性能和耐濕性較差。其次是聚酰胺的改性。采用二聚酸與多元胺進(jìn)行縮合來制備水性聚酰胺固化劑，這樣改性可改善與環(huán)氧樹脂的相容性，涂膜表面也不會出現(xiàn)因不相容而造成的表面缺陷;但用聚酰胺固化劑乳化的環(huán)氧樹脂體系的適用期較短，一般不超過1小時就會凝膠化，這會對施工帶來一定的麻煩。并且用聚酰胺固化的涂膜柔韌性較差，沖擊性能較差，涂膜偏脆。水性聚酰胺固化劑由于合成時二聚酸中不飽和雙鍵的存在，而容易被空氣中的氧氣氧化導(dǎo)致固化劑的顏色變深，不適合作為色澤要求較高的水性環(huán)氧地坪涂料的固化劑。這種方法改性具有一定的局限性，當(dāng)然這并不掩蓋其應(yīng)用上的優(yōu)點。

最后方法是多胺一環(huán)氧加成物。由于用酰胺化多胺和聚酰胺水性固化劑固化的涂膜或多或少存在缺陷，而改性后的涂膜性能又沒有明顯改良，因此國外采用的水性環(huán)氧固化劑為多元胺-環(huán)氧加成物，采用環(huán)氧樹脂與多元胺反應(yīng)，在多元胺分子鏈中引入環(huán)氧樹脂分子鏈，使得合成后的固化劑具有親環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)，減少固化劑分子中伯胺基團(tuán)的含量可明顯降低固化劑的活性。使得用這種類型的水性環(huán)氧固化劑乳化的環(huán)氧體系的適用期有所延長，并通過添加聚氧化烷基多胺的方法來改善涂膜偏脆的問題。這位專家還表示，若該水性環(huán)氧固化劑要具有乳化環(huán)氧樹脂的功能，則需通過在固化劑分子鏈中引人氧化烷基鏈段，或者離子基團(tuán)來獲得。

水性環(huán)氧體系具有更多的選擇組合（理論上具有9種的形態(tài)組合），但也增加了選擇難度。同時在實際應(yīng)用過程，通過加入大量的顏填料、助劑等，提高水性環(huán)氧體系應(yīng)用性能同時也掩蓋了水性環(huán)氧體系的不足甚至嚴(yán)重缺陷，這將增大更多的不確定因素和復(fù)雜性。 棄繁從簡，分別關(guān)注水性環(huán)氧樹脂形態(tài)和水性環(huán)氧固化劑形態(tài)的同時，通過掌控水性環(huán)氧的本質(zhì)和水性環(huán)氧的評定達(dá)到更快、更好的選擇水性環(huán)氧體系，為您的萬丈高樓打牢根基。