首页 业界新闻 技术专栏 企业名录 产品名录 供求信息 优秀企业 商业论坛 会员中心
水性环氧涂料的优缺点及其应用
资讯类型:行业新闻 加入时间:2019年8月9日22:57
    水性环氧树脂涂料具有优异的金属附着性和防腐蚀性,同时还有很好的化学稳定性和粘结性能,水性环氧树脂涂料是目前涂料行业研究的重点。 

    水性环氧树脂涂料的分类

    目前水性涂料品种繁多,大致分为三种主要类型:水分散型、胶体分散型、和水溶性。市场上广泛使用的主要是疏水性环氧树脂和亲水性胺类固化剂2个组分,根据2个组分的物理形态可分为5种类型。

    水性环氧树脂的分类方法很多,按照经典的分类方法将水性环氧树脂涂料分成Ⅰ型、II型、Ⅲ型、Ⅳ型等4类:Ⅰ型水性环氧树脂体由低分子液体双酚A环氧树脂和水性固化剂组成。采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的黏度和固化后涂膜的交联密度。II型采用高分子量固体双酚A型环氧树脂。环氧树脂是亲油性分子,其亲水亲油平衡值(HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,低分子量液体环氧树脂乳液一般采用相反转技术制备。Ⅳ型水性环氧树脂Ⅳ型由Ⅲ型改进而来。由水性环氧树脂乳液和聚氨酯改性环氧固化剂组成。

    水性环氧涂料性能

    由于环氧树脂分子结构中含有的环氧基、醚键、羟基以及苯环结构等特征基团,对涂膜的最终性能起着重要的作用,使环氧涂料具有以下性能:

    01优良的附着力

    环氧树脂涂料具有优良附着力主要是由环氧树脂的分子结构及其固化反应特点决定的。环氧树脂分子结构中具有环氧端基、羟基及醚键等极性基团,这些基团的存在使环氧树脂分子与相邻界面产生电磁吸附或化学键,因此环氧树脂涂料涂膜与金属、木材、混凝土等基材表面能产生很强的黏结力。

    02良好的耐化学腐蚀性能

    环氧树脂中含有亲水的羟基、醚键以及固化剂中的氨基等亲水性基团都会影响到涂膜的耐水性,但双酚A环氧树脂分子中的两个苯环与一个亚丙基对羟基与醚键具有屏蔽作用,从而保证了整个漆膜的耐水性。环氧树脂固化成膜后,由于分子结构中含有稳定的苯环和醚键,分子结构又较为紧密,因此对化学介质有较好的稳定性。

    03涂料品种的多样性与广泛的适应性

    环氧树脂与环氧固化剂的品种都很多,可以通过改变配方以适应于不同的施工条件与应用环境,使环氧涂料表现出品种的多样性与应用的灵活性。

    水性环氧涂料的发展优势

    01对环境友好

    水性环氧涂料从原料来源到生产及使用的全生命周期,均有利于环境的健康发展。生产过程中将易挥发的有机溶剂替代,而且使用时涂装工具可用水清洗,也减少了清洗溶剂的消耗。有机溶剂的生产需要消耗化石原料,在资源紧缺的现阶段是对资源的一大挑战,水性环氧涂料的出现,解决了这一问题。同时,溶剂的削减,大大减少了生产及使用过程中挥发性有机化合物的排放,改善周边大气环境,另一方面,水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,有机溶剂挥发量减少,极大改善了工作场所的环境,有利于工作人员的身体健康。

    02安全性提高

    以溶剂中较常见的甲苯和二甲苯为例:甲苯的闪点为4℃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积);二甲苯闪点29℃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限约为1%~7%(体积)。两者均为易燃物质。因此,溶剂型涂料的易燃易爆原料储存和使用的场所,具有发生火灾爆炸事故的风险。而水性环氧涂料的生产和使用,减少了对易燃易爆原材料的需求,极大地降低了风险。

    03降低成本

    (a)原料成本降低。随着人们对资源能源的需求日益增大,在世界范围内出现资源能源短缺的问题,导致石油乃至下游产品价格持续上涨,作为下游产品的有机溶剂也不例外。资源价格的压力下,以水作为稀释剂的价格优势正得以逐渐显现。

    (b)环境成本的降低。传统的溶剂型涂料生产过程中产生大量的有机废气,为了达到排放要求,企业需要配置尾气处理设施及相关的配套设施,并负担日常运行及维护费用。水性环氧涂料的有机废气排放很少,为企业减轻了负担。

    (c)安全成本的降低。水性环氧涂料以水作为稀释剂,使之成为更为安全的涂料,从生产到运输再到应用中的火灾隐患较传统溶剂性涂料大幅降低。对于管理者来说,安全方面的投入成本也将相应的降低。

    04施工条件及外观性能

    水性环氧涂料由于透气性比较好,基层内部的水蒸气可以向外扩散,不容易起泡,因此在对基层的要求上,水性环氧涂料施工的基层含水率应小于10%,溶剂型涂料施工的基层含水率应小于8%。水性环氧涂料对材质表面适应性好,涂层附着力强,在潮湿环境中可直接涂覆施工。通常,溶剂型涂料的涂着固体份高达60%-70%,而水性环氧涂料的涂着固体分仅为20%-30%,由此可见,水性涂料的平滑性相对较好。

    水性环氧涂料的缺点

    (1)因水的表面张力大,难以浸润底材,易产生缩孔,水性环氧涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求也较高。

    (2)两种类型的涂料分散介质的熔点差异很大,水为0℃,而有机溶剂的熔点相对低很多,甲苯为–95℃,二甲苯为–25℃左右。因此,对于施工温度,水性环氧涂料施工一般要求在5℃以上,而溶剂型涂料在0℃就可以施工。

    (3)喷涂水性环氧涂料对喷漆室的湿度也有一定的要求,水性涂料在环境相对湿度85%以上时表干缓慢,水溶剂在较饱和湿度环境下无法正常挥发,当湿度过高(达到90%以上)时,在被涂物上的涂膜会流淌下来。因此需要喷漆室有良好的空气循环,保持适当的湿度。

    (4)由于水的蒸发潜热大,是一般溶剂的5-7倍,往往需提高烘干温度或延长烘干时间。

    (5)虽然水性环氧涂料具有普通溶剂型涂料的防护与装饰功能,但是在高装饰性要求的场合,无法达到很高的丰满度,需要溶剂型涂料来实现。

    水性环氧涂料的应用

    由于水性环氧树脂优异的性能和特点,它被广泛的应用于屋顶防漏、机场跑道、高架桥路面加固、停车场、运动场、厂房地坪、墙体、船舶、甲板、地下室及仓库、航空母舰停机坪、隧道等各领域。

    水性环氧涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面施工,对混凝土表面有良好的附着力,可以封闭混凝土毛细管的水汽,并可防止泛碱,适合作为混凝土封闭底漆。

    水性环氧树脂涂料具有优异的金属附着性和防腐蚀性,同时还有很好的化学稳定性和粘结性能,水性环氧树脂涂料是目前涂料行业研究的重点。 

    水性环氧树脂涂料的分类

    目前水性涂料品种繁多,大致分为三种主要类型:水分散型、胶体分散型、和水溶性。市场上广泛使用的主要是疏水性环氧树脂和亲水性胺类固化剂2个组分,根据2个组分的物理形态可分为5种类型。

    水性环氧树脂的分类方法很多,按照经典的分类方法将水性环氧树脂涂料分成Ⅰ型、II型、Ⅲ型、Ⅳ型等4类:Ⅰ型水性环氧树脂体由低分子液体双酚A环氧树脂和水性固化剂组成。采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的黏度和固化后涂膜的交联密度。II型采用高分子量固体双酚A型环氧树脂。环氧树脂是亲油性分子,其亲水亲油平衡值(HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,低分子量液体环氧树脂乳液一般采用相反转技术制备。Ⅳ型水性环氧树脂Ⅳ型由Ⅲ型改进而来。由水性环氧树脂乳液和聚氨酯改性环氧固化剂组成。

    水性环氧涂料性能

    由于环氧树脂分子结构中含有的环氧基、醚键、羟基以及苯环结构等特征基团,对涂膜的最终性能起着重要的作用,使环氧涂料具有以下性能:

    01优良的附着力

    环氧树脂涂料具有优良附着力主要是由环氧树脂的分子结构及其固化反应特点决定的。环氧树脂分子结构中具有环氧端基、羟基及醚键等极性基团,这些基团的存在使环氧树脂分子与相邻界面产生电磁吸附或化学键,因此环氧树脂涂料涂膜与金属、木材、混凝土等基材表面能产生很强的黏结力。

    02良好的耐化学腐蚀性能

    环氧树脂中含有亲水的羟基、醚键以及固化剂中的氨基等亲水性基团都会影响到涂膜的耐水性,但双酚A环氧树脂分子中的两个苯环与一个亚丙基对羟基与醚键具有屏蔽作用,从而保证了整个漆膜的耐水性。环氧树脂固化成膜后,由于分子结构中含有稳定的苯环和醚键,分子结构又较为紧密,因此对化学介质有较好的稳定性。

    03涂料品种的多样性与广泛的适应性

    环氧树脂与环氧固化剂的品种都很多,可以通过改变配方以适应于不同的施工条件与应用环境,使环氧涂料表现出品种的多样性与应用的灵活性。

    水性环氧涂料的发展优势

    01对环境友好

    水性环氧涂料从原料来源到生产及使用的全生命周期,均有利于环境的健康发展。生产过程中将易挥发的有机溶剂替代,而且使用时涂装工具可用水清洗,也减少了清洗溶剂的消耗。有机溶剂的生产需要消耗化石原料,在资源紧缺的现阶段是对资源的一大挑战,水性环氧涂料的出现,解决了这一问题。同时,溶剂的削减,大大减少了生产及使用过程中挥发性有机化合物的排放,改善周边大气环境,另一方面,水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,有机溶剂挥发量减少,极大改善了工作场所的环境,有利于工作人员的身体健康。

    02安全性提高

    以溶剂中较常见的甲苯和二甲苯为例:甲苯的闪点为4℃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积);二甲苯闪点29℃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限约为1%~7%(体积)。两者均为易燃物质。因此,溶剂型涂料的易燃易爆原料储存和使用的场所,具有发生火灾爆炸事故的风险。而水性环氧涂料的生产和使用,减少了对易燃易爆原材料的需求,极大地降低了风险。

    03降低成本

    (a)原料成本降低。随着人们对资源能源的需求日益增大,在世界范围内出现资源能源短缺的问题,导致石油乃至下游产品价格持续上涨,作为下游产品的有机溶剂也不例外。资源价格的压力下,以水作为稀释剂的价格优势正得以逐渐显现。

    (b)环境成本的降低。传统的溶剂型涂料生产过程中产生大量的有机废气,为了达到排放要求,企业需要配置尾气处理设施及相关的配套设施,并负担日常运行及维护费用。水性环氧涂料的有机废气排放很少,为企业减轻了负担。

    (c)安全成本的降低。水性环氧涂料以水作为稀释剂,使之成为更为安全的涂料,从生产到运输再到应用中的火灾隐患较传统溶剂性涂料大幅降低。对于管理者来说,安全方面的投入成本也将相应的降低。

    04施工条件及外观性能

    水性环氧涂料由于透气性比较好,基层内部的水蒸气可以向外扩散,不容易起泡,因此在对基层的要求上,水性环氧涂料施工的基层含水率应小于10%,溶剂型涂料施工的基层含水率应小于8%。水性环氧涂料对材质表面适应性好,涂层附着力强,在潮湿环境中可直接涂覆施工。通常,溶剂型涂料的涂着固体份高达60%-70%,而水性环氧涂料的涂着固体分仅为20%-30%,由此可见,水性涂料的平滑性相对较好。

    水性环氧涂料的缺点

    (1)因水的表面张力大,难以浸润底材,易产生缩孔,水性环氧涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求也较高。

    (2)两种类型的涂料分散介质的熔点差异很大,水为0℃,而有机溶剂的熔点相对低很多,甲苯为–95℃,二甲苯为–25℃左右。因此,对于施工温度,水性环氧涂料施工一般要求在5℃以上,而溶剂型涂料在0℃就可以施工。

    (3)喷涂水性环氧涂料对喷漆室的湿度也有一定的要求,水性涂料在环境相对湿度85%以上时表干缓慢,水溶剂在较饱和湿度环境下无法正常挥发,当湿度过高(达到90%以上)时,在被涂物上的涂膜会流淌下来。因此需要喷漆室有良好的空气循环,保持适当的湿度。

    (4)由于水的蒸发潜热大,是一般溶剂的5-7倍,往往需提高烘干温度或延长烘干时间。

    (5)虽然水性环氧涂料具有普通溶剂型涂料的防护与装饰功能,但是在高装饰性要求的场合,无法达到很高的丰满度,需要溶剂型涂料来实现。

    水性环氧涂料的应用

    由于水性环氧树脂优异的性能和特点,它被广泛的应用于屋顶防漏、机场跑道、高架桥路面加固、停车场、运动场、厂房地坪、墙体、船舶、甲板、地下室及仓库、航空母舰停机坪、隧道等各领域。

    水性环氧涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面施工,对混凝土表面有良好的附着力,可以封闭混凝土毛细管的水汽,并可防止泛碱,适合作为混凝土封闭底漆。
文章来自:中国固化剂网
文章作者:网络管理员
关闭窗口
广告刊登 | 关于我们 E-mail: fsp214@126.com
版权所有:中国固化剂网 技术支持:简双工作室