環(huán)保型環(huán)氧涂料的進(jìn)展及應(yīng)用

隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的愈發(fā)重視，環(huán)保型產(chǎn)品越來越受到蘭州環(huán)氧地坪工程人的普遍關(guān)注。同時(shí)環(huán)保型涂料也是我國涂料產(chǎn)業(yè)政策確定的優(yōu)先發(fā)展品種，是環(huán)氧涂料主要發(fā)展方向和開發(fā)研究的熱點(diǎn)。環(huán)氧粉末涂料、水性環(huán)氧涂料和輻射固化涂料等是環(huán)保型涂料的典型代表。環(huán)保型環(huán)氧涂料具有優(yōu)異的防腐性、耐化學(xué)藥品性，具有高強(qiáng)度、耐磨損，以及無污染等優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為未來涂料的發(fā)展趨勢(shì)。環(huán)保型環(huán)氧涂料廣泛應(yīng)用于石油化工、食品加工、鋼鐵、機(jī)械、交通運(yùn)輸、電力電子、海洋工程、地下設(shè)施和船舶工業(yè)等領(lǐng)域。 

1 環(huán)氧涂料的性能研究         

環(huán)氧涂料是一種具有高強(qiáng)度、耐磨損、耐化學(xué)藥品性、防介質(zhì)滲透性等性能特點(diǎn)的涂料，具有無接縫，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，耐藥品性佳，防腐，防水，防塵，保養(yǎng)方便，維護(hù)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧涂料從開始時(shí)用于功能性涂料：如防腐、耐磨、防滑，發(fā)展到通用的普通工業(yè)涂料；除了具有功能性的要求，還具有裝飾性的效果。在工業(yè)涂料獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，隨著人們生活水平的不斷提高，現(xiàn)已在家庭裝璜中得以推廣應(yīng)用。而且更重視環(huán)氧涂料的環(huán)保要求，開發(fā)研究出無污染的環(huán)保涂料，營造無污染的生態(tài)環(huán)境，給人類社會(huì)帶來福音。  

2 環(huán)氧涂料的研究進(jìn)展及應(yīng)用         

環(huán)氧樹脂涂料以其性能優(yōu)異及應(yīng)用廣泛而聞名于世。目前，環(huán)氧涂料已成為涂料工業(yè)中的支柱產(chǎn)品之一。自建國以來，伴隨著國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展，作為為其配套的涂料，環(huán)氧樹脂涂料工業(yè)從一個(gè)極不引人注目的小行業(yè)逐步發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域必不可少的重要行業(yè)。 

2.1 水性環(huán)氧涂料         

由于溶劑型涂料中的有機(jī)溶劑給生態(tài)環(huán)境帶來的危害已經(jīng)日益警惕，用水替代有機(jī)溶劑制造水性涂料的要求更加迫切。水性環(huán)氧涂料包括水溶性環(huán)氧涂料和水乳化環(huán)氧涂料。通常在基料和固化劑分子中應(yīng)含有羧基、羥基、氨基、醚鍵和酰胺基等親水基團(tuán)，才能獲得水溶性或水乳化環(huán)氧涂料。水性環(huán)氧涂料的性能主要取決于配方的設(shè)計(jì)是否合理，而使用壽命的長(zhǎng)短主要取決于基材處理是否合格。 

2.1.1 水溶性環(huán)氧涂料         

環(huán)氧涂料的性能主要取決于配方的設(shè)計(jì)及原料的選擇，設(shè)計(jì)出合適的配方，然后對(duì)基料、固化劑、助溶劑、顏填料等的選擇更是至關(guān)重要的。我們?cè)谥扑苄原h(huán)氧涂料時(shí)，主要選用的基料有 E- 20、E- 12、E- 35、亞麻油酸、豆油酸、脫水蓖麻油酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸和甲叉丁二烯二酸等。要選擇水溶性固化劑，并適當(dāng)選用固化促進(jìn)劑，才能得到耐蝕性增強(qiáng)的水溶性環(huán)氧涂料。水性固化劑對(duì)水性環(huán)氧涂料的性能具有很大的影響。早期的水性固化劑是一種改性的聚酰胺水溶液，在室溫條件下不能乳化和固化環(huán)氧樹脂；新一代水性固化劑是一種改性脂肪胺溶液，能在室溫條件下乳化并固化普通的液體環(huán)氧樹脂，不需特別進(jìn)行處理就能夠在潮濕混凝土表面一次性完成自流平的施工。選擇適當(dāng)?shù)闹軇┠軌蛟黾踊显谒腥芙舛?、調(diào)節(jié)基料粘度、提高槽液穩(wěn)定性、改善流平性和涂膜外觀。選擇不同的顏填料會(huì)對(duì)分散性、穩(wěn)定性、體積濃度、酸堿性等產(chǎn)生很大的影響。         

水溶性環(huán)氧涂料的主要特性是涂膜防介質(zhì)滲透能力強(qiáng)、耐蝕性優(yōu)異、具有良好的物理機(jī)械性及耐鹽霧性等。除在汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用外，還用于醫(yī)療器械、電器、輕工產(chǎn)品等領(lǐng)域。不論用在哪一領(lǐng)域，在進(jìn)行施工時(shí)，基材的處理是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，如基材處理不好，涂膜不僅附著力差，而且會(huì)發(fā)生起泡、龜裂、泛白甚至脫落等問題，影響了美觀性及使用壽命。 

2.1.2 水乳化環(huán)氧涂料         

水乳化環(huán)氧涂料的基料用合適的乳化劑將較低相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂乳化并保證在貯存和使用中具有良好的穩(wěn)定性，即選用基料的技術(shù)關(guān)鍵是選好乳化劑。通常采用低相對(duì)分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂，使其分子中含有親水性基團(tuán)?？扇榛沫h(huán)氧樹脂有 Epikote 255、E- 4 酮醛環(huán)氧樹脂、海因環(huán)氧樹脂、E- 51 環(huán)氧樹脂和甘油環(huán)氧樹脂等。要制成低粘度、穩(wěn)定的環(huán)氧樹脂乳液，就要選擇合適的添加劑，表面活性劑促進(jìn)基料與顏填料混合、改進(jìn)流動(dòng)性和貯存穩(wěn)定性，并能防止涂料包裝容器內(nèi)壁生銹。螯合劑能調(diào)節(jié)乳液的 pH 值，保證乳液穩(wěn)定性。消泡劑會(huì)有效地防止分散及攪拌過程中發(fā)泡，調(diào)整涂料及涂膜性能。選擇滿足在水中分散性、穩(wěn)定性并減小水相的 pH 值變化的顏填料。固化劑要選擇含活潑氫化合物用作加成固化劑，以及叔胺化合物用作聚合固化引發(fā)劑。對(duì)于水乳化環(huán)氧涂料中的水起到氫鍵給予體的固化促進(jìn)作用，但由于涂料中含水量較大，在常溫下從涂膜內(nèi)移走大量的水是目前正在設(shè)法解決的技術(shù)難題之一。         

耐蝕性水乳化環(huán)氧涂料的細(xì)度 25μm、凝膠時(shí)間 2~4h，其許多性能可與普通溶劑型環(huán)氧涂料相當(dāng)，已取得成功地應(yīng)用。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有涂覆新澆注的混凝土，涂膜與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度高于混凝土自身的粘結(jié)強(qiáng)度，成功地防止混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕；水乳化環(huán)氧涂料作為底漆，比其他混凝土用涂料優(yōu)越；用 Casamid 360作固化劑可有效防止混凝土機(jī)械損傷和化學(xué)藥品腐蝕；這種涂料用于核電站，易于除去放射性污染；涂覆在鋼材表面上，有良好的防腐蝕效果。作為面漆，也取得良好的防腐蝕作用。水性半光環(huán)氧地坪涂料可用于啤酒廠、醫(yī)院、倉庫、化工廠、食品加工廠及具有腐蝕環(huán)境的地面保護(hù)等應(yīng)用領(lǐng)域。 

2.2 無溶劑型環(huán)氧涂料         

涂料工業(yè)發(fā)展目標(biāo)是高性能化與低污染化的涂料品種取代傳統(tǒng)的溶劑型涂料品種。液態(tài)無溶劑型環(huán)氧涂料是低污染化涂料品種之一。由于不含溶劑，無溶劑環(huán)氧涂料對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，亦無燃燒、爆炸危險(xiǎn)，同時(shí)性能上耐水、耐化學(xué)品腐蝕、耐酸堿、抗壓、耐磨、附著力好，對(duì)基材有足夠的保護(hù)作用。是現(xiàn)代工廠的理想涂料。無溶劑環(huán)氧涂料與溶劑型固體環(huán)氧涂料相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：不污染環(huán)境；可在潮濕表面施工；固體含量接近100%，無溶劑環(huán)氧涂料每道涂覆很厚，顯著提高效率；交聯(lián)固化時(shí)無溶劑揮發(fā)，形成無孔涂膜，提供優(yōu)異的防腐蝕性、耐化學(xué)藥品性和電絕緣性；由于涂料絕大部分組分都轉(zhuǎn)化成涂膜，則每單位厚度涂膜成本相當(dāng)?shù)?。但由于涂料粘度較高，給涂裝帶來困難。這時(shí)就要選擇合適的稀釋劑，用于無溶劑環(huán)氧涂料的稀釋劑有活性稀釋劑和增量稀釋劑?？梢苑乐狗腔钚韵♂寗]發(fā)而產(chǎn)生涂膜缺陷。         

對(duì)于無溶劑環(huán)氧涂料的基料要求與高固體分環(huán)氧涂料基本相同。應(yīng)滿足低粘度、高密度值，涂膜內(nèi)極性化學(xué)鍵及基團(tuán)少等要求。采用脂肪族環(huán)氧樹脂或氫化雙酚 A 型環(huán)氧樹脂作基料時(shí)，會(huì)明顯改進(jìn)涂膜的耐候性、保光性及物理力學(xué)性能。還要選擇合適的固化劑、固化促進(jìn)劑、稀釋劑、表面活性劑、增塑劑等。以合適的配方制備的無溶劑環(huán)氧涂料，涂膜堅(jiān)韌耐磨，平坦亮麗，經(jīng)久耐用。         

無溶劑型環(huán)氧涂料應(yīng)用范圍極為廣泛，可用于艦船的飲水艙、自來水輸送系統(tǒng)、啤酒及飲料貯罐內(nèi)壁、航空電機(jī)轉(zhuǎn)子、變壓器線圈、化工廠、煤油車間及金屬部件涂裝保護(hù)等的專用涂料。 

2.3 環(huán)氧粉末涂料         

隨著蘭州環(huán)氧地坪工程的人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，限制揮發(fā)性有機(jī)溶劑排放量的呼聲高漲，作為高性能化及低污染化的粉末涂料倍受青睞，其產(chǎn)量增長(zhǎng)速度超過了傳統(tǒng)型涂料。目前，國內(nèi)粉末涂料的產(chǎn)量占重要地位。隨著國內(nèi)各相關(guān)行業(yè)的發(fā)展要求，環(huán)氧粉末涂料不斷推出新產(chǎn)品、新設(shè)備和新涂裝技術(shù)，呈現(xiàn)廣闊應(yīng)用前景。        

環(huán)氧粉末涂料不含任何有機(jī)溶劑，生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、涂裝等過程中，不會(huì)給操作人員帶來傷害、對(duì)環(huán)境基本無污染；由于固體含量 100%，則節(jié)省大量有機(jī)溶劑及能源資源。環(huán)氧粉末涂料熔融粘度較低，流平性好、涂膜外觀平整、基本上無針孔和縮孔等缺陷；對(duì)金屬等底材的附著力好、涂膜硬度高、耐劃傷性好；涂膜的物理機(jī)械性好、耐腐蝕性和化學(xué)藥品性優(yōu)；涂料的配色性好、固化劑品種選擇范圍寬，可以配制有光、無光、閃光、花紋和錘紋等各花色品種。環(huán)氧粉末涂料具有很好的涂裝適應(yīng)性，可采用靜電噴涂、流化床浸涂、靜電流化床浸涂和火焰噴涂等涂裝方法進(jìn)行施工；與底材有良好的適應(yīng)配套性。 環(huán)氧粉末涂料一次涂 裝就可得到50~300μm 厚的涂膜；沒被涂覆的粉末可回收再利用，減少涂料損失，利用率大于 95%。環(huán)氧粉末涂料用于廚房用具、農(nóng)用機(jī)械、汽車零部件、化工設(shè)備、建筑材料、船舶設(shè)備、地下設(shè)施等的防銹、防腐蝕；電器開關(guān)柜、電子儀器及儀表、金屬箱柜等的裝飾性保護(hù)；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子或銅排的電絕緣防護(hù)。