地坪涂料具有無(wú)接縫、整體裝飾性好、表面光潔、易于清潔,以及物理機(jī)械性能和耐化學(xué)品性能優(yōu)良,價(jià)格適中,施工簡(jiǎn)便,維修方便等諸多特點(diǎn)。另外,地坪涂料還可根據(jù)特殊需求,賦予地坪防靜電、防沖擊火花、耐高溫、防滑等特殊功能,相比于其它地坪材料,更能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)地坪的不同要求。正是基于這些特點(diǎn),現(xiàn)代建筑,特別是現(xiàn)代工業(yè)車間,如食品加工、制藥、機(jī)械電子、儀器儀表、化工、航空、汽車等行業(yè),大量使用地坪涂料涂料在線coatingol.com。
1.地坪涂料現(xiàn)狀
我國(guó)的地坪涂料產(chǎn)業(yè)始于20世紀(jì)90年代初期,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,尤其是現(xiàn)代醫(yī)藥、電子、食品等行業(yè)的高速增長(zhǎng),帶動(dòng)了地坪涂料的市場(chǎng)需求量。地坪涂料已成為我國(guó)近年來涂料行業(yè)中繼建筑涂料、交通車輛涂料、家具木器涂料以及海洋防腐涂料后,發(fā)展最快的涂料品種之一。
地坪涂料主要有兩大類:環(huán)氧地坪涂料和聚氨酯地坪涂料。環(huán)氧地坪涂料具有硬度高、抗壓強(qiáng)度高、耐磨性好、耐化學(xué)品性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),但質(zhì)脆、易裂,耐候性差,通常應(yīng)用于紫外線較弱的室內(nèi)場(chǎng)所或作底漆使用,由于使用成本相對(duì)便宜,得到了廣泛應(yīng)用,約占整個(gè)地坪涂料市場(chǎng)的70%。聚氨酯地坪涂料盡管在硬度和強(qiáng)度方面稍遜于環(huán)氧地坪涂料,但其各項(xiàng)性能具有廣泛的可調(diào)節(jié)性,具有更好的柔韌性、耐沖擊性、耐磨性、耐有機(jī)酸性、良好的抗紫外線性及耐化學(xué)腐蝕性等,行人行走時(shí)腳感舒適,緩解疲勞,并可隔音減噪,而且具有優(yōu)異的戶外耐候性,比環(huán)氧地坪涂料的應(yīng)用范圍更廣。由于其使用成本較高,用量約占整個(gè)地坪涂料市場(chǎng)的25%。
隨著全民健身理念日益深入民心,大到每個(gè)城市,小到每個(gè)社區(qū)或單位,都將會(huì)建造更多類別的體育場(chǎng)館和場(chǎng)地,為健身和比賽提供便利,這些場(chǎng)地?zé)o論是耐候性的需要,還是人體舒適度的需要,聚氨酯地坪涂料都是地坪涂裝面層的理想選擇,相信聚氨酯地坪涂料的使用比例會(huì)不斷提高。
目前我國(guó)地坪涂料80%以上為溶劑型涂料,其余的主要為無(wú)溶劑環(huán)氧涂料和聚脲噴涂體,水性地坪涂料所占比例很小。溶劑型地坪涂料中含有較多的有機(jī)溶劑,這些有機(jī)溶劑在涂料的生產(chǎn)和施工期間排入大氣,污染環(huán)境,同時(shí)危害人類健康;此外,溶劑型聚氨酯地坪涂料中還含有游離的異氰酸酯單體,在施工過程中,會(huì)嚴(yán)重影響人體健康和生活環(huán)境。而無(wú)溶劑環(huán)氧地坪涂料中含有少量的活性稀釋劑,常用的活性稀釋劑為丁基環(huán)氧丙基醚(有一定毒性),成本較高且仍含有一定量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑。溶劑型地坪涂料在實(shí)際施工中還存在許多難以克服的弊病,如起泡、鼓泡、脫落、附著不良等,會(huì)受到環(huán)境溫濕度、基層濕度,以及基面的其它問題的影響,特別是對(duì)基材的干燥程度要求很高,而實(shí)際施工時(shí)很難滿足要求。
水性地坪涂料對(duì)基材的干燥程度要求低,施工工具可用水直接清洗,涂料的配制和施工操作安全方便,而且涂料不燃、不爆、安全,貯存和運(yùn)輸方便,避免了溶劑型涂料因儲(chǔ)存運(yùn)輸和使用不當(dāng)而引起的爆炸和火災(zāi)事故。
近幾年,隨著國(guó)際原油價(jià)格的飛速增長(zhǎng)和居高不下,有機(jī)溶劑等基本化工原料的價(jià)格普遍上揚(yáng),我國(guó)是一個(gè)石油資源緊張的國(guó)家,同時(shí)又是一個(gè)石油消費(fèi)大國(guó),節(jié)省資源已成為我國(guó)今后一項(xiàng)長(zhǎng)期而又緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。地坪涂料的水性化已成為必然趨勢(shì)。
下面就環(huán)氧地坪涂料和雙組分聚氨酯地坪涂料的水性化技術(shù)進(jìn)展作一些介紹。
2 環(huán)氧地坪涂料的水性化
目前,環(huán)氧地坪涂料水性化的技術(shù)主要有兩種:一是將環(huán)氧樹脂水性化,然后與水可分散的環(huán)氧固化劑配合使用;二是低相對(duì)分子質(zhì)量的液態(tài)環(huán)氧同具有乳化作用的環(huán)氧固化劑配合使用。
2.1環(huán)氧樹脂的水性化技術(shù)
環(huán)氧樹脂的水性化技術(shù)主要分為成鹽法和乳化法兩大類。
成鹽法是將環(huán)氧樹脂改性成富含酸或富含堿的樹脂,再用堿或酸進(jìn)行中和。成鹽技術(shù)又可分為醚化型、酯化型和接枝反應(yīng)型3類。其中前兩種方法均是通過打開環(huán)氧環(huán)引入極性基團(tuán),接枝反應(yīng)型是通過自由基引發(fā)丙烯酸接枝共聚,將親水基團(tuán)引入環(huán)氧樹脂。成鹽技術(shù)制備的水性環(huán)氧分散相粒徑達(dá)到納米級(jí),貯存穩(wěn)定性良好,但體系對(duì)pH的變化適應(yīng)性較差,涂膜的柔韌性及耐水性也不理想。
乳化法制備水性環(huán)氧樹脂的技術(shù)有兩種:一是外加乳化劑法,通過強(qiáng)制或相轉(zhuǎn)化法制成環(huán)氧乳液,外加乳化劑強(qiáng)制制備的乳液分散相的微粒尺寸較大,約50μm,乳液的貯存穩(wěn)定性極差,并且乳液的成膜性能也不好。轉(zhuǎn)相乳化法是通過將乳化劑和環(huán)氧樹脂混合均勻,隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入蒸餾水,隨著加水量的增加,整個(gè)體系逐步由油包水型向水包油型轉(zhuǎn)變,形成水可稀釋體系。但該體系的貯存穩(wěn)定性及機(jī)械穩(wěn)定性均比成鹽法制備的水性環(huán)氧樹脂差。目前研究較為活躍的是第2種乳化技術(shù),即環(huán)氧自乳化,在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入親水性氧化乙烯鏈段,同時(shí)保證每個(gè)改性后的環(huán)氧樹脂分子上含有2個(gè)環(huán)氧基,不用外加乳化劑即可自乳化分散形成乳液,其乳液的分散相粒徑較小,貯存穩(wěn)定性高,體系對(duì)pH不敏感,并且乳化劑在成膜時(shí)參與了固化反應(yīng),因此涂膜的硬度、附著力也有很大提高,目前市售的水性環(huán)氧乳液多為此類。
2.2水性環(huán)氧地坪涂料固化劑的水性化
水性環(huán)氧固化劑是決定水性環(huán)氧地坪涂料最終性能的關(guān)鍵因素之一。它應(yīng)能較好地溶解或分散在水中,而且在水中能夠穩(wěn)定存在,與環(huán)氧樹脂具有良好的相容性。該固化劑可直接乳化環(huán)氧樹脂或與水性環(huán)氧乳液配成穩(wěn)定的水性環(huán)氧體系,同時(shí)體系的流變性、適用期、固化條件和涂膜性能也應(yīng)滿足水性環(huán)氧地坪涂料的使用要求。
到目前為止,水性環(huán)氧地坪涂料用固化劑經(jīng)歷了3代的發(fā)展。第1代水性環(huán)氧地坪涂料用固化劑采用溶劑型環(huán)氧固化劑聚酰胺與醋酸、磷酸或鹽酸反應(yīng)制得銨鹽,再在醇醚類溶劑的輔助下溶于水而制得。該方法僅改善了固化劑在水中的穩(wěn)定性和親水性,其涂膜性能和固化性能仍未得到改進(jìn),存在著水稀釋降黏速度緩慢、固化速率慢、光澤低、硬度低等缺點(diǎn)。
在20世紀(jì)80年代后期和90年代初,開發(fā)了以環(huán)脂胺環(huán)氧加成物為基礎(chǔ)的第2代水性環(huán)氧固化劑。采用環(huán)氧樹脂作為擴(kuò)鏈劑可以提高固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性,這種涂料體系即使在低溫和高濕環(huán)境下也能較快地固化。
這種水性環(huán)氧地坪涂料的缺點(diǎn)是不能厚涂,當(dāng)一次涂膜厚度超過500μm時(shí),涂膜在干燥過程中容易開裂。
最新開發(fā)的第3代水性環(huán)氧地坪涂料固化劑是以特高相對(duì)分子質(zhì)量的脂肪胺環(huán)氧加成物為基礎(chǔ)分散在水中的乳液,具有高胺官能度、相容性好等特點(diǎn)。混合后乳液穩(wěn)定,固化速度快,水稀釋對(duì)降低體系黏度優(yōu)于第1、2代體系,具有較高的施工固體分。當(dāng)涂膜厚度大于1mm時(shí),仍能很好干燥,不會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。一次可涂覆數(shù)毫米厚的地坪涂膜,克服了普通室溫固化水性環(huán)氧地坪涂料不能一次性厚涂的缺陷,具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。