CN1460698A - 室温固化水性环氧涂料及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种室温固化水性环氧涂料，由双组分组成，甲组分是环氧树脂分散体，包括低分子量液体环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、消泡剂、非离子表面活性剂，乙组分是亲水性的水性固化剂分散体，包括改性水性固化剂、水、体质填料和各类水性助剂，其生产方简单，主要为机械分散或混合。该涂料具有溶剂型环氧涂料的优异性能，且无毒环保。

Description

室温固化水性环氧涂料及生产方法

技术领域：

本发明属于建筑涂料领域，主要涉及的是一种室温固化的水性环氧涂料。

背景技术：

随着涂料科学和技术的发展以及人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格，涂料向高固体分和水性涂料方向发展已成为涂料界的共识。其中，水性环氧涂料特别是室温固化的水性环氧涂料将是21世纪环保涂料的主要发展方向之一。现有的水性环氧涂料主要由两组分组成：一组分是疏水性的环氧树脂；另一组分是亲水性的胶类固化剂。这样，环氧树脂与固化剂之间在亲水性与疏水性方面存在很大差别，二者的溶度参数不匹配，因而相容性差，从而对涂料的成膜性产生不利的影响。由于上述不足之处，使得现有的水性环氧涂料无法与传统溶剂型环氧涂料一争高低。

发明内容：

本发明的目的在于研制开发性能指标达到或超过溶剂型环氧涂料的室温固化水性环氧涂料，以全面替代溶剂挥发量大、危害人体健康的传统溶剂型环氧涂料。

本发明室温固化水性环氧涂料由甲、乙两组分组成：甲组分是环氧树脂分散体，乙组分是水性固化剂分散体，其组成重量百分比如下：

            甲组分                           乙组分低分子量液体环氧树  80～90％         改性水性胺类固化  22～28％脂                                   剂活性稀释剂          5～8％           水                15～20％分散剂A             0.2～0.4％       分散剂B           0.2～0.5％消泡剂A             0.05～0.1％      消泡剂B           0.2～0.4％非离子表面活性剂    0.3～0.8％       流平剂            0.2～0.4％

                        防沉降剂           0.8～1.5％

                       体质填料            50～60％

甲组分与乙组分的配比为1∶4。

本发明室温固化水性环氧涂料，为了提高环氧树脂与水性固化剂之间的相容性，将环氧树脂与固化剂两组分均设计成为分散体的形式，一方面，通过添加非离子表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，(商品名Triton X-100，美国Sigma公司)，利用其亲水基团对环氧树脂进行改性，从而提高环氧树脂的亲水性，使其具有自乳化性能；另一方面，选择的水性胺类固化剂(如瑞士汽巴公司的WY55、日本三合公司的W900和美国气体化工公司的Anquamide 360等)同样经过用亲水基团改性，改变了过去胶类固化剂是水可溶性的状态，有一定的疏水性。这样形成的两个分散体组分具有相近的溶度参数，二者相容性好，漆膜的均匀性有了很大的提高，从而提高了其综合性能，此外，由于树脂和固化剂都具有一定的疏水性，所以在耐水性方面也得到了很大的改进。

甲组分中环氧树脂选用的是双酚A型的低分子量液体环氧树脂(环氧当量190左右)，具有粘度低、易无溶剂化的优点，如国产E51、美国Dow化学公司的D.E.R 331、美国壳牌公司的Shell 828等，并加入一定比例的活性稀释剂环氧丙烷丁基醚(商品名BGE)，以改进环氧分散体的粘度和提高甲乙两组分混合后反应的交联度。润湿分散剂A是改性聚丙烯酸酯类物质，能显著降低甲组分的施工粘度，并提供良好的颜料分散性，如德国BYK公司的BYK 110和荷兰埃夫卡公司的EFKA 4560等；消泡剂A选用具有强力消泡作用的通用型消泡剂，如EFKA2722和台湾德谦公司的Deuchem 6800等。根据实际需要还可添加适量的水性色浆以获得所需的产品颜色。

乙组分中由于固化剂是水性分散体，不会发生相分离，因而不用加入其它有机试剂，如乙酸等。填料可采用滑石粉、沉淀硫酸钡、石英粉等，视具体情况两种或多种按适当的比例混用，可起填充、补强和降低成本等作用。助剂包括通用水性分散剂B(如EFKA 4520、EFKA 5071和英国布莱克本公司的CF245等)、通用水性消泡剂B(如BYK 025和Deuchem 082等)、流平剂(如EFKA 3772、BYK346和Deuchem 495)和气相二氧化硅类防沉降剂(商品名“白炭黑”)，可以提供给体系良好的贮存、施工性能及表观效果。

本发明根据需要可在甲组分中加入水性色浆1～5％。

本发明的生产方法如下：

甲组分：将环氧树脂、活性稀释剂、分散剂A、消泡剂A和非离子表面活性剂依次投入分散缸中高速(1000～1500转/分)分散5～15分钟，再加入水性色浆混合至指定颜色，最后过滤包装。

乙组分：将水性胺类固化剂、水和各类助剂依次投入分散缸中高速(1000～1500转/分)分散10～15分钟，然后加入体质填料并混合均匀，最后过滤包装。

两个分散体组分按照甲∶乙＝1∶4的比例混合，室温下经15~30分钟熟化后，可采用刷涂、滚涂或镘涂等工艺施工，得到成膜效果好、性能优良的涂膜。

本发明研制的室温固化水性环氧涂料不仅具有溶剂型环氧涂料的诸多优点，如对众多底材具有极高的附着力，固化的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异，并且涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等。更关键的是水性化之后不含有有机溶剂或VOC含量很低，不会造成空气污染，符合环保要求。同时以水作为分散介质，气味小、不燃，贮存、运输和使用过程中的安全性也大为提高；再次其操作性能好，无需机械搅拌装置，施工工具可用水直接清洗，可以重复使用，降低施工成本。突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并保证有很高的交联密度，这是水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料所无法比拟的。

该水性环氧涂料可应用为高性能的建筑涂料、设备底漆、工业厂房地板漆、运输工具底漆、汽车维修底漆以及工业维修面漆等，具有很大的发展前景。

具体实施例

实施例一：

配方为：甲组分：环氧树脂E51 85g，活性稀释剂BGE 6g，分散剂BYK 1100.3g，消泡剂Deuchem 6800 0.06g，非离子表面活性剂Triton X-100 0.5g，水性色浆适量；乙组分：改性水性胺类固化剂W900 25g，自来水17g，分散剂CF245 0.3g，消泡剂Deuchem 082 0.3g，流平剂BYK 346 0.3g，滑石粉10g，沉淀硫酸钡20g，石英粉20g。按上述生产方法得到两个分散体组分后，按甲：乙＝1∶4的比例混合均匀并涂刷在木质基材上。4小时后表干，24小时后完全干燥。涂膜平整、颜色均一，哑光效果。经检测，该样品性能如下：硬度不小于3H，耐磨性(750g，500r)不大于0.04g，耐洗刷性超过2000次，10％盐酸溶液浸泡72小时涂膜不气泡、不脱落。

实施例二：

某工厂一楼车间地面较潮湿，最初用溶剂型环氧地坪涂料涂装，三个月后出现起泡现象，半年后气泡部位破裂并不断延伸裂缝。后将原涂料铲除，再用本发明产品进行修补、重涂。生产单如下：甲组分：环氧树脂D.E.R 331 900kg，活性稀释剂BGE 80kg，分散剂EFKA 4560 4kg，消泡剂EFKA 2722 0.05kg，非离子表面活性剂Triton X-100 8kg，水性色浆适量；乙组分：改性水性胺类固化剂WY55 280kg，自来水200kg，分散剂EFKA 4520 5kg，消泡剂BYK 025 4kg，流平剂EFKA 3772 4kg，滑石粉200kg，沉淀硫酸钡200kg，石英粉200kg。按上述生产方法得到两个分散体组分后，按甲∶乙＝1∶4的比例混合均匀，用锯齿镘刀涂装在潮湿地坪表面。使用至今已两年时间，涂膜表面仍然完整，无起泡、起鼓、开裂现象。从而证实本发明产品具有优良的性能，可以替代传统溶剂型环氧涂料，并且应用范围更广。

Claims (7)

1、一种室温固化水性环氧涂料，其特征是由甲、乙两组分组成，甲组分是环氧树脂分散体，乙组分是水性固化剂分散体，甲组分其组成及重量百分比如下：

低分子量液体环氧树脂          80～90％

活性稀释剂                   5～8％

分散剂A                      0.2～0.4％

消泡剂A                      0.05～0.1％

非离子表面活性剂              0.3～0.8％

乙组分其组成及重量百分比如下：

改性水性胺类固化剂            22～28％

水                           15～20％

分散剂B                      0.2～0.5％

消泡剂B                      0.2～0.4％

流平剂                       0.2～0.4％

防沉降剂                     0.8～1.5％

体质填料                     50～60％

两个分散体组分按照甲∶乙＝1∶4的比例混合。

2、根据权利要求1所述的室温固化水性环氧涂料，其特征是低分子量液体环氧树脂为双酚A型低分子量液体环氧树脂。

3、根据权利要求1所述的室温固化水性环氧涂料，其特征是非离子表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10。

4、根据权利要求1所述的室温固化水性环氧涂料，其特征是固化体系为改性水性胺类固化剂的水分散体。

5、根据权利要求1所述的室温固化水性环氧涂料，其特征是填料为滑石粉、沉淀硫酸钡或石英粉。

6、根据权利要求1所述的室温固化水性环氧涂料，其特征是甲组分中加入水性色浆1～5％。

7、一种如权利要求1所述室温固化水性环氧涂料的制造方法，其特征为：

甲组分：将低分子量液体环氧树脂、活性稀释剂、分散剂A、消泡剂A和非离子表面活性剂依次投入分散缸中高速(1000～1500转/分)分散5～15分钟，再加入水性色浆混合至指定颜色，最后过滤包装。

乙组分：将水性胺类固化剂、水和各类助剂依次投入分散缸中高速(1000～1500转/分)分散10～15分钟，然后加入体质填料并混合均匀，最后过滤包装。