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固化剂:水性环氧地坪性能关键

发表日期:2011-05-25浏览次数:1827次

 作为水性环氧树脂涂料的一种,水性环氧树脂地坪涂料的性能在很大程度上同样取决于水性环氧固化剂,中国环氧树脂行业协会的专家说,水性环氧固化剂是决定水性环氧地坪涂料最终性能的关键组分之一,并提醒业界重视水性环氧固化剂的作用。
    作为水性环氧树脂的固化剂,应能够较好地溶解或分散在水中,而且在水中能够稳定存在,与环氧树脂要有良好的相容性。对固化剂的要求是:可直接乳化环氧树脂或与水性环氧树脂乳液配成稳定的水性环氧树脂体系,同时体系的流变性能、适用期、固化条件和涂膜性能也应满足地坪涂料使用的要求。不同的固化剂的作用、性能不同,中国环氧树脂行业协会专家详细介绍了它们的用法。专家说酸酐遇水会分解,不适合作为水性环氧树脂的固化剂,并且水性环氧地坪涂料常用在室温固化的场合,因而常用的水性环氧固化剂大多为多元胺或其改性产物,利用其分子中胺基上的活泼氢与环氧树脂分子中的环氧基反应。多元胺常用的改性方法有以下3种:一是由多元胺与单脂肪酸反应制得的酰胺化的多胺,二是由二聚酸与多元胺进行缩合而成的聚酰胺,三是由多元胺与环氧树脂加成得到的多胺-环氧加成物。这3种方法均采用在多元胺分子链中引入非极性基团,使得改性后的多胺固化剂具有两亲性结构,以改善与环氧树脂的相容性。
    酰胺化的多胺本身具有一定的水溶性或水可分散性,无需借助于助溶剂或乳化剂的作用就可获得一定范围的水可稀释性,从而可以用作水性环氧树脂的固化剂。并且酰胺化的多胺具有表面活性剂的作用,低分子量液体环氧树脂不需要预先乳化,而由酰胺化多胺在施工前混合乳化,用酰胺化多胺乳化环氧树脂配成的水性环氧体系具有施工性能好,适用期长等优点。专家认为,用单脂肪酸改性的酰胺化多胺固化剂与环氧树脂的相容性不是太好,容易发生相分离而在涂膜表面出现浮油和凹坑等表面缺陷,并且固化不充分造成涂膜的耐化学性能和耐湿性较差。采用二聚酸与多元胺进行缩合来制备水性聚酰胺固化剂,这样改性可改善与环氧树脂的相容性,涂膜表面也不会出现因不相容而造成的表面缺陷。但用聚酰胺固化剂乳化的环氧树脂体系的适用期较短,一般不超过一小时就会凝胶化,这对于地坪施工会带来一定的麻烦。并且用聚酰胺固化的涂膜柔韧性较差、抗冲性能较差、涂膜偏脆。水性聚酰胺固化剂由于合成时二聚酸中不饱和双键的存在而容易被空气中的氧气氧化导致固化剂的颜色变深,不适合作为色泽要求较高的水性环氧地坪涂料的 固化剂。
    由于用酰胺化多胺和聚酰胺水性固化剂固化的涂膜或多或少存在缺陷, 而改性后的涂膜性能又没有明显改良,因此国外采用的水性环氧固化剂为多元胺—环氧加成物,采用环氧树脂与多元胺反应,在多元胺分子链中引入环氧树脂分子链使得合成后的固化剂具有亲环氧树脂的分子结构,减少固化剂分子中伯胺基团的含量可明显降低固化剂的活性,使得用这种类型的水性环氧固化剂乳化的环氧体系的适用期有所延长。并通过添加聚氧化烷基多胺的方法来改善涂膜偏脆的问题。中国环氧树脂行业协会的专家说,若该水性环氧固化剂要具有乳化环氧树脂的功能,则需通过在固化剂分子链中引入氧化烷基链段或离子基团来获得。国内合成的水性环氧固化剂GCA01属于典型的多胺—环氧加成改性固化剂,可用水进行稀释,稀释过程中不会出现类似于水性聚酰胺固化剂稀释时由于胶束 的形成和聚酰胺与水之间的氢键作用产生的“水峰”现象。并且固化剂分子中含有表 面活性链段,能将低分子量环氧树脂直接乳化。

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