技術(shù)篇:環(huán)氧地坪漆和環(huán)氧防腐蝕液態(tài)涂料
環(huán)氧地坪漆是用環(huán)氧樹脂為主材、固化劑、稀釋劑、溶劑、分散劑、消泡劑及某些填料等混合加工而成的環(huán)氧防腐蝕液態(tài)涂料。
環(huán)氧樹脂地坪漆向環(huán)氧樹脂水性化發(fā)展成為趨勢(shì)。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂地坪漆中的溶劑大多是對(duì)人體是有害的,如環(huán)氧樹脂地坪漆固化劑含有MDA、TDI等致癌物質(zhì),它們會(huì)殘留在環(huán)氧樹脂地坪內(nèi),慢慢揮發(fā)出來,這就是美國人不做環(huán)氧樹脂地坪的根本原因,所以環(huán)氧樹脂地坪漆也不適合做家裝。
環(huán)氧樹脂是含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子物質(zhì),主要是由環(huán)氧氯丙烷和雙酚A合成的,是線性分子結(jié)構(gòu),依靠結(jié)構(gòu)中的羥基和環(huán)氧基與諸如酚醛樹脂、聚酰胺樹脂、多異氰酸酯、酸酐等發(fā)生反應(yīng)而形成不同性能的環(huán)氧樹脂涂料涂層,環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)決定了環(huán)氧系涂料具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、很強(qiáng)的黏結(jié)力。在防腐蝕涂料中占有重要的地位。但目前市場(chǎng)上采用的環(huán)氧防腐蝕涂料仍以傳統(tǒng)溶劑型防腐蝕涂料為主。
近年來,世界各國相繼提出了有關(guān)環(huán)境污染限制的法律與法規(guī),其中涉及涂料行業(yè)的就有涂料中有機(jī)揮發(fā)物的含量和有害空氣中的污染物兩大問題,這樣將使占整個(gè)世界涂料行業(yè)中53%的溶劑型涂料的生產(chǎn)受到限制。
歐共體1993年頒布了《生態(tài)管理和審核法規(guī)》(EMAS),并于1994年4月生效。特別是美國,在1992年就發(fā)布有關(guān)法令,制定環(huán)境管理的國家標(biāo)準(zhǔn),并于1994年進(jìn)行修訂。AIM條例的核心就是限制VOC,逐步走向零VOC。據(jù)有關(guān)資料表明,日本也開始將21世紀(jì)的工作重點(diǎn)放在發(fā)展環(huán)境友好的涂料中。因此,保護(hù)環(huán)境將成為世界性的話題。
安全問題對(duì)國家、行業(yè)、部門來說同樣是很重要的,涂料的揮發(fā)性有機(jī)物大都易燃易爆,因此其在生產(chǎn)、施工、運(yùn)輸和存放過程中都潛存著安全隱患。因此,開展低VOC防腐蝕涂料的研究很有必要。實(shí)現(xiàn)低VOC的途徑主要為大力發(fā)展高固體分涂料、水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等新型涂料。
1、高固體分環(huán)氧防腐蝕涂料
對(duì)于高固體分的定義,至今還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),我國多采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為衡量標(biāo)準(zhǔn),而國外多采用體積分?jǐn)?shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為固體含量在70%以上的涂料是高固體分涂料。該類涂料雖然降低了揮發(fā)性有機(jī)物的排放,但仍然存在一些溶劑,嚴(yán)格意義上說高固體分涂料仍對(duì)環(huán)境有一定的危害。但由于其施工方便,物化性能優(yōu)異,目前仍是環(huán)氧防腐蝕涂料的主打產(chǎn)品。
2、高固體分環(huán)氧防腐蝕涂料存在的問題
高固體分環(huán)氧防腐蝕涂料以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能和抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕性能以及方便的施工性能,雖然已在防腐蝕領(lǐng)域占著重要的地位,但是仍存在一些問題。主要如下:
⑴高固體分涂料中仍含有一定量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑,對(duì)環(huán)境和人體有一定的危害性,不符合環(huán)保要求。
⑵高固體分涂料中溶劑含量雖較低,但不能排除其易燃易爆性,生產(chǎn)、施工、運(yùn)輸以及存放仍然存在安全隱患。
⑶高固體分涂料一次成膜厚時(shí),由于溶劑的存在容易出現(xiàn)針孔、流平差、表干里不干等涂層弊端。
3、高固體分環(huán)氧防腐蝕涂料的發(fā)展方向
從高固體分環(huán)氧涂料存在的問題可以看出,這些問題的存在都是因?yàn)橥苛现写嬖谌軇┧隆R虼烁吖腆w分環(huán)氧涂料的發(fā)展方向是開發(fā)不含揮發(fā)性溶劑的無溶劑液態(tài)環(huán)氧防腐蝕涂料。
無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料
無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料目前國內(nèi)外主要分為2類,一類是以采用中高相對(duì)分子質(zhì)量的固體環(huán)氧樹脂制成的固態(tài)粉末狀的粉末涂料;另一類即是用反應(yīng)性活性稀釋劑替代溶劑的液態(tài)無溶劑環(huán)氧涂料。前者的生產(chǎn)、施工和固化與常規(guī)溶劑型涂料不同,這里不再敘述。本文提到的無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料主要是指后者,其理論固體含量達(dá)100%,常溫固化檢測(cè)值接近100%,采用GB/T1725測(cè)得固體含量也在95%以上。
無溶劑液態(tài)環(huán)氧樹脂涂料是一種不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑的環(huán)保型涂料。施工時(shí)可采用噴涂、刷涂或輥涂。由于不含溶劑避免了溶劑揮發(fā)而造成的火災(zāi)危險(xiǎn)、溶劑中毒以及污染環(huán)境大氣的危害,同時(shí)也避免了因溶劑揮發(fā)而造成的漆膜弊端。
4、無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料存在的問題
無溶劑液態(tài)環(huán)氧防腐蝕涂料隨著活性稀釋劑品種的日益增多和環(huán)氧以及固化劑黏度的進(jìn)一步降低,目前該類涂料在防腐蝕領(lǐng)域已占據(jù)一定的份額。并具有逐步取代厚漿型溶劑型環(huán)氧涂料的趨勢(shì)。
無溶劑液態(tài)環(huán)氧防腐蝕涂料由于沒有溶劑揮發(fā),施工時(shí)A、B兩組分混合均勻后,反應(yīng)即開始發(fā)生。隨著反應(yīng)發(fā)生,涂料的黏度急劇上升,在短時(shí)間內(nèi)即無法施工,也就是說涂料的施工使用期較短。研究人員,為了解決這一問題采用延緩反應(yīng)速度的方法,但這一方法又使得涂料的表面干燥時(shí)間較長給施工帶來麻煩。也就是說施工使用期和表干時(shí)間之間的矛盾一直無法很好地解決。
為解決上面問題采用專用設(shè)備即雙組分噴涂設(shè)備帶來了設(shè)備投資大的問題,同時(shí)這種專用設(shè)備需要在固定場(chǎng)所安裝施工。對(duì)于防腐施工而言有許多是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。因此,仍然沒有完全解決涂料因使用期短而帶來的施工問題。
無溶劑液態(tài)環(huán)氧防腐蝕涂料由于活性稀釋劑和環(huán)氧樹脂協(xié)同與固化劑反應(yīng)最后形成的成膜物,同相對(duì)分子質(zhì)量較高的溶劑型環(huán)氧涂料對(duì)比,涂層的物理機(jī)械性能稍差。另外無溶劑環(huán)氧涂料固化反應(yīng)程度不宜得到大幅度的提高,極難達(dá)到90%以上,因此,其抗陰極剝離性能稍差一些。
5、水性環(huán)氧防腐蝕涂料
隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注,環(huán)氧涂料除了以粉末及無溶劑形態(tài)出現(xiàn)外也開發(fā)了水性涂料。實(shí)用的有烘干型的陰極電沉積漆CED、陽極電沉積漆AED,均以環(huán)氧樹脂為主要基料,此外以Glidden公司開發(fā)的水性丙烯酸接枝的環(huán)氧涂料最為成功,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用。實(shí)用中常溫固化型大多是雙組分水乳化涂料。目前,市場(chǎng)上廣泛使用的水性環(huán)氧涂料主要由兩組分組成,疏水性的環(huán)氧樹脂和親水性的胺類固化劑。著手對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行水性化的研究,水性環(huán)氧從早期的外加乳化劑到現(xiàn)在的環(huán)氧自乳化或水可分散體系的開發(fā),克服了外加乳化劑水性環(huán)氧的缺點(diǎn),延長了水性環(huán)氧體系的適用期,改善了體系的耐水性等,使性能更接近于溶劑型環(huán)氧。目前已開發(fā)了許多品種,大量用于水泥制品修補(bǔ)劑、防水涂層、汽車維修底漆、鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕等,特別在密閉船艙施工方面具有環(huán)保和無毒安全的優(yōu)勢(shì)。
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