环境友好型无溶剂环氧自流平地坪涂料的制备
□ 马小芳，姚向民,梁义芳，孙 玲，刘志云
(西北永新化工股份有限公司，兰州 730046)
由表4可以看出，丁基缩水甘油醚的黏度较低，其他与E-51树脂的稀释效果和混溶性要好于脂肪族缩水甘油醚与E-51树脂的稀释效果和混溶性，成本也比较低，所以在配方中确定活性稀释剂采用丁基缩水甘油醚。并做了不同环氧活性稀释剂的用量对漆浆黏度影响的试验，试验结果如图1所示。
由图1可以看出，漆浆黏度过高不利于后的施工，施工时要求黏度一般在100～120 KU(25 ℃)，所以选择的活性稀释剂的用量应为3.0%～8.0%。
0 前 言
环氧自流平地坪涂料也称功能性地坪装饰材料，是能够快速、经济和有效地得到平整、牢固且有着装饰地面功能的一类材料。自流平地坪涂料通常分为无机和有机两大类。无机类自流平地坪涂料实际上是一种水泥基砂浆类材料，通常是由无机胶凝材料、超塑化剂、减缩剂、消泡剂、流平剂各类添加剂和细砂等混合而成的粉状的单组分地面建筑材料，是功能性建筑砂浆的一种；有机类自流平地坪涂料，目前主要应用的是环氧树脂类自流平地坪涂料，本文主要研究的就是环氧自流平地坪涂料。传统的溶剂型环氧地坪涂料在生产、施工、固化过程中会排放出大量的有机溶剂(VOC)，造成环境污染，并影响人类身体的健康，近些年来，世界各国对涂料的生产制定了相应的法规，以限制溶剂(VOC)的排放量。无溶剂环氧自流平地坪涂料因对环境友好，从而受到了人们的广泛关注，它不仅无挥发性物质(VOC)的排放[1-9]，而且附着力、柔韧性和抗冲击性能好，机械强度和光泽高，耐磨，耐化学腐蚀，表面平整光滑，流平性好，施工和维护都比较方便，有一次性成膜厚达1 mm以上等优点，因此被广泛用于地下停车场、汽车、航天、电子、食品、医药、化工、机械等工业地坪涂装中。
1 试验部分
1.1 原料
环氧树脂E-51：工业级，蓝星化工新材料厂无锡树脂厂；通用色浆：自制；超细天然硫酸钡：工业级，扬州群鑫粉体材料有限公司。
1.2 涂料配方(见表1)
1.2 涂料配方(见表1)
1.3 生产工艺
将配方量的环氧树脂、活性稀释剂、助剂、填料依次加入容器中，搅拌均匀后至篮式砂磨机，研磨至所需的细度，再把颜料浆加入其中搅拌均匀，后在分散研磨机中分散20～30 min即得产品，检验此产品合格后过滤包装。固化剂外购。
1.4 检测方法
1.4 检测方法
1.4.1 环氧自流坪地坪涂料的性能检测厚浆型地坪涂料面漆按JC/T-1015-2006规定的制板，测试其干燥时间、耐冲击性、耐磨性、耐水性、耐油性、耐酸性、耐碱性和耐盐水性。施涂一道，干膜厚度为0.8～1.0 mm，除另有规定外，以上项目制板后放置7 d再进行测试。测试结果见表2。
1.4.2 环氧自流平地坪涂料流动度的检测
1.4.2 环氧自流平地坪涂料流动度的检测
将流动度试模水平放置在测试版中央，测试版表面平整光洁、无水滴，把制备好的试样灌满流动度试模后，开始计时，在2 s时垂直向上提升5～10 cm，保持10～15 s使试样自由流下。4 min后，测两个垂直方向的直径，取两个直径的平均值。流动度试验对同一产品进行两次，流动度为两次试验结果的平均值，精确至1 mm。我们所做的环氧自流平地坪涂料，按此方法测得的流动度可达到170～180 mm（常温）。
2 结果与讨论
2.1 树脂的选择
自流平地坪涂料的树脂一般选用环氧树脂，但是环氧树脂的分子量及其类型对涂料性能的影响很大。比如双酚A型环氧树脂，该树脂分子里有极性高且不容易水解的脂肪族羟基键和醚键，因此在潮湿状态对混凝土底材有较高的附着力，并且耐化学品的性能也高。双酚A型环氧树脂有着刚性的苯核和柔性的烃链交替排列的结构，从而使得涂膜有着较好的物理机械性能，所以双酚A型环氧树脂应为类型。由于环氧树脂分子量的不同，分为固体环氧树脂和液体环氧树脂两种，根据无溶剂环氧自流平地坪涂料的要求：为了获得良好的流平性，便于施工，所以应选用低分子量的液体环氧树脂[6-12]。表3是2种液体双酚A型环氧树脂的比较。
应选择E-51环氧树脂。
2.2 活性稀释剂的选择
在环氧自流平地坪涂料中，低分子量的液体环氧树脂由于黏度较高，因此需要采取适当的方法来降低液体环氧树脂的黏度，不然环氧自流平地坪涂料的流平效果不好将难以施工。使用活性稀释剂是一种很有效的办法，活性稀释剂是黏度很低的一种无色透明的液体[6,8-12]，它能够降低涂料的黏度并能起到稀释的效果。活性稀释剂的组成中含有环氧的官能团，该官能团能与胺类固化剂反应成为涂膜的组分，因而在环氧自流平地坪涂料中加入适量的环氧活性稀释剂，既能降低涂料的黏度，又不会增加涂料的挥发性有机物(VOC)含量。
活性稀释剂按其分子结构可以分为单环环氧活性稀释剂和双环环氧活性稀释剂两种，单环环氧活性稀释剂如单环氧丁基缩水甘油醚，双环环氧活性稀释剂如1,4-丁二醇缩水甘油醚。单环氧活性稀释剂的表面张力小，流平性好，因而能够使涂膜具有很高的光泽，出现较好的镜面效果。我们分别采用了丁基缩水甘油醚和脂肪族缩水甘油醚进行了试验。表4所示为不同活性稀释剂基本性质及其对环氧地坪涂料性能的影响。
由图1可以看出，漆浆黏度过高不利于后的施工，施工时要求黏度一般在100～120 KU(25 ℃)，所以选择的活性稀释剂的用量应为3.0%～8.0%。
2.3 颜填料的选择
在涂料中颜料起着着色和遮盖的作用，环氧自流平地坪涂料属于厚浆型涂料，涂料的干燥时间比较长，着色颜料的用量又比较少，所以在环氧自流平地坪涂料中好选用耐化学介质性能和耐候性能较好的无机颜料，比如选用氧化铁红、二氧化钛和氧化铬绿等。有机颜料的耐热稳定性、耐溶剂性和耐久性好，但是使用有机颜料易产生浮色和发花等问题[7-12]，综合考虑颜料选用无机颜料。
填料的选用对涂层的各项性能影响极大，在环氧自流平地坪涂料中应加入低吸油量、细度适中、性能稳定的填料，比如硫酸钡、石英粉和滑石粉等。硫酸钡具有微细晶体结构特性和高折光率的特性，使色彩更显丰富饱满，有良好的化学惰性，使系统基本环境保持稳定；相容性好，能与其他材料有机交叉复合，增强结合力；它的高密度性带来良好的耐磨性能；具有特殊的射线吸收功能，大大提高涂料的耐候性。滑石粉的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性，滑石粉还具有耐火性、抗酸性、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。石英粉能明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施工性能良好等特点，尤其是抗沾污性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。所以在涂
料中适量地加入填料，不仅能提高涂层的机械强度、耐磨性和流平性等，而且能减少环氧树脂在固化时的体积收缩，并给予涂料较好的贮存稳定性能。要是过量加入则会增大涂料的黏度，在施工时难以流平，就会造成施工时的困难，所以不同性质的涂料中应选择合适的填料。
2.4 助剂的选择
为了使涂料在生产、贮存和使用过程中有更优异的性能，就需要加入一些合适、适量的助剂[7-12]。这些助剂包括润湿分散剂、防沉剂、流平剂和消泡剂。
2.4.1 润湿分散剂
厚浆型环氧地坪涂料的黏度较大，颜填料的含量比较高，容易造成漆浆的沉降，漆浆对底材的润湿性不好，不易流平。因此必须加入高分子聚合物类润湿分散剂，以防止颜、填料的沉淀、浮色、发花，降低色浆的黏度，提高涂料的贮存稳定性能，更重要的是能促进流平。
2.4.2 防沉剂
2.4.2 防沉剂
防沉剂在现代涂料中起着重要作用，防沉剂是一种流变控制助剂，能使涂料具有触变性能，黏度也会大大提高，对涂料的生产、贮存、涂装和涂膜性能有着很大的影响，因而防沉剂的使用越来越受到人们的广泛关注，不断地研发出有更好性能的新型品种。因在环氧自流平地坪涂料中采用通用色浆进行调色，而通用色浆在涂料体系中的稳定性欠佳，所以试验中要用一定量的防沉剂以防止颜、填料的沉淀。
2.4.3 消泡剂
2.4.3 消泡剂
在生产和施工中常常会带入一定量的空气，而厚浆型环氧地坪涂料黏度较高，气泡不易逸出，因此需要在涂料中加入一定量的消泡剂来消除由于空气的带入而引起的这种气泡，从而不会影响到地坪涂料的表观效果。
2.4.4 流平剂
流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。流平剂种类很多，不同涂料所用的流平剂也不尽相同。厚浆型环氧地坪涂料的黏度较高，为了降低体系的表面张力，避免成膜过程中发生“缩边”现象，提高涂料的流平性能，改善涂层外观和质量，需加入一定量的流平剂使得形成的涂膜表观平整、光滑和均匀。
2.5 固化剂的选择
环保型自流平地坪涂料所使用的固化剂为腰果改性的脂环胺固化剂，并不是常用的聚酰胺类固化剂。腰果改性的脂环胺固化剂可以在低温下快速固化，固化后涂膜具有交联密度高、抗划伤性能好、硬度高、干燥速度快等特点。同时针对环氧树脂在低温下黏度上升快的缺点，采用高溶解能力的活性稀释剂进行稀释，稀释后能达到施工所需要的黏度。
2.6 试验样板
环氧自流平地坪涂料试验样板如图2所示。
图2是该样板做好2个月后拍摄的，由图2可以明显看出，表面没有发花，没有气泡等缺陷，天花板在样板里显现出明显的倒影。这说明该自流平地坪涂料具有表面光滑整洁、流平性好、光泽度高等优点。
3 结 语
图2是该样板做好2个月后拍摄的，由图2可以明显看出，表面没有发花，没有气泡等缺陷，天花板在样板里显现出明显的倒影。这说明该自流平地坪涂料具有表面光滑整洁、流平性好、光泽度高等优点。
3 结 语
环氧自流平地坪涂料作为一种洁净度高的地面装饰性材料，具有很好的装饰效果，可以满足100级洁净度要求等级。特别适用于地下停车场、医药、食品、电子、精密仪器等行业。环氧自流平地坪涂料具有如下特点：无挥发性有机物(VOC)的排放，对环境友好；固体分含量高，一次性成膜厚可达1 mm，是普通涂料成膜厚的10～20倍，高效省时；涂层具有优异的机械性能和耐化学品性能；生产工艺简单，产品性能稳定，自流平效果好，表面光滑，装饰效果佳；施工方便，用镘刀镘平即可，镘刀可以起到控制涂膜厚度和消泡的作用；施工周期短，修补容易。环氧自流平地坪涂料的流动度可达到170～180 mm，光泽为95%左右，各项性能满足技术指标，涂膜的丰满度、流平性等外观效果均优良。环保型自流平地坪涂料在东部沿海地区已经开始应用，但在西北地区还没有生产，我们研发成功的环保型自流平地坪涂料填补了西北地区没有生产的空白。
