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【概
述】
常溫固化水性環(huán)氧由水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑組成,通過合理的選擇水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑可配制各種優(yōu)異的產(chǎn)品。雙組分水性環(huán)氧的選擇主要從下面三個方面考慮:固化性能、應(yīng)用性能、成本核算。
【固化性能】
水性環(huán)氧體系是一種分散相結(jié)構(gòu),由水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水等多相組成,其成膜機理不同于一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜(凝結(jié)成膜,物理過程),同時與溶劑型環(huán)氧涂料的成膜也不完全相同,在溶劑型環(huán)氧體系中,環(huán)氧樹脂和固化劑均以分子形式溶解在有機溶劑中,形成的體系是均相的,固化反應(yīng)在分子之間進行,因而固化反應(yīng)進行得比較完全,所形成的固化物也是均相的。
【
固化機理】水性環(huán)氧為多相體系,環(huán)氧樹脂和固化劑以分散相形式分散在水相中,交聯(lián)固化過程是在水分蒸發(fā)的過程中微粒之間的相互滲透內(nèi)部擴散交聯(lián)反應(yīng)過程,因此水性環(huán)氧的固化程度取決于以下四個因素:
a)相容性:水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好,越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹脂微粒相互內(nèi)部擴散,有利于固化反應(yīng)的進行;
b)粒徑:粒徑較小時,水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內(nèi)核從而達到較完全的固化程度;
c)親水親油平衡值:水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的親水親油平衡值接近,在水相中達到一致的共存狀態(tài),如果差異較大,親水性較強的組分會逐漸聚集于水相中,從而導(dǎo)致樹脂相和固化劑相分離;
d)分散均勻程度:在多相分離的狀態(tài)下,只有通過一定的機械攪拌作用,
才能將樹脂相和固化劑相越均勻分布于水相中; (環(huán)氧在應(yīng)用中攪拌混合均勻非常重要)(有些朋友在使用油性環(huán)氧過程中認為只要簡單攪拌甚至不攪拌涂膜也能干,其實這存在很大的誤區(qū),因為所使用的油性環(huán)氧是由固體環(huán)氧溶解而成如75%的E-20,即使不加固化劑,溶劑揮發(fā)后可形成很硬的干膜狀態(tài),但這種干膜是未經(jīng)固化劑交聯(lián)固化的,受熱后變成液態(tài),干膜毫無性能可言)
【
評定方法】對于水性環(huán)氧體系固化性能的評定,如果有條件,可以借助電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)
等技術(shù)掃描方法觀察水性環(huán)氧體系固化過程來評定所選擇的體系,同時可通過一系列簡單的試驗方法來評定水性環(huán)氧體系固化性能。
a)將水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑按給定的配比混合于一次性透明杯子,使用攪拌棒攪拌混合均勻,必須形成均勻一致的乳白色流體。如果體系混合后產(chǎn)生結(jié)塊、顆粒等破乳現(xiàn)象,則表明不相容;
b)將混合體系刮至杯子壁上對光觀測,看是否能看到藍光(藍光波長較短),如果容易看到,則表明混合體系粒徑達到較小水平;
(杯中可明顯見到藍光)
c)
將混合體系刮涂于馬口鐵板上,表干后觀測涂膜的透明性和光澤,透明性越高光澤越高表明混合體系相容性越好;
(剛涂裝)
(表干后)
d)將混合體系加水調(diào)節(jié)至固含量低于25%混合均勻后長時間靜置,體系必須形成均勻一致膠體,如有分層或表面發(fā)粘等現(xiàn)象表明體系的粒徑較大而發(fā)生沉降或親水親油平衡值相差較大
導(dǎo)致相分離。
(分層將導(dǎo)致環(huán)氧樹脂相和固化劑相在交聯(lián)固化前或過程中出現(xiàn)分離狀態(tài),致使固化交聯(lián)不充分,會出現(xiàn)固化劑隨水分揮發(fā)富集表層而導(dǎo)致光澤好、固化快、耐磨耐污等假象)
混勻靜置
凝膠后(不分層)
4小時后 (分層)
e)
將涂有水性環(huán)氧的馬口鐵板養(yǎng)護后進行常規(guī)的物理、化學(xué)性能測試,其指標應(yīng)與溶劑型環(huán)氧涂料接近。
【應(yīng)用性能】
對于不同的應(yīng)用,水性環(huán)氧體系除了具備較好的固化性能,還應(yīng)該具有不同的應(yīng)用性能,可以從使用過程考慮:
【
應(yīng)用前】水性環(huán)氧體系的實際應(yīng)用大部分要添加其他組分,如顏填料、助劑等,這就要考慮其相容性和可操作性,有些可以通過改變其他組分來調(diào)整,但有些只能改變水性環(huán)氧體系來調(diào)整,如添加水泥,則要求水性環(huán)氧體系能與強堿性物質(zhì)相容;
【
應(yīng)用中】要考慮水性環(huán)氧體系的可使用時間、固化時間及在固化過程對基材的副作用等,有些水性環(huán)氧體系對混凝土、鋼材基面會產(chǎn)生嚴重的侵蝕破壞作用;(H201體系含有破壞基層的
醋酸成分)
【
應(yīng)用后】不同的應(yīng)用場合要求具有不同的物理、化學(xué)性能,如地坪涂料要求硬度高、耐磨等,防腐涂料要求具有一定的柔韌性和優(yōu)異的耐化學(xué)性,木器清漆要求透明性高、表觀效果好等。
【成本核算】
所選擇的水性環(huán)氧體系在滿足固化性能和應(yīng)用性能的前提下,還應(yīng)考慮成本,根據(jù)水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑的單價、固含量、配比等核算水性環(huán)氧體系的成本,并綜合考慮后續(xù)的生產(chǎn)成本、應(yīng)用成本及維護成本。
【實
例】
組合序號 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
水性環(huán)氧樹脂 |
H190 |
H190 |
H190 |
H145 |
H1150 |
H190 |
H190 |
水性環(huán)氧固化劑 |
H201B |
H205 B |
H202 B |
H202 B |
H202 B |
H203 B |
H208 B |
配比 |
1:1.7 |
1:1.5 |
1:2 |
1.2:1 |
4:1 |
1:1.5 |
1:2 |
混合試驗 |
乳白色膠體 |
乳白色膠體 |
乳白色膠體 |
乳白色流體 |
半透明流體 |
乳白色膠體 |
乳白色膠體 |
藍光試驗 |
無藍光 |
明顯藍光 |
明顯藍光 |
無藍光 |
半透明 |
明顯藍光 |
明顯藍光 |
透明試驗 |
透明,略渾 |
透明 |
很透明 |
透明 |
透明 |
透明 |
透明 |
分層試驗 |
分層,析出 |
均勻一體 |
均勻一體 |
均勻一體 |
均勻一體 |
均勻一體 |
均勻一體 |
表干時間(25℃) |
1h30min |
1h |
1h30min |
2h |
24h |
1h |
1h |
耐水性 |
良好 |
優(yōu)異 |
優(yōu)異 |
中等 |
差 |
優(yōu)異 |
優(yōu)異 |
混凝土表面 |
侵蝕 |
無破壞 |
無破壞 |
―― |
―― |
無破壞 |
無破壞 |
金屬表面 |
銹蝕 |
無破壞 |
無破壞 |
―― |
―― |
無破壞 |
無破壞 |
與水泥混合 |
破乳 |
―― |
―― |
―― |
良好,但水泥水化差 |
優(yōu)異,混凝土強度高 |
―― |
體系固含量 |
63.5% |
70% |
64.7% |
48.6% |
57.4% |
70.5% |
68.7% |
體系類型 |
環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
水性環(huán)氧乳液+水性環(huán)氧固化劑 |
水溶性環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
環(huán)氧樹脂+水性環(huán)氧固化劑 |
綜合成本 |
中 |
低 |
中 |
高 |
高 |
低 |
中 |
推薦 |
淘汰 |
推薦 |
推薦 |
不推薦 |
不推薦 |
推薦 |
推薦 |
結(jié)論:A~F組合體系都能相容,無破乳現(xiàn)象;
D組合屬于水性環(huán)氧乳液和水性環(huán)氧固化劑配合,使用方便,但乳液組分如果要做到粒徑小且穩(wěn)定性好,需較多的乳化劑含量,則耐水性較差;
E組合屬于水溶性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑配合,由于固化慢、耐水差而無實際使用價值;
A組合屬于水性環(huán)氧固化劑是醋酸成鹽類型,直接乳化標準液體環(huán)氧樹脂,乳化樹脂能力較差,產(chǎn)生分層,且含有侵蝕混凝土、金屬的成分,與堿性物質(zhì)不相容;
B、C、F、G組合屬于水性環(huán)氧固化劑直接乳化標準液體環(huán)氧樹脂,體系粒徑小、不分層、耐水性好、綜合性能優(yōu)異,成本低,是水性環(huán)氧最理想的組合選擇。
【技術(shù)服務(wù)】
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如何選擇水性環(huán)氧 |
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上海漢中公司自2001年始專業(yè)專注水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑的研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù),為客戶不同應(yīng)用提供不同的方案和參考配方。 |
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服務(wù)電話:137 6176 8788。
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