水性环氧地坪涂料的设计与施工

环氧树脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附着力高和耐化学药品性能优异等特点，广泛应用在工业地坪涂装领域。近年来，随着人们环保意识的不断提高，许多国家相继颁布了限制挥发性有机溶剂（VOC）的环保法规，涂料的水性化、无溶剂化和高固体分化已成为涂料发展的必然趋势。  
　　我国的工业地坪涂料目前基本上是溶剂型和无溶剂型环氧地坪涂料，溶剂型环氧地坪涂料含有较多的有机溶剂，这些有机溶剂在涂料的生产和施工阶段排入大气，污染环境，同时危害人类健康；无溶剂型环氧地坪涂料含有少量的活性稀释剂，常用的活性稀释剂为丁基环氧丙基醚（有一定毒性），采用自流平施工工艺，涂膜厚度为1-5mm，成本较高且含有少量的挥发性有机溶剂。
　　与普通的溶剂型环氧地坪涂料相比，水性环氧地坪涂料具有以下优势：（1）以水作为分散介质，不含甲苯、二甲苯之类的挥发性有机溶剂，不会造成环境污染，没有失火的隐患，满足当前环保的要求，当然也可加入少量的丙二醇甲醚等无空气污染的醇醚类溶剂来改善水性环氧涂料的成膜。（2）可在潮湿环境中施工和固化，有合理的固化时间，保证涂膜有较高的交联密度。（3）对大多基材具有良好的附着力，即使是潮湿的基材表面同样有良好的粘结性。（4）操作性能好，施工工具可用水直接清洗，可以重复使用，涂料的配制和施工操作安全方便。（5）固化后的涂膜光泽柔和，质感较好，并且具有较好的防腐性能和单向透气性。
　　因此，随着环保法规和人们环保意识的增强，水性环氧地坪涂料将会得到广泛的应用，研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。本文较为系统的讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分（环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、助剂和共溶剂等）对涂膜性能的影响，并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能，在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。
　　  2  水性环氧地坪涂料的配方设计
　　  2.1  环氧树脂
　　环氧树脂类型对水性环氧地坪涂料的性能影响很大。由于双酚A型环氧树脂分子中含有极性高而不易水解的羟基和醚键，使其对混凝土等多种基材有良好的附着力，涂料固化时的体积收缩率低，耐化学药品性能良好。　并且双酚A型环氧树脂为刚性的苯环和柔性的醚键交替排布的结构，赋予涂膜较好的物理机械性能，所以这类环氧树脂被广泛用于地坪涂料，而其他类型的环氧树脂如双酚F型和酚醛环氧树脂则应用的较少。  
　　目前国内外环氧树脂的水性化技术主要分为乳化法和成盐法两大类。乳化法指的是环氧树脂的直接乳化、不用外加乳化剂的自乳化或水性环氧固化剂乳化，而成盐法则是将环氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂，再用小分子量的碱或酸进行中和。对于用作水性环氧地坪涂料的环氧树脂乳液宜选用乳化法来制备。  
　　（1）  直接乳化法  
　　将环氧树脂和乳化剂混合，加热到合适的温度，在激烈的搅拌下缓慢加水完成相反转来制得水性环氧树脂乳液。可采用的乳化剂有聚氧化乙烯烷基醚（HLB=10.8~16.5）和聚氧化烷基酯（HLB=9.0～16.5），当然也可合成专用的水性环氧乳化剂，本公司采用聚四氢呋喃（PTMEG）合成水性环氧乳化剂，用该乳化剂乳化形成的水性环氧树脂粒径较小，储存稳定性较好，并且加入固化剂固化后的涂膜耐化学药品性能和耐热性也较好。  
　　（2）  自乳化环氧树脂  
　　在环氧树脂分子链中引入亲水性氧化乙烯链段或氧化丙烯链段，同时保证每个改性后的环氧树脂分子上含有两个或多个环氧基，不用外加乳化剂即可自分散形成乳液。本公司采用聚氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物与双酚A型环氧树脂和双酚A反应制得具有自乳化功能的高分子量环氧树脂，反应过程中以三苯基膦作为催化剂，改性后的环氧树脂很容易分散在水中，可预先制成水性环氧树脂乳液或在施工场合就地乳化，且由于亲水链段包含在环氧树脂的分子链中，固化后涂膜的耐化学药品性能有所提高。