水性环氧涂料体系的最新研究进展(4)

　　
2.2.3 环氧 - 多胺加成物
由于酰胺化多胺和聚酰胺类固化剂的缺点 , 改性后涂膜的性能又没有明显的提高 , 因此目前研究的水性环氧固化剂主要指环氧 - 多胺类加成物。
通过环氧树脂对多元胺进行改性 , 使其成为性能良好的水性环氧固化剂 , 具体的改性主要从以下几个方面着手：先将多元胺与单环氧化物加成使大部分伯胺氢封闭 , 降低活性的同时提高与环氧树脂的相容性；再用双酚 A 环氧树脂与之加成 , 进一步提高与环氧树脂的相容性 , 同时降低活性 , 延长适用期；多胺固化剂本身是水溶性的 , 经加成后亲水性下降 , 采用有机酸中和成盐 , 适当提高其亲水性 , 使改性后的多元胺固化剂具有良好的亲水亲油平衡。如果是由水性环氧固化剂在施工前对液体环氧树脂进行混合乳化 , 这类固化剂必须既是交联剂又是乳化剂 , 因而改性后的环氧 - 多胺加成物应有表面活性剂的作用 , 具体的改性途径是在环氧 - 多胺加成物的分子链中引入具有表面活性作用的分子链段 , 这部分链段在体系中起内乳化剂的作用。
合成水性环氧固化剂的技术不断进步 , 因而新的合成工艺、产品不断涌现 , 如 Stark 等采用环氧树脂与过量的间苯二甲胺反应生成端环氧胺加成物 , 再与端羧基聚醚醇反应声称酰胺 - 胺 , 再经封端得水性环氧固化剂 [25] ;Klein 等采用聚氧乙烯二缩水甘油醚和双酚 A 环氧树脂反应得到环氧树脂自分散体 , 再与聚氧丙烯二胺和异佛尔酮二胺反应生成环氧 - 胺类固化剂 [26] ; 周继亮等采用具有多支链柔韧性链段的 C 12 ～ 14 叔碳酸缩水甘油酯 (CARDURA E-10 对 ) 环氧 - 多胺加成物 EPON828-TETA 进行封端改性 , 从而提高其固化产物的柔韧性和耐冲击性; 后来又采用聚醚多元醇二缩水甘油醚、三乙烯四胺及液体环氧树脂为原料 , 采用二步扩链法合成一种新的非离子型自乳化水性环氧固化剂 , 具有良好的柔韧性和耐冲击性 , 改善了环氧树脂固化后性能较脆的缺陷。
3 水性环氧涂料的固化机理
水性环氧树脂涂料在配置时可根据组成及成膜后性质的要求调节环氧乳液与固化剂的配比 , 颜填料可分别添加在环氧乳液及固化剂内。水性环氧树脂涂料是一种乳液涂料 , 其成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别 , 同时与溶剂型环氧树脂涂料的成膜也不完全相同。一般聚合物乳液涂料的固化成膜为物理过程 , 分散相粒子的玻璃化温度较低 , 在水分挥发后形成紧密堆积的结构 , 并在毛细管压力作用下凝结成膜。在溶剂型环氧树脂涂料体系中 , 环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中 , 形成的体系是均相的 , 固化反应在分子之间进行 , 因而固化反应进行的比较完全 , 所形成的涂膜也是均相的。水性环氧树脂涂料为多相体系 , 环氧树脂以分散相形式分散在水相中 , 水性环氧固化剂则溶解在水中 , 将两个组分混合后的体系涂布在基材上 , 在比较适宜的温度条件下 , 水分蒸发得很快 , 当大部分水分蒸发后 , 环氧树脂乳胶粒子相互接触 , 形成紧密堆积的结构 , 残余的水分和固化剂分子则处在环氧树脂分散相粒子的间隙处。随着水分的进一步蒸发 , 环氧树脂分散相粒子开始凝结 , 形成更为紧密的六边形排列结构 , 与此同时 , 固化剂分子扩散到环氧树脂分散相粒子的界面及其内部发生固化反应。
4 水性环氧涂料的应用
通过对环氧树脂、固化剂以及各种改性剂和助剂的合理选择 , 就可制备出性能各异的水性环氧树脂涂料 , 水性环氧涂料的诸多性能特点决定了其与溶剂型或无溶剂环氧树脂涂料相比具有更为广泛的应用前景 , 目前水性环氧树脂涂料的应用主要包括以下几个方面：
4.1 工业地坪涂料
工业地坪涂装方面是水性环氧树脂涂料的重要 用途。水性环氧气味小 , 涂层表面易于清洗 , 特别适用于医院、食品厂、超市、乳品厂、化妆品厂和地下停车场等需要保持高度清洁的场所。同时对施工环境给予安全、无味的保证。如需 2 次装修 , 不影响重涂性 , 新老涂层仍保持良好的粘附性。