水性环氧涂料（共9篇）
水性环氧涂料 篇1
0 引言
近年来, 随着人们环保意识的日益增强及国家对环境保护的重视, 水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。环氧树脂涂料因具有耐化学药品性优异、附着力强等特点, 而广泛应用于工业防腐领域。
目前, 我国工业防腐涂料主要采用溶剂型环氧防腐涂料[1]。传统的溶剂型环氧防腐涂料性能虽然优良, 但是VOC含量高, 污染环境, 严重影响人类健康。而水性环氧防腐涂料[2]把水作为分散介质, 最终的产品无气味、不易燃、价格低廉, 在使用、运输和贮存过程中的安全性大大提高, 与溶剂型环氧防腐涂料相比水性金属防腐涂料是今后发展的最终归宿和必然趋势。
1 实验部分
1.1 实验原料与仪器
1.1.1 实验原料
双酚A型环氧树脂E-20, 消泡剂, 成膜剂, 分散剂, 流平剂, 填料, 稳定剂;正丁醇, 磷酸, 乙二醇丁醚, 过氧化苯甲酰, 甲基丙烯酸甲酯, 丙烯酸丁酯, 苯乙烯;氨水, 氢氧化钠。
1.1.2 实验所用仪器
铅笔硬度仪, 涂4#杯, 分散机, 划格法附着力测试仪, 刮板细度仪等。
1.2 乳液制备
取一定量的正丁醇、乙二醇丁醚、环氧树脂加入到四口烧瓶中, 并在一定温度范围内使环氧树脂完全溶解。然后开始滴加磷酸, 并冷凝回流。反应一段时间后, 加入适量的丙烯酸酯类单体和引发剂的混合物, 在相同的时间间隔内补加适量的引发剂, 并在出现白色乳状液后缓慢滴加适量水。接着降温并加中和剂, 最后冷却到室温出料。
1.3 涂料的制备
向改性的乳液中加入填料、助剂、去离子水, 然后进行研磨和搅拌, 得到水性金属防腐涂料。
2 产品性能检测
(1) 固含量测定 (参照国标GB/T1725-79) :乳液固含量称取3g乳液样品置于蒸发皿上, 放入干燥箱中, 在真空度为80Pa温度为105℃下烘干至恒重。然后准确称量干燥物重m0。则固含量 (%) 计算公式为:
(2) 硬度的测试:用铅笔硬度仪对硬度进行测试。
(3) 涂膜的耐水性测试:参照国标将干燥好的涂膜样板面积的2/3放入温度为25℃的蒸馏水中, 待达到规定时间后取出, 目测评定是否有起泡、失光、变色现象。
(4) 耐酸碱性测试:将涂布有涂膜的样板分别泡碱液酸液中约48h, 观察涂膜是否有发白, 起泡, 脱落等现象。
3 结果与讨论
3.1 产品性能检测
参照GB 1727-92漆膜制备方法, 对涂料检测得到其性能如表1所示。
3.2 影响因素分析
3.2.1 引发剂对乳液稳定性的影响
以环氧树脂作为母体, 先使环氧树脂分子中的-CH2-或-CH-成为活性中心, 与丙烯酸及其酯类等单体发生接枝反应[4]。
丙烯酸及其酯类等单体的接枝率决定改性树脂的水溶性, 而接枝率又受引发剂用量的影响, 如图1所示, 随着引发剂浓度的升高, 接枝转化率先升高后降低。环氧值同样也受到了引发剂用量的影响。综合考虑两个方面的因素引发剂用量为1.2g时, 乳液性能最佳。
3.2.2 温度对乳液的影响
在丙烯酸酯类单体与环氧树脂的接枝反应中, 存在着多种类型的竞争反应:环氧树脂与含羧基单体的接枝共聚反应、丙烯酸酯类单体间的加聚反应及羧基单体与环氧基的开环酯化反应, 其中温度决定反应的类型。温度较低时酯类单体发生自聚和相互聚合反应, 随着温度的升高接枝率升高 (如图2) , 但温度过高时会加速羧基单体与环氧基的开环酯化反应。当温度为120℃, 最适合丙烯酸酯类单体与环氧树脂的接枝反应。
3.2.3 水对乳液黏度的影响
相反转[5]是一个复杂的物理过程, 它是指在外加乳化剂的情况下, 用物理乳化的方法通过滴加水使聚合物从油包水的状态转变成水包油的状态, 从而制得水性环氧乳液。丙烯酸-环氧磷酸酯混合体系的分子之间存在很大的分子内聚力和范德华力, 所以体系有很大的黏度。随着去离子水的逐滴加入, 体系的黏度会缓慢下降。当体系中的去离子水达到某一程度时, 体系就形成油包水状态。水足够多时, 并且体系有外界高速剪切力的作用, 迫使亲油基在聚集, 此时体系黏度又增大。但随着水的增多体系逐渐由油包水变成水包油, 微粒间的作用力减小, 黏度从而变小。
3.3 结论
采用磷酸和丙烯酸酯类单体对环氧树脂改性, 探讨不同引发剂用量、不同水的用量、不同温度控制、不同反应时间以及不同加水时机的控制对水性环氧磷酸酯金属防腐涂料乳液性能的影响。确定了影响反应的最佳工艺条件:引发剂的用量为1.2g、加水量为180g、接枝反应的温度为120℃、反应时间为7.5h时制得改性环氧树脂水性金属防腐涂料性能稳定、耐水好。
参考文献
[1]杜建伟, 范云鹏.浅谈液态环保型环氧防腐蚀涂料[J].现代涂料与涂装, 2011, 14 (9) :11-15.
[2]刘丽湘, 温晓萌, 蔡永源.水性环氧树脂涂料改性研究进展[J].热固性树脂, 2009, 24 (9) :55-58.
[3]邓爱民, 党婧, 穆锐.丙烯酸接枝改性环氧树脂的研究[J].化学与粘合, 2013, 35 (1) , 22-24.
[4]徐佳, 蓝仁华.环氧磷酸酯防腐涂料乳液的合成研究[J].广东化工, 2007, 34 (1) :9-12.
[5]胡群义, 瞿林川.水性环氧防腐涂料的研究进展[J].浙江化工, 2010, 39 (5) :8-14.
水性环氧涂料 篇2
一、材料、工具质量要求
1.涂料的型号、品牌应符合设计要求。
2.涂料要具有产品的出厂合格证及质量保证书。
3.总挥发性有机物（TVOC）要≤200（g/L)；游离甲醛的含量≤0.1（g/kg)。
4.施工工具使用前应进行安全性和适用性检查。
5.操作之后，清点整理机具，妥善保管，以便再用。
二、施工环境要求
1.施工范围内无扬尘的工作内容。
2.室内无积水，空气相对湿度在65%±5%以内，温度5℃以上，以保证水性涂料施工的质量。
3.已完成的结构墙面、天棚平整度在室内水性涂料涂饰施工允许的误差范围内。
4.建筑墙面、天棚内各种设备管线、桥架安装结束，照明灯孔已预留，其他相关的作业不妨碍室内水性涂料涂饰施工。
三、施工操作要求
1.基层处理
混凝土面-白灰墙面-木板面
2.水性涂料调制
3.封闭底层
腻子干燥后，应用水性涂料配套底漆进行底层封闭，增加最终完成面的这概率。
4水性涂料涂刷
四、产品质量要求
1.水性涂料涂饰工程所用涂料的品种、型号和性能应符合设计要求。
2.水性涂料涂饰工程的颜色、图案应符合设计要求。
五、产品保护要求
1.水性涂料涂刷前，施工现场一定要清理干净，不得有粉尘扬起，以免污染饰面。
2.冬季施工，一定要确保施工现场在5℃以上，防止涂层受冻遭受破坏。
3.涂刷面周围的饰面一定要用报纸等物件保护，防止涂料污染其他饰面。
水性环氧涂料 篇3
1 实验部分
1.1 仪器、试剂
Sp-6890气相色谱仪 (柱温:180℃;检测室温度:170℃;燃气流量:0.8m L/min。
气化室温度:1 6 0℃;载气流量:0.8m L/min) ;
EL204电子天平;KQ-300DE型数控超声波清洗器;
内标物:异丁醇 (分析纯) ;校准化合物:苯、甲苯 (色谱纯) ;
稀释剂:乙腈、甲醇 (色谱纯) 、正丙醇 (色谱纯) ;
水性环氧涂料样品。
1.2 原理
试样经稀释后, 直接注入气相色谱仪中, 经色谱分离后, 使被测化合物互相分离, 用氢火焰离子化检测器检测, 采用内标法定量。
1.3 气相色谱仪最佳参数的确定及优化
(1) 吸取1μL苯、甲苯标准溶液, 注入气相色谱仪中, 在不同的实验条件下, 显示苯、甲苯的出峰情况, 经对比观察确定最佳的实验条件。
(2) 按色谱条件, 每次都应该使用已知的校准化合物对其进行最优化处理, 使仪器的灵敏度、稳定性和分离效果处于最佳状态。
1.4 定性分析
定性检验样品中的被测化合物:取约2g的样品用乙酸乙酯稀释, 取1μL注入色谱仪中, 确定是否存在被测化合物。
1.5 样品的预处理及测定
(1) 精密称取涂料样品2.0g (精确至0.1m g) , 置于20m L顶空瓶中, 并加甲醇和乙腈并超声处理, 以萃取涂料样品中的苯、甲苯;超声完成后, 放入离心机进行离心;然后用进样器精密吸取上述溶液1μL, 进行试验。记录被测物的峰面积。
(2) 校准
称取0.02g校准化合物苯、甲苯于样品瓶中, 称取内标物0.02g于同一样品瓶中, 使用乙酸乙酯稀释混合, 密封样品瓶并摇匀, 然后在与测试试样的相同条件下进行分离测定。
1.6 回收率试验
2 实验结果与讨论
2.1 气相色谱仪最佳参数的确定
柱温为170℃, 色谱峰扩张并有拖尾, 温度过低;柱温为190℃, 分配系数变小不利于物质的分离, 温度过高;柱温为180℃, 峰形不扩张无拖尾, 物质完全分离, 故柱温为180℃为最佳。
气化室温度为170℃, 和其它谱图比较, 色谱峰数目有变化, 重现性差, 温度过高;气化室温度为140℃, 峰型不规则, 温度太低;气化室温度为160℃, 该温度的色谱图, 峰型正常, 峰数不变, 故气化室温度为160℃为最佳。
2.2 相对校正因子试验结果
2.2.1 苯的相对校正因子的测定
分别称取苯的质量为0.0 2 0 7 g, 0.0 2 1 8 g, 0.0 2 1 3 g, 内标物的质量为0.0219g, 0.0205g, 0.0217g, 测得苯的峰面积分别为19815.945, 20103.109, 1 9 7 7 2.1 4 4, 内标物的峰面积分别为19811.637, 17892.699, 18947.140, 求得苯的相对校正因子为0.945。
2.2.2 甲苯的相对校正因子的测定
分别称取甲苯的质量为0.0 2 0 6 g, 0.0 2 2 0 g, 0.0 2 1 7 g, 内标物的质量为0.0219g, 0.0205g, 0.0217g, 测得苯的峰面积分别为18804.478, 19279.037, 1 8 9 8 5.2 1 0, 内标物的峰面积分别为19811.637, 17892.699, 18947.140, 求得甲苯的相对校正因子是0.995。
2.3 加标回收率试验结果
样品中苯的测定值为0.16g/k g, 甲苯的测定值为0.28g/kg, 加入苯标样量分别为0.0122 g、0.0231g、0.0326g, 加入甲苯标样量分别为0.0106 g、0.0210g、0.0311g, 加标后苯测定值分别为1.37 g/k、2.46g/k g、3.40g/k g, 甲苯测定值分别为1.34g/kg、2.37g/kg、3.38g/kg, 得苯的加标回收率为99.23%~99.41%, 甲苯的加标回收率为99.63%~99.82%。
2.4 内标法试验结果
称取样品的质量分别为2.0 0 8 1 g、1.9989g、2.0119g, 称取内标物的质量分别为0.0216g、0.0207g、0.0231g, 得苯的峰面积分别为2674.981、2616.509、2961.351, 甲苯的峰面积分别为4511.419、4330.195、4876.178, 内标物的峰面积为16479.233、15332.637、19107.531, 从而得苯的平均百分含量为0.166%, R S D值为0.62%, 甲苯的平均百分含量为0.292%, RSD值为0.42%。
3 结论
毛细管柱气相色谱法测定水性环氧涂料中苯、甲苯含量, 操作简单, 精密度、准确度高, 通过查阅G B/18581-2001《现行涂料安全标准》中的规定苯和甲苯含量限度, 本品符合涂料安全标准。该法满足测定要求, 适于推广。
摘要：水性环氧涂料是由水性环氧树脂与复合型改性聚酞胺树脂及其它辅助材料配制而成, 不含有机溶剂。用内标法测定水性环氧涂料中的苯、甲苯含量, 苯的百分含量为0.17%、RSD值为0.60%, 加标回收率范围为99.23%～99.41%, 甲苯的百分含量为0.29%、RSD值为0.42%, 加标回收率范围为99.63%～99.82%, 符合GB/18581-2001《现行涂料安全标准》中规定的苯、甲苯含量≤0.3%, 加标回收率范围在98.0%～102.0%范围内, 此涂料符合国家标准。该法简单, 易于操作, 且灵敏度高、重现性好, 可被推广使用。
关键词：水性环氧涂料,含量测定,毛细管柱气相色谱法
参考文献
[1]王世平.现代仪器分析原理与技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 1999
[2]王彤.仪器分析与实验.青岛:青岛出版社, 2000
[3]虞莹莹.涂料工业用检验方法与仪器大全.北京:化学工程出版社2007
[4]吴烈军.气相色谱检测技术.北京:化学工程出版社2007
[5]吴芳迪.色谱仪器维护与故障排除.北京:化学工程出版社2001
环氧自流平地坪涂料及其施工技术 篇4
随着现代工业技术和生产的发展，对于生产条件和环境的洁净度要求越来越高。不但要求车间地坪耐磨、耐压、耐腐蚀，而且其洁净和无菌程度也成为衡量现代化生产水准的重要因素，室内空气含尘量需尽可能地低。如食品、烟草、电子、精密仪器仪表、医药、医疗手术室、汽车和机场等生产制作场所，均要求洁净车间。这不仅是改善劳动条件的需求，更是现代产品质量的保证和标志。
要达到这样的要求，作为洁净车间的主要组成部分，地坪应具备两个基本条件，一是地面整体本身不起尘，二是地面无缝隙。目前国外的许多洁净车间地坪通常采用整体聚合物面层，其中基本上以一种称为“自流平涂料”的材料为主。这种地坪采用一次性涂覆工艺，不管有多大的面积，都不存在连接缝。
由于一般情况下涂料的化学基材为环氧树脂，所以国内一般称为“环氧自流平涂料”（epoxy self-levelling flooring），这是一种弱析尘的材料。目前在国内被众多的厂家和用户所接受和使用，尤其是医药行业，1996年国家开始在制医行业实施GMP标准，其中一个基础的硬件水平就是洁净地坪的具备。
环氧自流坪可分为溶剂型和无溶剂型两种。溶剂型环氧自流坪涂料在生产、施工和固化过程中会排放大量的挥发性有机物（VOC），这些挥发性有机物不仅影响人们的身体健康，而且会造成环境污染。近几年来，挥发性有机物（VOC）的危险性已引起各国政府的重视，并已颁布
了相关的法规对其排放进行了限制，所以，溶剂型环氧自流坪没难以成为厂商的最佳选择，发展无溶剂型环氧自流坪已是大势所趋。无溶剂环氧地坪涂料附合环保理念，无挥发性有机物排放。该涂料不仅具有优良的耐水、耐油污、耐化学品腐蚀等化学特性，而且具有附着力好、机械强度高，固化后漆膜收缩率低，能一次涂装成厚膜等优点，因此被广泛用于现代工业地坪的涂饰中。
无溶剂环氧自流平地坪作为一种洁净度高的地面装饰材料，表面平整光洁，具有很好的装饰性，可以满足100级洁净度要求等级。特别适用于医药、食品、电子、精密仪器等行业，具有表面光亮、平整美观、耐化学品性佳等特点。
二、环氧自流坪地坪涂料的原料机理分析
环氧自流平洁净地坪的原材料是无溶剂环氧自流坪涂料。它是以环氧树脂为涂料成膜物，通过添加固化剂、无挥发性的活性稀释剂、助剂和颜料和填料配制成的一种无溶剂型的高性能涂料。环氧自流平涂料的成膜过程是一种化学成膜方法，首先将可溶性的低分子量的环氧树脂涂覆在基材表面后，分子间发生反应而使分子量进一步增加或发生交联而形成坚韧的漆膜。
1，环氧树脂性能分析
环氧树脂的类型及分子量对涂料性能的影响很大。因双酚A型环氧树脂分子中含有极性高而不易水解的脂肪族羟基和醚键，使其在潮湿状态对混凝土底材也有较高的附着力，而且耐化学品性能也高。又因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列，从而赋予漆膜较好的
物理机械性能，所以应为首选类型。同时为获得良好的流动性，便于施工，应选用低分子量液体环氧树脂。
表1是三种液体双酚A型环氧树脂，其中美国壳牌828（Resolution828）作为无溶剂地坪涂料用树脂，其固含量高，粘度较低，综合性能优良，且价格适中；壳牌827价格偏高，不予考虑；国产E-44粘度太大，加入颜填料后难以自流平，应不予考虑。
828 827 E-44
外观
无色透明液体
无色透明液体
无色透明液体
粘度25℃
12~18~10 48~
52颜色 1 1 1
密度25℃
1.16 1.15 1.18
环氧值 185~192 179~184 212~244
表1 三种环氧树脂基础性质比较
2，固化剂的性能分析
表2是三种固化剂的基础性质对比。环氧自流坪涂料要求固化剂应有较低的粘度，因此选用德国汉高的C-31较为合理，其粘度低，色度小，诱导期适中；美国壳牌3072粘度较高，加入后反应剧烈，产生许多气泡，不易消除，造成涂料难以流平，且漆膜干燥后弊病较多；美国卡德莱的NX-2003色度大，不宜制作浅色涂料，且使用后漆膜表面有油面，故均不能够选用。
C-31 NX-2003072
气味
刺激性小
刺激性大 刺激性较大
粘度25℃ 100
500 75
颜色
9
胺值 325
340
未知
活泼氢当量
65
与190EEW配比 45
35
胶凝时间，25℃
30分钟 30分钟 18分钟
表干时间，25℃ 3小时 3小时 1小时
表2 三种固化剂的基础性质比较
3，颜填料的选择
颜料在涂料中起着着色和遮盖作用，环氧地坪涂料中宜选用耐化学介质性能和耐候性好的无机颜料，如钛白、氧化铁红、氧化铬绿等，使用有机颜料易产生浮色、发花等问题。填料的选用对涂层最终的性能影响极大，适量的加入不仅能提高涂层的机械强度，耐磨性和遮盖力，而且能减少环氧树脂固化时的体积收缩，并赋予涂料良好的贮存稳定性。过量加入则会增加涂料粘度，难以流平，造成施工困难。填料应以低吸油量、细度适中、性能稳定的纤维状及片状填料为主。应当选用的填料有滑石粉、石英砂、云母粉等。
4，助剂的选择
为使涂料或涂层具有一定的性能，常加入一定量的助剂来实现，因此，在涂料中加入助剂是必须的。
分散剂：厚浆型环氧涂料粘度大，颜填料含量高，易沉降，且对底材润湿不好，不易流平，因此必须加入高分子聚合物类润湿分散剂，以
防止颜料沉淀、浮色、发花，并降低色浆粘度，提高涂料贮存稳定性，促进流平。经实验，选用德国汉高的TEXAPHOR® 963，效果很好。
消泡剂：因生产和施工中会带入空气，而厚浆型涂料粘度较高，气泡不易逸出。因此，需要在涂料中加入一定量的消泡剂，来减少这种气泡，力争使之不影响地坪表面的观感。
流平剂：厚浆型环氧涂料的粘度较高，为降低体系的表面张力，避免成膜过程中发生“缩边”现象，提高涂料流平性能，改善涂层外观和质量，需加入一些流平剂。经实验，选用德国汉高的PERENOL® F60，流平效果优异。
这些助剂的加入，可大大改善涂料的性能，满足施工要求。
5，涂料技术参数
无溶剂环氧自流坪涂料具有如下特点：无挥发性有机物，无环境污染，具有环保意义；固体分含量高，一次成膜可达1mm，是普通涂料的10~20倍，省时高效；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，表面光洁，装饰效果好；施工方便，施工周期短，修补容易。
其技术参数如下：
检验项目
技术指标
颜色及外观
平整光滑
表干/h
4实干/h 24
固含量（甲组分）80
附着力（划格法）
1耐冲击性/cm 50
铅笔硬度 3H 光泽（60º）% 90
耐碱性（25%NaOH，25℃）30天无变化
耐酸性（25%H2SO425℃）30天无变化
耐机油性（25℃）30天无变化
表3 无溶剂环氧自流坪涂料的技术指标
三、国内外环氧自流平地坪涂料的性能比较
1，表面状况
影响自流平涂料的表观性能主要有三方面：固化剂的选择；活性稀释剂的选择；流平消泡剂的选择。
（1）固化剂的选择是影响自流平地坪表面状况的主要原因，对于环氧自流平涂料，要达到一次施工成膜厚、短期固化后获得较高的粘接力要求，固化剂的选择是配方中最重要的工作，普通固化剂无法全部满足产品的技术要求，一般采用改性固化剂复配而成，在硬化过程中无游离胺析出。国外的自流平涂料一般情况下的固化剂有冬用、夏用、春秋用以供选择，施工完毕后的地坪表面有镜面效果，如高档汔车漆无暇点，色泽均匀丰满，而反观国内大多数自流平涂料，较多的厂家一般情况下不分春夏秋冬或地区的不同，均选用同一种固化体系，从
而造成自流平在不同地区的适用性较差，可能造成在同一季节不同地区自流平施工时，施工质量不能得到很好的保证；同时一般情况下表面有油斑、白化点、针孔等现象。固化剂的选择原则上应该选用2种或多种固化剂进行复配，以达到所需要的镜面效果，一般来说，复配固化剂中应该含有抗水斑与抗白化的成份，同时速度相对较快的与较慢的固化剂复配以调节固化速度。由于各个厂家主方的配方各不相同，所以应用户应根据自己的配方根据地区气候差异，选用不同类型的固化剂或固化体系，使产品调节到一个最佳的适合点。
（2）活性稀释剂的选择：国外的自流平涂料一般采用C12-C14缩水甘
油醚、丙烯酸酯缩水甘油醚，能提供较好的镜面效果，而目前大多数国内厂家采用BGE等缩水甘油醚，由于BGE材料的表面张力大，造成流平性不佳；同时BGE材料的蒸汽压较高，较易挥发，在影响表面效果的同时，又不利于环保；另外由于国内市场供应的BGE大多为国产原料，由于生产控制技术水平受限，材料的纯度不高，更易造成自流平地坪的表面状况的不良。
（3）流平消泡剂：自流平材料对于涂料漆膜的要求极高，特别是厚膜的条件下，即使涂膜在有限的时间内充分流平，但又要求厚膜中的气泡迅速排出而膜表面不留下任何缺陷，因此，流平消泡剂等助剂的选择及用量是极为关键的因素。一方面通过加入各类助剂，降低涂膜成膜时的表面张力，有利于涂膜的流平和消泡，但另一方面又要防止这类助剂过多的加入会引起不相溶物，对树脂、稀释剂及填料间的粘接产生不利影响。流平消泡剂的加入对自流平涂料的漆膜 的表观有重要的促进作用，一般在固化剂和活性稀释剂确定后，再在各种气候条件下作反复试验比较，并最后优化结果。
2，贮存稳定性
国产自流平涂料的贮存稳定性不好，涂料在放置一段时间后，会很明显的发生涂料中的较重成份（如颜料、填料等）发生沉降现象，使涂料形成两相。这虽然不是一种由于化学意义上的变质，但给最终用户或施工厂家带来诸多不便，用户在启用这些自流平涂料前，必须充分搅拌混合这些发生沉降现象的涂料，而在一些施工现场不可能具有这些充分搅拌的条件，即使具有搅拌的条件下，但也不能确保涂料与出厂的质量保证一致，这就可能导致质量隐患。
3，耐磨性：正如上文所说，质量好的自流平涂料在施工流平过程 中不会发生涂料下沉现象，从而保证固化后的自流平地面有良好的耐磨性，而一些加入大量溶剂的涂料，则相对硬度较低。
四、环氧自流平地坪的施工
1，基层检查及处理
基层检查包括混凝土含水率的测定、平整度的测定、强度的测定。因平整度、强度测定较为简便，这里不再累述，而因含水率对涂膜的影响很大，故对其测定作一介绍。
（1）含水率测定及其处理
含水率的测定有以下几种方法：
a)塑料薄膜法（ASTM4263）：把45cm×45cm塑料薄膜平放在混凝土表面，用胶带纸密封四边16小时后，薄膜下出现水珠或混凝土表
面变黑，说明混凝土过湿，不宜涂装。
b)无线电频率测试法：通过仪器测定传递、接收透过混凝土的无线电波差异来确定含水量。
c)氯化钙测定法：测定水分从混凝土中逸出的速度，是一种间接测定混凝土含水率的方法。测定密封容器中氯化钙在72h后的增重，其值应≤46.8g/m2。
混凝土含水率应小于9%，否则应排除水分后方可进行涂装。排除水分的方法有以下几种：
a)通风：加强空气循环，加速空气流动，带走水分，促进混凝土中水分进一步挥发。
b)加热：提高混凝土及空气的温度，加快混凝土中水份迁移到表层的速率，使其迅速蒸发，宜采用强制空气加热或辐射加热。直接用火源加热时生成的燃烧产物（包括水），会提高空气的雾点温度，导致水在混凝土上凝结，不宜采用。
c)降低空气中的露点温度：用脱水减湿剂、除湿器或引进室外空气（引进室外空气露点低于混凝土表面及上方的温度）等方法除去空气中的水汽。
（2）基层表面处理方法
对于平整地面，常用下列方法处理：
a)酸洗法（适用于油污较多的地面）：用质量分数为10~15%的盐酸清洗混凝土表面，待反应完全后（不再产生气泡），再用清水冲洗，并配合毛刷刷洗，此法可清除泥浆层并得到较细的粗糙度。
b)机械方法（适用于大面积场地）：用喷砂或电磨机清除表面突出物，松动颗粒，破坏毛细孔，增加附着面积，以吸尘器吸除砂粒、杂质、灰尘。对于有较多凹陷、坑洞地面，应用环氧树脂砂浆或环氧腻子填平修补后再进行下步操作。
经处理后的混凝土基层性能应符合以下指标。
测定项目
湿度
强度
平整度
表面状况
合格指标
≤9% >21.0MP
≤2mm/M
无砂无裂无油无坑
表4 合格混凝土基层指标
2，主要施工用具准备:地面处理机械（磨削机，磨光机等）、吸尘机械，搅拌器，刷子或辊筒，刮刀或锯齿状镘刀及劳保用品，等等。
3，涂装环境条件：一般胺类固化的环氧涂料在5℃以下时基本上不反应固化，所以施工环境温度不宜低于5℃，低温时涂料粘度大，也不易施工。高温时，涂料两组份反应快，使用期短，涂料有时来不及流平，施工时也应注意。高湿度也对涂层个观有很大影响，特别要避免在低温高湿环境下施工。此类涂料一般可通时调整固化剂来适应不同的施工条件。
4，施工步骤
（1）底涂施工：将低粘度无溶剂环氧封闭底漆配好后，辊涂、刮涂或刷涂，使其充分润湿混凝土，并渗入到混凝土内层。
（2）中涂施工：中涂施工比较关键，将环氧色浆、固化剂与适量混合料径的石英砂充分混合搅拌均匀(有时需要熟化)，用镘刀镘涂成一定厚度的平整密实层（推荐采用锯齿状镘刀镘涂，然后用带钉
子的辊子辊压以释出膜内空气），也可采用抹光机抹平，加砂量更大一些；还可采用刮涂，加砂量更大。中涂层固化后，刮涂填平腻子并打磨平整，为面涂提供良好表面。
（3）腻子修补：对水泥类面层上存在的凹坑，采用EPOXY mortar填平修补，自然养护干后打磨平整。
（4）面涂施工：将环氧色浆及固化剂混合均匀后，可镘涂、刷涂、辊涂或喷涂，使其自流平，获得平整均匀的表面涂层。
5，施工验收：表面平整光洁、色彩一致、无明显色差。
6，注意事项：避免在低温高湿条件下施工；双组份混合后,应尽快在使用期内用完；涂装完成后，应充分保养后，才能投入使用；应根据基材平整度状况和使用要求，确定涂层厚度。地面平整度越差，应采用越厚的涂装系统，涂层载重越大，涂层应越厚，如涂层过薄，使用过程中易损坏。
五、环氧自流平地坪的质量评估
目前国内有许多自流平涂料生产厂商以及施工工程公司，但最后自流平地坪的质量差异明显，在此根据笔者多年研究，可作为地坪客户以及最终用户评价工程情况以参考：
1，表面状况：作为一种表面装饰性极强的自流平性涂料，要求自流平有良好的平整性，同时不应该有杂物等不良状况。
2，饱满度：以前国内的许多自流平厂家基本上没有这个技术指标，但在日本等国家是一个基本的技术指标，我们通常采用反光率的一个指标来度量饱满度，我们要求在固化好的自流平地面上的反光率
达到95%，而我们目前对国内许多生产厂家的产品进行测试表明，其反射率均不大于85%，从而造成亮度不高，这是上文提到的技术指导思想差异所致。
水性环氧涂料 篇5
关键词：钢结构工业建筑,水性环氧树脂防腐蚀涂料,涂料配方
1 前言
目前钢结构建筑在工业厂房建筑中被广泛应用。但钢材不耐腐蚀的缺点是其所面临的突出问题, 如不重视环境并采取必要防护措施, 必将加速锈蚀速度, 如果忽视日常的维护保养同样会发生由于严重锈蚀而引起承重构件丧失承载能力, 造成钢结构建筑的安全使用隐患[1]。
涂料防腐技术成本低、工艺简单, 在钢结构建筑中得到广泛应用[2]。与溶剂型涂料相比, 水性环氧树脂防腐蚀涂料符合环保要求, 具有较好的发展前景。但要提高涂料的防腐蚀效果必须针对不同的防腐蚀要求进行相应的配方设计[3]。
2 钢结构工业建筑的腐蚀环境和涂料防腐蚀性能要求分析
钢材在不同环境中的腐蚀破坏程度随环境介质和环境因素的不同而存在很大差别, 准确评价和描述环境的腐蚀行为是正确选取涂料和提高涂层使用寿命的重要保证。钢结构工业建筑的使用环境在城市的工业大气中, 腐蚀环境因素包括气象因素和大气腐蚀性介质, 气象因素有温度 (含最高、最低) 、湿度、日照时数、降雪、降雨、结露、风向、风速等, 大气中的腐蚀性介质主要有SO2、H2S、NO2、NH3及雨水中的PH值、SO42-、Cl-和降尘等。而气象因素和大气腐蚀性介质的共同作用常常加重了钢结构工业建筑的腐蚀破坏程度, 使得其介质腐蚀等级增高。
同时有些工业生产过程中的工艺介质及成品, 例如饱和盐水、湿氯气、烧碱、盐酸及硫酸等均具有极强的化学腐蚀性, 使得其钢结构建筑的使用环境存在着腐蚀介质多、腐蚀介质分布广的特点, 在此恶劣的环境下的钢结构工业建筑对防腐蚀涂料体系的耐化学性能就有较高的要求。
3 涂层体系底漆配方研制
3.1 底漆组分的设计
底漆是涂层的基础, 是涂层防腐蚀的主要组成, 它直接作用在钢结构工业建筑构件基体表面, 对金属基体要有很好的附着力, 黏度不能太高, 以便于涂料容易布满和渗透到金属表面细微的不平整的结构中。根据本文设计的涂料使用环境对涂料性能的要求, 底漆中要有耐碱性成分, 要有很好的屏蔽作用, 减少水、离子、氧的渗透, 才能起到防腐蚀作用。
环氧树脂固化成膜后漆膜分子结构较为紧密, 对化学介质有较好的稳定性。虽然在太阳光紫外线照射下涂膜容易失光和粉化, 但它可以作为底漆使用。
双酚A环氧树脂是由双酚A (2分子苯酚和1分子甲醛的缩合物) 和环氧氯丙烷缩合反应制备。国产树脂牌号有E-55、E-51、E-44、E-20等, E-55、E-51、E-44相对分子质量较低, 环氧值约0.41-0.55eq/100g, 软化点较低, 溶解性好, 黏度低, 适合配制无溶剂或高固体份环氧涂料。Novolac环氧是由苯酚或邻甲酚甲醛缩合物与环氧氯丙烷反应制成, 国产牌号有F-51、F-44、F-46等, 环氧值约0.40-0.55eq/100g, 它的主要特点是成膜时交联密度高, 耐化学品性能优良, 但漆膜硬度太高, 脆性大, 比较适宜于制造粉末涂料[4]。所以本设计选用双酚A型E-44环氧树脂作为底漆的成膜物质。
颜料的选择要根据防腐涂料的应用要求来选[5]。本设计主要选用磷酸锌作为防锈颜料。磷酸锌的防锈机理在于能在金属表面和Fe3+形成附着牢固的络合物Fe[Zn (PO4) 3]沉淀层而抑制阳极反应, 同时能与涂料中的羟基、羧基络合, 使颜料-涂料-底材之间形成化学结合而提高涂层的附着力和抗渗性。
3.2 底漆组分含量的设计
根据前面所述CPVC/PVC对涂料性能影响的理论, 设计配方组成含量如表1所示。
4 底漆性能测试实验
对涂层进行常规性能测试和耐化学试剂性能测试。
常规性能测试主要是对涂层的附着力、柔韧性、硬度等性能的测试。
耐化学试剂性能测试主要是对涂层的耐酸性、耐碱性、耐盐水性进行了测试。将涂好漆膜的试片样板三分之二面积浸入室温下的3%的盐酸、3%的Na OH溶液、3%的Na Cl溶液中, 观察漆膜表面的状态变化及腐蚀情况, 观察溶液的色泽、沉淀物或絮状物的变化。平行试样3个, 凡试样表面出现锈点、鼓泡或渗黄色现象均为涂层实效, 其防腐蚀性能采用涂层实效前的浸泡时间来表示。
5 底漆性能测试结果分析
5.1 常规性能测试结果
常规性能测试结果见表2。
5.2 底漆耐盐水性能测试
将涂膜试片浸入3%的Na CL水溶液中, 测试温度为25℃, 每24h观察其表面, 直至有起泡为止。
测试结果如表3所示。
6 结语
由实验测试结果可知, 针对钢结构工业建筑的特殊腐蚀环境和防腐蚀要求, 根据水性环氧防腐蚀涂料的防腐蚀机理设计的水性环氧防腐蚀涂料底漆配方, 各项指标均满足并高于指标要求, 完全能满足现场的要求, 有助于提高钢结构工业建筑的防腐蚀效果。
参考文献
[1]陈禄如.中国钢结构的发展和问题[J].钢结构, 1996, 11 (31) :3-6.
[2]张启富, 郝晓东.钢结构腐蚀防护现状和发展[J].建筑钢结构, 2006, 9 (31) :21-26.
[3]李荣俊, 保耀麟, 林绍基.当前我国防腐涂装工程中若干问题的讨论[J].现代涂料与涂装, 2008, 10 (8) :34-40.
[4]陈铤, 施雪珍, 等.双组分水性环氧树脂涂料[J].高分子通报, 2002, (6) :63-70.
水性环氧涂料 篇6
碳纳米管 (carbon nanotubes, CNTs) 具有很好的导电性且拥有较大的长径比, 因而很适合做导电填料[5]。碳纳米管为线形管状结构, 在环氧涂料中更容易相互接触, 因此添加很少的量就能达到防静电技术要求[6], 但是碳纳米管之间存在较强π-π键, 由于范德华作用力的影响, 导致碳纳米管之间容易发生团聚, 限制了其应用[7]。
纳米材料的加入可以有效的提高环氧树脂/碳纳米管涂层的耐腐蚀性[8,9]。经过表面改性后的碳纳米管具有良好的分散作用, 可以均匀的分散在环氧涂层中, 加强了环氧树脂之间的紧密性, 从而有效地填补了环氧树脂中的空隙, 构成了一个良好的屏蔽作用, 有效的缓解了电解质溶液的进入, 提高了环氧涂层的耐腐蚀性[10]。随着碳纳米管导电填料的增加, 体系界面能过剩到一定的程度, 碳纳米管导电粒子开始形成导电网络, 体系的电阻率突降, 从而使涂层具有导静电能力[11], 或者是涂层的导电不是靠导电粒子的直接接触导电而是由于热振动或内部电场作用使电子在粒子间迁移形成了电流[12]。
本文研究了实验室自制不同改性方法处理的碳纳米管, 分别制备了碳纳米管/水性环氧防腐抗静电涂料, 测试了涂料的粘度、抗流挂性以及涂膜的流平性、力学性能、导电性能及耐腐蚀性能, 选出了性能最优的碳纳米管, 并研究其对涂料的影响。
1 实验部分
1.1 实验原料和仪器
碳纳米管, 牌号为1#、2#、3#、4#, 青岛大学高分子材料研究所;A组份水性环氧树脂乳液及B组份水性固化剂乳液, 青岛海洋化工研究院。
分析天平TG328A, 上海长江 (国营) 科学仪器厂;电子密度天平FA2104J, 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;SFJ-400砂磨、分散、搅拌多用机, 上海现代环境工程技术有限公司;数显恒温水浴锅, 金坛市双捷实验仪器厂;NDJ-79旋转式粘度计, 同济大学机电厂;QAG型色漆流挂性测定仪, 天津永利达材料试验机有限公司;不锈钢刮板细度计, 天津永利达材料试验机有限公司;G6 Mikrotest磁性测厚仪, EPK公司;ACL-380表面电阻测试仪, 美国;QFZ漆膜附着力试验仪, 天津永利达材料试验机有限公司;QCJ-120漆膜冲击器, 天津永利达材料试验机有限公司;QTY-10A漆膜弯曲试验器, 天津永利达材料试验机有限公司。
1.2 实验步骤
1.2.1 涂料制备工艺
配方:A组份31g B组份10g 1#、2#、3#、4#碳纳米管1.23g
按照配方, 采用质量分数为3%的实验室自制改性碳纳米管1#、2#、3#、4#, 分别制备碳纳米管/水性环氧防腐抗静电涂料, 将A组分和B组份混合, 用搅拌多用机搅拌10min, 制备出混合均匀的状态稳定的防腐涂料, 然后加入碳纳米管, 超声30min, 制备出防腐抗静电涂料。
1.2.2 测试方法
根据GB/T1723-93 (《涂料粘度测定法》) 测定加入不同碳纳米管的涂料的粘度, 根据GB/T9264-88 (《色漆流挂性的测定》) 测定涂料的流挂性, 根据GB/T6950-2001 (《石油罐导静电涂料技术指标》) 与涂膜的导电性进行比较, 根据GB/T9274-88 (《色漆和清漆耐液体介质的测定》) 测定涂膜的防腐性, 根据GB/T1720-79 (《漆膜附着力测定法》) 测定涂膜的附着力, 根据GB/T1731-93 (《漆膜柔韧性测定法》) 测定涂膜的柔韧性, 根据GB/T1732-93 (《漆膜耐冲击测定法》) 测定涂膜的耐冲击性能。
2 实验结果与讨论
2.1 涂料的粘度及流挂性的结果讨论
使用不同改性方法处理的碳纳米管, 制备出不同的水性环氧防腐抗静电涂料, 其粘度和抗流挂性如表1。
由表1可知, 碳纳米管经过改性后对涂料的粘度和抗流挂性能影响比较大。未改性的碳纳米管与水性涂料中的相容性差, 涂料的流平性较差;2#碳纳米管在水性涂料中的分散性较差, 所以使的WC-2涂料的流平性较差, 粘度大;1#、3#和4#分别在WC-1、WC-3、WC-4涂料中的分散性较好, 因此涂料的粘度和流挂性能较好, 流平性较好, 可以形成致密的涂膜。
2.2 涂膜导电性的结果讨论
不同改性方法处理的碳纳米管对涂膜导电性的影响如图1, 由图1可知, 未经过表面改性的碳纳米管制备的涂膜的表面电阻率为3×106Ω, WC-3和WC-4涂膜的表面电阻率比未处理碳纳米管制备的涂膜低, 导电性较好, 达到了导静电的要求, 说明3#和4#碳纳米管在水性涂料中的分散性好, 可以形成较多的导电网络;WC-1和WC-2涂膜导电性较差, 说明1#和2#可能与水性涂料的固化过程相互有影响, 导致碳纳米管在水性涂料中的分散性差, 未形成导电网络通道。
2.3 涂膜防腐性的结果讨论
按照GB/T9274-88 (《色漆和清漆耐液体介质的测定》) , 对制备的涂膜进行耐3%Na Cl溶液的实验, 按照GB/T1766-2008 (《色漆和清漆涂层老化的评级方法》) 对涂膜耐介质的性能进行评级。按涂膜耐介质过程中出现的单项破坏等级来评定涂膜的综合等级, 可以分为六个等级:0、1、2、3、4、5, 分别代表涂膜耐介质性能的优、良、中、可、差、劣。
对制备的水性环氧/碳纳米管防腐抗静电涂膜进行耐3%Na Cl溶液实验, 其14d腐蚀等级评定见表2。由表2可知, WC-3涂膜的防腐性最优, 说明3#碳纳米管与环氧树脂的相容性最好, 因此涂膜的致密性较好, 提高了涂膜的耐腐蚀性。
不同改性方法处理的碳纳米管制备的涂膜防腐性见表3。由表3可知, 未经过改性的碳纳米管制备的涂膜耐3%Na Cl溶液腐蚀能力小于24h, 而WC-1~WC-4涂膜耐3%Na Cl溶液腐蚀能力超过了72h, WC-3涂膜耐3%Na Cl溶液的腐蚀时间最长, 大于10d。说明了经过改性后的碳纳米管, 使得与涂膜的相容性和分散性得到改善, 形成了致密的涂膜层。其中3#碳纳米管制备的涂膜防腐性最优, 4#碳纳米管制备的涂膜防腐性次之, 1#、2#碳纳米管制备的涂膜防腐性较差。
2.4 涂膜力学性能的结果讨论
不同改性方法处理的碳纳米管对涂膜导电性的影响如表4。由表4可知:WC-1、WC-3、WC-4涂膜的附着力及耐冲击性能有所提高, 说明加入1#、3#、4#碳纳米管可以提高涂膜的力学性能;而WC-2涂膜的附着力及耐冲击性能降低了, 说明了加入2#碳纳米管降低了涂膜的力学性能, 进一步说明了2#碳纳米管与水性环氧树脂的相容性较差或者可以说是与环氧树脂的固化过程相互有影响。
3 结论
按照配方, 加入质量分数为3%的实验室自制的改性碳纳米管1#、2#、3#、4#, 分别制备出了碳纳米管/水性环氧防腐抗静电涂料。当加入3#碳纳米管时, 涂料的表面电阻下降了3个数量级, 达到了抗静电要求, 同时防腐蚀性能优于国内所制备的水性防腐抗静电涂料, 并且涂膜的附着力及耐冲击性能有所提高, 综合各种性能, 实验室自制的3#碳纳米管对水性环氧树脂综合性能提高最优, 使得水性环氧树脂涂料兼具有防腐性和导静电性, 显示了其在防腐抗静电涂料领域的应用价值。
摘要：选取了实验室自制的改性碳纳米管, 研究了其在水性环氧防腐涂料中的抗静电的作用, 对比分析了不同改性碳纳米管对涂料性能的影响。结果表明, 3#碳纳米管的加入, 使涂料的表面电阻下降了3个数量级, 达到了抗静电要求, 同时防腐蚀性能优于国内所制备的水性防腐抗静电涂料, 显示了其在防腐抗静电涂料领域的应用价值。
水性环氧涂料 篇7
油漆以有机溶剂为稀释剂, 不但消耗能源, 污染环境, 而且易燃易爆, 其排放产生的VOC是污染大气的主要原因。使用环保水性涂料, 意味着原有溶剂型涂料中的主要有机溶剂被水代替, 能明显降低对环境、健康的影响。有专家预计, 相对与油漆, 更为环保的水性涂料将推动中国未来涂料市场的巨大变革, 其中以硅藻泥涂料等为显著代表, 将在国家建设健康人居环境的大背景下, 掀起又一轮发展。
随着人们环保意识的增强, 淘汰油漆, 而选择环保涂料的故事每天都在上演。从许多装饰装修公司了解到, 许多年轻的新婚夫妻咨询装修用材, 家具要选免漆的, 板材要选实木的, 而大面积使用的涂料更是首重环保型, 水性涂料受到普遍欢迎。选择水性涂料主要考虑的是环保, 无毒害物质挥发, 甚至还带有一定的环保功能, 如消除甲醛, 净化空气等。许多正处在备孕阶段新婚妻子, 新房装修将全部选择健康环保的硅藻泥材料。水性硅藻泥涂料在涂装上墙之后, 保持了完整的艺术之感和造型之外, 更重要的是在新房装修完工后, 没有刺鼻气味, 对孕妇、小孩、老人都没有伤害。据专家研究表明, 水性涂料比传统油漆更加环保, 以voc的排放量为例, 根据国家标准规定, 在国内油漆每升的VOC含量是670g。而水性涂料的标准, 每升中含量是300g。
不仅如此, 对比传统油漆, 水性涂料在成本、技术成熟度上和政策导向方面优势已经越来越明显。近年来, 国家大力扶持节能环保的创新型企业, 推广绿色能源, 环境友好型产业的发展。
水性环氧涂料 篇8
亚洲最大水性涂料基地暨三棵树30万吨水性涂料基地开工典礼于2009年10月8日在福建莆田三棵树新工业园区隆重举行。三棵树30万吨水性涂料基地项目总占地面积300亩,总建筑面积超过10万平方米,由三棵树公司投资2.8亿元,中央投资千万元扶持资金建设。该项目为封闭式全环保自动化设计,设有国内涂料业最大的节能减排系统,计划在2010年底前建成,三棵树总产能由此扩大到40万吨,年产值超50亿元。该基地建成后将创造涂料业六项亚洲第一:最大的水性涂料基地、最大的封闭式全环保自动化车间、最大的生态化园林式工厂、最大的节能减排系统、最大的太空技术转化基地和最大的现代化参观式工厂,也是跻身40万吨超级涂料俱乐部的首家中国民营涂料企业。
水性环氧水泥砂浆添加剂的开发 篇9
聚合物改性水泥砂浆是有机和无机的复合材料,将分散于水中或溶于水中的聚合物掺入普通砂浆中配制而成。聚合物的引入使得水泥砂浆的上述性能明显提高;同时聚合物的引入也改善了原水泥砂浆的微观结构,砂浆的密实度增强[2]。聚合物改性水泥砂浆具有良好的性能。加入聚合物材料后,水泥基材料的许多性能如强度、变形能力、粘结性能、防水性能、耐久性能等都会有所改善,改善的程度与聚灰比(固体聚合物的质量与水泥质量之比)、聚合物的品种和性能等有很大关系。
水性环氧乳液较其他聚合物乳液有以下4个优点:1粘结强度高。环氧分子中的脂肪族羟基和醚基是分子和相邻表面之间产生电磁或化学吸附;2抗压强度高。水性环氧乳液和水性固化剂固化后在水泥砂浆内部形成三维网状结构,大大提升了力学性能;3收缩率小。环氧乳液固化后没有低分子副产物;4耐腐蚀性能好[3]。
1 实验
1.1 试验原料和仪器
环氧树脂E44:工业级,广州市东风化工实业有限公司。乳化剂:实验室自制;二乙烯三胺:工业级,陶氏化学;低分子聚酰胺651:江西远大化工;丁基缩水甘油醚,安徽恒远化工;苄基缩水甘油醚,安徽恒远化工;水泥:广州石井牌PO42.5普通硅酸盐水泥;砂:普通的河砂;去离子水;电动搅拌器(D-971型):常州澳华仪器有限公司;砂磨、分散、搅拌多用机(SF0.4型):中国常州彩宝机械有限公司电子万能试验机(CNT-4304型),珠海三思泰捷公司
1.2 试验制备
1.2.1 水性环氧乳液WE44的合成
首先按比例把加热后的环氧树脂E44和乳化剂放入2升的广口不锈钢釜里进行匀速搅拌,当体系温度为(60±5)℃时,边搅拌边缓慢地将蒸馏水滴入其中,直到体系黏度骤降,此时可判断其发生了相反转,体系连续相由环氧溶液相转为水相,持续进行一段时间快速搅拌之后再次加入蒸馏水,将其浓度稀释到一定程度后即制备完成[4]。
1.2.2 水性固化剂NH260的合成
于2000 m L烧瓶中加入二乙烯三胺,然后滴加丁基缩水甘油醚和苄基缩水甘油醚,在(60±5)℃温度下保持反应2 h。然后再将环氧树脂E44滴加入三口烧瓶中,保持搅拌,控制反应温度为(60±5)℃,整个反应期间应控制烧瓶中料液为淡黄色半透明液体,无颗粒状物质出现。2 h后将一定量醋酸加入烧瓶中,继续搅拌一段时间。反应结束后,加水稀释至固含量50%,搅拌0.5 h,出料[5]。
1.2.3 测试样品的制备
水性环氧改性水泥砂浆由水泥、砂子、水性环氧乳液(A组份)和水性固化剂(B组份)组成。配料的流程如图1。
1.3 测试或表征
1.3.1 水泥胶砂强度试验
水泥砂浆强度试验采用40 mm×40 mm×160 mm试件,依照标准GB/T 17671-1999《水泥胶砂成型方法》和GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》进行[6]。
1.3.2 水泥胶砂与混凝土的正拉粘结强度
依照标准GB 50367-2006附录F进行检测。
2 结果与讨论
2.1 聚灰比和灰砂比对改性水泥砂浆抗压强度的影响
我们采用三个不同的配方,分别考察随着聚合物添加量的增加(聚灰比:聚合物的添加量与水泥用量的比),三天和七天的抗压强度的表现情况。
由上面的表1和图2可以发现随着聚灰比的增加,3天和7天的抗压强度明显提高,当聚灰比为0.8时,7天的抗压强度约为48 MPa。
对比A组和B组试样发现,不同的灰砂比(灰砂比:水泥和砂子的比)对改性水泥砂浆的抗压强度影响不大。
A、B组试样的抗压强度明显高于C组试样,说明聚合物中使用水性固化剂要比市场上常用的固化剂(低分子聚酰胺651)的效果好得多。
2.2 聚灰比对改性水泥砂浆抗折强度的影响
由上面的表2和图3可以发现A组试样的抗折强度明显高于C组试样,随着聚灰比的增加,3天和7天的抗压强度都有小幅度的提升,但提升度不是特别大,这也是在以后的研究过程中需要解决的。
2.3 聚灰比对改性水泥砂浆与混凝土正拉粘结强度的影响
由表3和图4可以发现A组试样的粘结强度明显高于C组试样,随着聚灰比的增加,3天和7天的抗压强度都有不同程度的提升,特别是A组试样,当聚灰比为0.8时,7天的粘结强度约为4 MPa,树脂大大高于小份量的添加,说明水性环氧体系的加入对改性水泥砂浆的粘结强度的影响是有效而明显的。
在标准水泥砂浆中加入水性环氧乳液和水性固化剂,随着聚灰比的增大,改性水泥砂浆的抗压、抗折强度以及与混凝土的正拉粘结强度也随之提高,这主要是因为水性环氧体系不仅可以提高水泥砂浆中的粘附力和粘结强度,能减少水泥砂浆中的空隙率,而且环氧树脂本身的抗压、抗拉等力学性能指标也比较高,能有效提高改性水泥砂浆的各项力学性能[7]。
3 结语
水性环氧乳液和水性环氧固化剂作为水性环氧砂浆(混凝土)添加剂,与水泥砂浆(混凝土)有良好的配伍性。添加到砂浆(混凝土)中,通过水性环氧的交联固化及水泥的水化作用形成具有空间网状结构的高性能的有机-无机复合材料体系,既增加了界面间的粘合力,也起到增强、抗渗和抗化学品作用,适应于道路桥梁、水利、地下人防工程等建筑物的建造和缺陷修补粘结。
实验结果表明,在标准水泥砂浆中加入水性环氧乳液和水性固化剂,性能明显优于市售的水性环氧乳液+低分子聚酰胺体系。随着聚灰比的增大,改性水泥砂浆的抗压、抗折强度以及与混凝土的正拉粘结强度都有不同程度提高,特别是抗压强度与粘结强度的提升比较明显,当聚灰比为0.8时,7天的抗压强度约为48 MPa,粘结强度约为4 MPa。但抗折强度的提升度不明显,而且对修补工程中最关心的早期强度也没有特别的优势,这也是在以后的研究过程中需要解决的。
参考文献
[1]王伟.水性环氧树脂乳液修补水泥混凝土路面微小裂缝技术的探讨及应用[J].科技资讯,2009(7):96.
[2]张荣辉,陈楚洲.水性环氧树脂在公路养护中的应用[J].公路,2006(1):14-17.
[3]赵志国,朱宏.水性环氧乳液改性水泥砂浆性能的研究[J].混凝土,2008(9):88-90.
[4]胡登华,官仕龙,陈协等.水性环氧树脂的研究进展[J].武汉工程大学学报,2011(10):13-16.
[5]陈强.水性环氧乳液与水性固化剂的制备研究[D].天津:天津大学,2007.
[6]彭妙娟,王兴培,李荣鑫.水性环氧改性水泥砂浆的路用性能试验研究[J].中外公路,2012,32(2):201-206.