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高压无气喷涂型环氧自流平地坪涂料配方设计

时间:2012-10-30 16:33     点击:
引言:
环氧树脂涂料具有附着力高、耐化学品性能优异、硬度好、耐磨性好、耐溶剂、耐酸碱以及耐盐雾好等优点。在工业上已经得到了广泛应用。环氧
自流平地坪涂料更有硬度高、光泽高、附着力好、流平性好、成膜厚、防尘等优点,在近年来的地坪施工中得到越来越广泛的应用。施工方式也由
传统的抹浆、镘涂发展到效率更高的喷涂的施工方式。本文阐述了根据施工方式不同而对高压无气喷涂自流平地坪涂料进行配方设计。
1. 施工
镘涂是环氧自流平地坪涂料传统的施工方法[1],也是目前国内首选的施工方法。其优点是操作简单,不需要投入大规模的施工设备,使用范围广;
其不足之处是单人效率低,镘涂自流平面漆300~500m2/(人·8h)。而且有时会有因单人施工技术不同或材料差异而引起刀痕、齿印、浮色等表
面不良现象,实在是一种较落后的施工方式。近年来开始流行无气喷涂的施工方式[2]。无气喷涂施工时安全高效,2000m2/(机器·8h),具有表
面效果好省料等特点。尤其适合于大面积施工。目前越来越为大多数施工者所喜好。表1.列举出镘涂施工与无气喷涂施工的区别

表1:自流平涂料镘涂施工与无气喷涂施工的区别
         无气喷涂 
镘涂
 
使用施工工具    无气喷涂机及喷枪   
镘刀
 
施工效率  2000m2/(机器、8h)
300~500m2/(人、8h)
 
 操作技术难度 操作人员需培训,有较高的喷涂技巧
较易学,但施工好亦要有一定的经验
 
 受涂料粘度响  较轻,调节喷枪动力即可  大,需要冬夏不同的配方适合之
 
施工成膜厚度   0.3~0.6mm 0.7~1mm
 
 施工后表面效果   平滑如镜
施工不好易有刀痕、齿印或分色
 

                                                                                                                                                                                                                                                   
2.配方设计
无气喷涂型环氧自流平面漆因其施工方式的不同,其配方设计亦与普通镘涂型自流平涂料不同,尤其要考虑稀释剂(活性)、固化剂、颜填料及各
种助剂对施工的影响。
2.1树脂及活性稀释剂
环氧自流平涂料常用的树脂为低分子量双酚A型液态环氧树脂(EEW=190左右),市场上常有的南亚128、宏昌128、国都YD-128等,也有用单价
较高的SHELL828、DOW的DER331等。
单独选用环氧树脂作为涂料的流动组分粘度太大,必须加入含环氧基的活性稀释剂。大家常用的为C12-C14脂肪族缩水甘油醚(俗称AGE)或丁基
缩水甘油醚(俗称BGE)。前者毒性小,但稀释能力差;后者稀释性好,但毒性较大。前几年BGE较AGE价格便宜很多;但随着近两三年的价格浮
动,二者价格相差不多,所以以前很多因BGE价格低而选用BGE作为活性稀释剂的生产厂家已逐渐改用AGE作为活性稀释剂,以达到更环保,对施
工者的健康更有利的效果。
镘涂型自流平面漆由于要求施工后表面无刀痕、齿印等不良效果。也为了防止因施工者技术水平差异而引起表面不良。通常在配方中加入较高比例
的树脂来防止以上现象的出现。而活性稀释剂的加入量通常在树脂加入量的5%~10%(因冬夏季配方不同加入量
不同)左右即可获得较低的粘度来促进流平。
无气喷涂型自流平面漆由于其施工方式的不同,喷涂较易流平,也不易产生表面不良现象。配方设计时只需加入配方总量40%左右的环氧树脂即可
保证表面的平整度。而活性稀释剂宜选用稀释力较好的BGE,通常加入量为环氧树脂加入量的15%~20%,这样既可获得较低的粘度来满足喷涂的
要求,又可以不损伤自流平面漆的硬度。
2.2固化剂
环氧自流平涂料的固化剂要求粘度低,使用期较长,耐化学和物理机械性能优越,保色性好且毒性小。常用有脂环胺、脂环胺加成物、脂肪胺、脂
肪胺加成物。[3]
固化剂常选用速度相对较快的与较慢的固化剂相配合来调节固化速度,以达到涂料所需的可施工时间和成膜后的镜面效果。[4]
镘涂型自流平面漆由于其特定的施工工艺的要求,其配方有冬用与夏用之分。夏季需固化慢干以给予涂料充足的流平时间,防止刀痕、齿印的产生。
冬季需固化快干以节省工期和防止固化时间过长易产生的油面、雾化现象。
无气喷涂自流平面漆配方无需冬夏固化剂之分,只需要选一支反应速度中等(胶化时间在25℃时,45分钟左右)的脂环胺固化剂即可。夏季施工,
由于施工效率高,勿须担心反应太快而导致涂料在桶内胶化。由于喷涂剪切力大,喷涂粘度低,基层地面不可能高低差完全一样。若反应太慢造成
涂料流动性太大,易造成分色现象。冬季施工由于温度低,喷涂厚度又没有镘涂高,涂料流动性变慢,若反应太快不易流平。故无气喷涂型自流平
面漆配方只用一只固化剂即可。也可省去了普通镘涂自流平面漆冬夏换季的麻烦。
2.3助剂
无溶剂环氧自流平涂料对涂膜流平的要求很高。在成膜较厚的情况下,既要求涂膜在有限时间内充分流平,避免浮色发花等,又要求厚膜中气泡迅
速排除去而漆膜不留任何缺陷,因此,分散剂、流平剂、消泡剂等助剂的选择及用量是极关键的。一方面通过加入各种助剂降低成膜时的表面张力,
以利于涂膜的消泡和流平;另一方面又要防止
这类助剂过多加入会产生不溶物,对涂料体系的施工和理化性能产生不利影响。[3]
2.3.1流平剂
无气喷涂型环氧自流平涂料由于喷涂压力大,膜厚又较镘涂型薄,涂膜易出现橘皮、波纹、缩孔、针眼等表面缺陷、因此应选择能迅速降低表面张
力的流平剂,以提高流平性。
2.3.2消泡剂
无气喷涂型环氧自流平涂料若消泡不好易产生暗泡,它需要高活性的强力消泡剂在短时间(表干以内)排除涂膜内的气泡。
2.3.3分散剂
浮色、发花是环氧地坪施工失败的常见原因,这是由于环氧自流平地坪膜厚相对过厚,湿膜运动时涂料在自身重力的影响下流平,由于消泡剂和流
平剂的影响,表面张力变化,产生贝纳德旋涡。
无气喷涂型环氧自流平涂料相对镘涂型更易产生浮色、发花现象,原因时其湿膜粘度更低,流动性更强。特别是喷涂踢脚线附近极易产生浮色。通
过实验发现:添加某高相对分子量的分散剂可有效的控制此现象。
2.4颜填料
环氧自流平涂料属于厚浆型涂料,表干较慢,着色颜料的用量比例较低,约占配方成分的2%~5%左右,使用有机颜料易产生浮色发花等问题,所以
应尽可能选用无机颜料如二氧化钛、氧化铁系列、铬绿等。填料应选用吸油量较低的硫酸钡、硅微粉等以保证流平性。而在无气喷涂型环氧自流平涂
料中,则可加入一些相对吸油量较高的碳酸钙、滑石粉等以改善触变性,避免流动性太强。
2.5配方
按上述配方设计理论,经多次实验得出以下无气喷涂型环氧自流平面漆配方,如表二所示
                                   
                            表2. 无气喷涂型环氧自流平面漆配方
   原料名称         加入比
    环氧树脂128(南亚)          33%
  活性稀释剂BGE            5%
          助剂(含分散剂、流平剂、消泡剂,防沉剂)          1~2%
   颜料(TiO2等)          3~5%
   滑石粉(800目)            3%
  碳酸钙(600目)            5%
石英粉(400目~600目)          28~30%
 脂环胺固化剂           20%
2.6性能测试
以上配方配料喷涂膜厚0.5mm,养生7d(25℃)测试性能指标如表3所示
表3无气喷涂型环氧自流平面漆性能测试数据

序号
 

测试项目
 

性能数据
 
               1                表观 平整光滑,无橘皮,缩孔、针孔、浮色现象
2 表干 25℃,h 3
3 实干 25℃,h 16
4 硬度(shore D) 80
5 磨耗(1000g/1000r)g 0.03
6 耐酸性(20%HCl液,60d) 无异常
7 耐碱性(200g/L NaOH液,60d) 无异常
8 粘结强度,MPa 2.9

3.结语:
无气喷涂型环氧自流平面漆因其生产成本相对较镘涂型低,施工效率高,省料且施工安全系数高,失败率低,已逐步为广大的施工单位所接受,
并成为环氧自流平面漆发展的潮流。
参考文献:
[1]:邵洪涛,徐志新,刘福生。从环氧自流平涂料的施工探讨及配方设计。涂料工业,2006,36(11):44-49
[2]:唐军,付绍洋,刘莉。建筑涂料的施工性研究与配方设计[J]。涂料工业,2003,33(11):35-37
[3]:王留方,倪爱宾等。无溶剂环氧自流平涂料,涂料工业,2006,36(12):24-27
[4]:王天堂,龚巍,陆士平等。GMP要求的环氧自流平涂料技术探讨[C]。第十次中国环氧树脂应用技术学术交流会文集,2004
作者简介:
黄仲信,35岁,1999年毕业于安徽机电学院(现安徽工程技术学院),1999年起服务于南宝树脂(中国)有限公司,先后开发环氧地坪底,中,
面漆系列,水性环氧地坪漆系列,防静电环氧地坪系列等。
(责任编辑:南宝)
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