环氧基涂料的主要需求之一是低voc体系,能够达到传统溶剂性环氧树脂/聚酰胺的性能,同时比替代固体环氧树脂基水性体系的应用成本低得多。

自20世纪50年代以来,用于防护和土木工程涂料的环氧底漆和中涂层主要是溶剂型的。这些系统已经提供了卓越的性能超过60年。为了解决这些系统的溶剂排放问题,避免易燃性和提高工人的安全,高性能水性环氧树脂在环氧涂料市场上得到了显著的发展。

最初,这些水性产品很难达到与传统溶剂型环氧/聚酰胺类产品相似的性能。为了满足这一市场需求,Hexion公司启动了一个项目,以开发水性环氧树脂产品,能够实现这一期望的性能。

1998年,该公司推出了其NewGen™水性(WB)环氧体系,包括EPI-REZ™树脂6520-WH-53与EPIKURE™固化剂6870-W-53。该体系为配方剂提供了一种高性能、低voc的水性环氧树脂体系,其性能与溶剂性环氧树脂/聚酰胺的性能相媲美或超过。近20年来,它一直是水基环氧体系的基准,如图1所示。

各种水性环氧体系的性能

图1”各种水性环氧体系的性能。

Hexion进行了广泛的客户访谈,以确定环氧树脂市场需要哪些改进或改进。从这些访谈中得到的反馈是,需要一种新一代的水性环氧树脂,既能提供NewGen系统的性能和VOC能力,又能降低与溶剂型环氧树脂/聚酰胺相比的价格差异。

在2016年4月的美国涂料展上,来自水性环氧树脂市场的反馈促成了下一代环氧树脂™WB系统的推出。该系统由EPI-REZ树脂7520-WD-52和EPIKURE固化剂8530-W-75组成。该系统具有与NewGen环氧WB系统相当的性能,但显著降低了应用成本。

价格的降低是由多种因素共同作用的结果,包括生产工艺的改进和一种创新的、价值工程固化剂的开发。

高性能WB环氧金属涂层

基于EPI-REZ树脂7520-WD-52和EPIKURE固化剂8530-W-75的水基环氧体系允许配方人员开发用于金属和混凝土应用的高性能涂料。VOC低于100克/升的配方是可以实现的。这些产品气味低,适合室内应用。如果配方合适,可以开发出超过1000小时的ASTM B-117盐雾效果,在3-4密耳干膜厚度下,具有0-2毫米的剪切蠕变(图2)。也可以实现更快的干燥、完全固化和恢复使用。此外,该分散剂和固化剂具有较好的贮存稳定性和优良的冻融稳定性(经过3次以上循环;-5°C至23°C)。

基于EPI-REZ树脂7520-WD-52和EPIKURE固化剂8530-W-75的水性环氧体系

图2”基于EPI-REZ树脂7520-WD-52和EPIKURE固化剂8530-W-75的水性环氧体系。

固化剂不含添加溶剂。它以75%的固体重量供应,颜色值较低。该产品的粘度,在25°C下为10,000 cP,如果需要,可以用水进一步降低。

改善混凝土性能

水性环氧树脂体系作为土木工程用水性混凝土涂料的支柱首次取得了商业上的成功。该配方具有高光泽度,3小时以上的使用寿命,小于100g /L VOC,快速恢复使用。该系统具有恒定的粘度和光泽度,如图3所示。

新型水基环氧树脂体系的粘度和光泽度

图3»新型水基环氧树脂体系的粘度和光泽度。

表1说明了通过使用该系统作为混凝土高光水性环氧涂层的基础可获得的物理属性。

使用新型水性环氧树脂体系可获得的物理属性

表1”使用新型水性环氧树脂体系可获得的物理属性。

结论

Hexion的新型水性环氧树脂系统满足了市场对更低成本效益的水性粘合剂系统的需求,该系统可提供更低的VOC和优越的性能。这种新型水基环氧体系具有与传统溶剂型环氧/聚酰胺体系相当的性能,也可应用于土木工程混凝土基体上,且应用成本较低。