自1982年以来,当第一个双酚本文固体环氧树脂分散、改性胺系统来到市场作为一个加合物适合金属保护、水性环氧系统已经用于高性能工业底漆与面漆金属由于其干燥速度快、耐蚀性,良好的贮存期和低气味。尽管水性环氧树脂已经成功取代传统的溶剂型环氧/聚酰胺涂层在许多高性能的工业应用,这些水性环氧树脂的挥发性有机化合物含量通常是200 - 350 g / L。现在,即使水性,这些涂料的使用越来越受到VOC规定。
技术挑战的发展中低收入zero-VOC水性环氧树脂是困难和复杂的任务,涉及的总配方和它的所有成分资料,包括树脂、颜料和添加剂。188金宝搏bet官网不幸的是,大多数水性环氧树脂含有非常低水平的溶剂不表现出相同的性能做重型溶剂型环氧树脂和high-VOC水性环氧树脂。主要区别在膜的形成和应用特性很明显。
zero-VOC水性环氧面漆已经制定没有援助的溶剂,酸,稀释剂和增塑剂。它是基于一个新的创新的双酚a“1”型固体环氧树脂分散与改性胺固化。新的发展提供了高光泽,快速治愈,锅寿命长,耐水、湿度、化学和腐蚀金属和混凝土基质。新zero-VOC水性环氧面漆的性能属性与溶剂型环氧/聚酰胺和high-VOC水性epoxies.2
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实验和讨论
粘结剂系统
水性环氧树脂用于常规保护涂层配方是基于两个主要技术,即。、液体环氧self-emulsifying系统和固体环氧树脂分散系统与环氧当量(表1)。从175年到240年,液体环氧self-emulsifying系统非常丰富的环氧化物组。集中环氧化合物和胺氢的结合在同一乳液粒子为涂料提供了高交联密度和化学和耐磨性好,但很短的可用的贮存期,低的灵活性和低阻力的影响。这些电影往往过于脆弱在金属基板上使用。自从液体环氧乳液膜的形成取决于化学反应增加粘度,干燥时间非常缓慢,通常超过6小时到达无粘性状态。(¹)这些液体环氧树脂涂料具有良好的处理、流和聚结没有co-solvents的帮助,通常可以很低或零VOC制定。
系统基于固体环氧树脂分散技术提供更快的干燥时间由于环氧粒子聚结通过水和co-solvent蒸发。固体环氧树脂,等效重量从500年到800年,提供涂料交联密度较低的电影更灵活,坚持更好,比液体环氧树脂系统具有更好的耐冲击。锅生活更长时间由于低浓度的环氧化合物和胺氢。固体环氧树脂分散系统性能更接近,特别是在金属基板,与传统溶剂型环氧聚酰胺系统。类型的环氧树脂乳液体系的主要弱点是它倾向于形成异质薄膜与epoxy-rich amine-rich域由于不完整的合并。帮助处理和克服穷人流和聚结的固体环氧树脂,co-solvents必须添加到分散从而消除任何zero-VOC配方的可能性。(¹)
新的和创新的固体环氧树脂分散大衣,治愈改性水溶性粘结剂胺系统,包含液体环氧乳液的最佳特性和固体环氧树脂分散技术,可以为零VOC制定。它是基于双酚a“1”型固体环氧树脂(EEW 500)使用一个内部表面活性剂内置到环氧树脂中。反应时,内部表面活性剂成为环氧功能和non-leachable,导致涂膜与很好的耐水。一个独特和专利高速分散过程用于生产环氧树脂分散的产量非常小的颗粒大小(0.4微米)没有添加溶剂或活性稀释剂,提供良好的膜的形成,良好的储存稳定性性能和低到零VOC制定能力。新zero-VOC水性环氧面漆的配方该粘结剂系统展品长适用期(5.5 h @ 77ºF / r·h·50%),干燥时间短(2 h不黏@ 77ºF / r·h·50%),很好的耐腐蚀(4000小时盐雾)和良好的耐化学性。
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锅生活和膜的形成
与溶剂型系统不同,许多水性环氧树脂涂料的贮存期终止并不总是显示粘度逐渐增加。早期的水性环氧系统遭受过快治愈率和可怜的光泽和颜色稳定在锅里的生活。催化涂料将展览时间相关,缓慢降解在光泽罐治疗先进的应用程序。这种退化给涂布产品的可变性和补缀的性质,尤其是在切入周边地区大型建筑的应用程序。
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这些地区有时出现不均匀光泽和色彩的补丁被辊应用程序或者填写后感动了混合后在不同的时间间隔。水性环氧树脂涂料的贮存期是受到很多因素的影响,如乳液粒径、环氧树脂和固化剂的化学性质和当量的环氧树脂和固化剂。一般来说,预乳化、small-particle-size high-epoxy-equivalent-weight树脂给最长的贮存期。在一些系统中,试图提高固化剂色散和延长贮存期的挥发酸乙酸等是成功的。然而,除非小心控制酸的量,水和耐蚀性都可以受到影响。固化剂是被酸,随后从电影应用于蒸发释放胺与环氧树脂反应。因为固化剂封锁,这种方法降低治愈率。
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锅生活评估新zero-VOC水性环氧面漆和商业化水性环氧面漆使用固体环氧树脂分散系统通过测量粘度,光泽和颜色改变后定期的初始混合环氧树脂和固化剂组件。年底锅生活被认为是在催化涂层上涨到120点以上KU或表现出大幅减少光泽和/或明显的颜色变化。测试结果,图1和表2所示,表明由于超细颗粒大小和内部表面活性剂装在环氧树脂,新zero-VOC水性环氧面漆展品锅寿命长和很好的光泽和颜色稳定整个锅生活。这些性质使其大面积应用的理想产品。
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触变胶和色素
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干膜厚度要求水性工业维修轻便外套应用程序通常在2至5毫升的范围需要5到12千湿膜功能。为新zero-VOC水性环氧树脂配方,实现最优流和下垂控制没有大的有机溶剂量的好处是一项艰巨的任务需要更多的依赖涂料添加剂的配方设计师。虽然传统类型的触变胶用于其他水性涂料、膨润土等粘土、纤维素制品(HEC, HMHEC) alkali-swellable聚合物(ASE,哈泽)和终改性聚氨酯关联(HEUR)可以使用增稠剂、触变胶的选择以及触变性之间的平衡和流控制新zero-VOC水性环氧体系非常重要。
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触变胶引入任何程度的真正的粘度是适得其反。某些类型的表面活性剂和乳化剂添加到环氧胺树脂分散或乳化过程中显著降低联合增稠剂的触变效率。传统粉触变胶,如膨润土粘土、二氧化硅和高分子量纤维素纤维,水性环氧树脂配方中通常是有问题的,特别是当一个高光泽完成是必需的,所以这些材料的选择是有限的。188金宝搏bet官网zero-VOC水性配方依靠精心平衡的混合流控制代理、触变胶和公式色素来实现所需的电影属性和要求凹陷阻力。
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颜料用于zero-VOC水性环氧树脂的配方,包括颜色和隐藏颜料、防锈颜料和填充剂用于特定功能目的,也会导致油漆粘度增加。这使得优化公式色素沉着,连同所有其他配方成分,一个非常复杂的任务。与水性环氧树脂配方,有时是色素,有时胺固化剂环氧树脂乳液是色素。然而,在任何双组分系统,选择哪一种成分色素通常是由预期的混合比例。色素更大的组件总是首选。这使它更容易为混合油漆粘度保持全身,实现最佳的遮盖力。
创新固体环氧树脂分散使用的新zero-VOC水性环氧面漆有一个内部epoxy-functional表面活性剂建到聚合物骨干已被证明有更少的倾向于减少增稠剂的效率比水溶性胺或以上,固体环氧树脂分散技术(表3)。有机和无机增稠剂包是用于优化漆膜的耐凹陷。颜料的环氧树脂分散,更大的组件在4:1的比例混合新zero-VOC水性环氧面漆,导致全身粘度和优化混合颜料的遮盖力。流/匀染剂以及高效增稠剂用于平衡触变性和流量控制。与上述所有成功的策略制定,采用新的zero-VOC水性环氧面漆达到所需的薄膜性能具有良好的抗下垂性能(12千湿)和流动特性。
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涂料的性能
机械性能
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zero-VOC W / B本文中描述的环氧面漆具有良好的力学性能如表4所示,5和图2。
早期的抗湿性
早期新zero-VOC水性环氧面漆有很好的防潮性测试在雾盒子。
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这个测试确定水雾化的影响在一个应用涂层薄膜涂层治疗周期的不同阶段。薄雾箱柜配备六雾喷嘴使用自来水,板架支持测试标本30º角垂直。涂层后应用于推荐膜厚,治愈2样品,4和6 h和时间间隔如果必要,暴露在薄雾内阁24 h。
面板从雾中删除框,控制面板相比治愈77ºF和50%相对湿度的起泡后立即检查并恢复使用ASTM D 714。光泽数据是根据ASTM D 523和控制面板相比。附着力检查/ ASTM D 3359是在1和24小时恢复时期。zero-VOC水性环氧面漆显示只有2 h后极好的防潮性早期治疗(表6)。
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在这种情况下,zero-VOC W / B环氧面漆光泽显示优异的保光性大于70%后500小时暴露(表7和图3)和颜色的变化小于5.0δe(表8和图4)。
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这是更好的性能比商业W / B环氧面漆。
耐腐蚀风化
ASTM D 5894描述循环老化试验,包括干/湿和光/暗周期模拟自然曝光。测试板的交替暴露在QUV室呆了一个星期,一个星期在循环雾/干燥室。
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新zero-VOC水性环氧面漆应用在商业水性环氧底漆被评为10没有水泡和没有生锈,与1/64th抄写员绩效被评为9英寸文士蠕变后10个周期(表9,图5)。
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这种性能与商业水性环氧面漆/底漆系统和商业溶剂型环氧面漆/底漆系统(图6)。
zero-VOC水性环氧面漆应用与两层砂抨击钢被评为10 15个周期后没有水泡和没有生锈。
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文士文士蠕变性能与1/32th被评为8英寸(表10,图7)。
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在该测试中,性能明显优于商业水性环氧面漆(图8)。
耐盐雾
盐雾测试运行是根据ASTM B 117;测试板不断暴露在黑暗内阁湿和盐雾环境。成雾电解质溶液由5%氯化钠喷洒在95°F (35°C)。
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zero-VOC水性环氧面漆应用在商业水性环氧底漆被评为10没有水泡和没有生锈,与1/32th抄写员绩效被评为8英寸文士蠕变后2000 h(表11,图9)。
这种性能与商业水性环氧面漆/底漆系统和商业溶剂型环氧面漆/底漆系统(图10)。
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新zero-VOC水性环氧面漆应用与两层喷砂钢被评为10 4000 h后没有水泡和没有生锈。
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在该测试中,性能明显优于商业水性环氧面漆(图12)。
抗化学腐蚀
新zero-VOC水性环氧面漆具有良好的抵抗各种工业和家用化学品。耐化学性现场测试运行的结果按照ASTM D 1308(表13)显示了zero-VOC环氧面漆抗酸、基地、工业溶剂如酮、醇、乙二醇醚、脂肪族和芳香族碳氢化合物和其他化学物质如漂白剂、机油、制动液。
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推荐系统
新zero-VOC水性环氧面漆可以直接用于混凝土、金属和基质。涂料兼容各种引物包括水性丙烯酸树脂、水性环氧树脂和溶剂型环氧树脂。这些系统提供可比的外部耐用性和耐腐蚀high-VOC水性环氧面漆/底漆系统和溶剂型环氧面漆底漆系统。表14显示了推荐系统的例子。
结论
zero-VOC水性环氧面漆已经制定基于一种新的创新固体环氧树脂分散与改性水溶性治愈胺没有添加溶剂,酸、稀释剂和增塑剂。新的发展提供了高光泽,快速治愈,锅寿命长,耐水、湿度、化学腐蚀在金属和混凝土基质,使其适用于许多工业维护应用程序。新zero-VOC水性环氧面漆的性能属性high-VOC与溶剂型和水性环氧树脂。新zero-VOC水性环氧树脂时提供了一个出色的替代品取代传统环氧树脂涂料VOC法规遵从性是至关重要的。
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