分析地坪涂料水性技术发展现状

       地坪涂料具有无接缝、全体装饰性好、外表光洁、易于卫生，以及物理机械功用和耐化学品功用优秀，价钱适中，施工简洁，修理便当等许多特色。另外，地坪涂料还可依据独特需求，赋予地坪防静电、防冲击火花、耐高温、防滑等独特功用，比较于其它地坪资料，更能满意现代工业出产对地坪的不一样需求。正是依据这些特色，现代修建，独特是现代工业车间，如食物加工、制药、机械电子、仪器仪表、化工、航空、汽车等职业，很多运用地坪涂料。

       1地坪涂料现状

       我国的地坪涂料工业始于20世纪90年代初期，跟着我国经济的疾速开展，尤其是现代医药、电子、食物等职业的高速添加，带动了地坪涂料的商场需求量。地坪涂料已成为我国这些年涂料职业中继修建涂料、交通车辆涂料、家具木器涂料以及海洋防腐涂料后，开展最快的涂料种类之一。

       地坪涂料首要有两大类：环氧地坪涂料和聚氨酯地坪涂料[1]。环氧地坪涂料具有硬度高、抗压强度高、耐磨性好、耐化学性格优秀等长处，但质脆、易裂，耐候性差，一般运用于紫外线较弱的室内场所或作底漆运用，由于运用本钱相对廉价，得到了广泛运用，约占整个地坪涂料商场的70%。聚氨酯地坪涂料虽然在硬度和强度方面稍逊于环氧地坪涂料，但其各项功用具有广泛的可调理性，具有更好的柔韧性、耐冲击性、耐磨性、耐有机酸性、杰出的抗紫外线性及耐化学腐蚀性等，行人行走时脚感舒服，减轻疲惫，并可隔音减噪，并且具有优秀的野外耐候性，比环氧地坪涂料的运用规模更广。由于其运用本钱较高，用量约占整个地坪涂料商场的25%。

       跟着全民健身理念日益深化民意，大到每个城市，小到每个社区或单位，都将会缔造更多类另外体育场馆和场所，为健身和竞赛供给便当，这些场所无论是耐候性的需求，仍是人体舒服度的需求，聚氨酯地坪涂料都是地坪涂装面层的抱负挑选，信任聚氨酯地坪涂料的运用份额会不断前进。

       当时我国地坪涂料80%以上为溶剂型涂料，其他的首要为无溶剂环氧涂料和聚脲喷涂体，水性地坪涂料所占份额很小。溶剂型地坪涂猜中富含较多的有机溶剂，这些有机溶剂在涂料的出产和施工时间排入大气，污染环境，一起损害人类安康;此外溶剂型聚氨酯地坪涂猜中还富含游离的异氰酸酯单体，在施工进程中，会严重影响人体安康和生活环境。而无溶剂环氧地坪涂猜中富含少数的活性稀释剂，常用的活性稀释剂为丁基环氧丙基醚有必定毒性，本钱较高且仍富含必定量的挥发性有机溶剂。溶剂型地坪涂料在实践施工中还存在许多难以战胜的弊端，如起泡、鼓泡、掉落、附着不良等，会遭到环境温湿度、底层湿度，以及基面的其它难题的影响，独特是对基材的枯燥程度需求很高，而实践施工时很难满意需求。

       水性地坪涂料对基材的枯燥程度需求低，施工东西可用水直接清除，涂料的制造和施工操作安全便当，并且涂料不燃、不爆、安全，储存和运送便当，避免了溶剂型涂料因储存运送和运用不当而招致的爆破和火灾事故。

       近几年，跟着世界原油价钱的飞速添加和居高不下，有机溶剂等根本化工原料的价钱遍及上扬，我国是一个石油资源严重的国家，一起又是一个石油消耗大国，节约资源已成为我国往后一项长时间而又急迫的战略使命。地坪涂料的水性化已成为必然趋势。

       下面就环氧地坪涂料和双组分聚氨酯地坪涂料的水性化技能开展作一些分析。

        2环氧地坪涂料的水性化

         当时，环氧地坪涂料水性化的技能首要有2种：一是将环氧树脂水性化，然后与水可涣散的环氧固化剂合作运用;二是低相对分子质量的液态环氧同具有乳化作用的环氧固化剂合作运用[2]。

       2.1环氧树脂的水性化技能

      环氧树脂的水性化技能首要分为成盐法和乳化法两大类[3]。成盐法是将环氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂，再用碱或酸进行中和。成盐技能又可分为醚化型、酯化型和接枝反响型3类。其间前两种办法均是经过打开环氧环引进极性基团，接枝反响型[4-5]是经过自由基引发丙烯酸接枝共聚，将亲水基团引进环氧树脂。成盐技能制备的水性环氧涣散相粒径到达纳米级，储存安稳性杰出，但系统对pH的改变适应性较差，涂膜的柔韧性及耐水性也不抱负。乳化法制备水性环氧树脂的技能有2种：一是外加乳化剂法，经过强迫或相转化法制成环氧乳液[6]，外加乳化剂强迫制备的乳液涣散相的微粒尺度较大，约50μm，乳液的储存安稳性极差，并且乳液的成膜功用也欠好。转相乳化法[7-8]是经过将乳化剂和环氧树脂混合均匀，随后在必定的剪切条件下缓慢地向系统中参加蒸馏水，跟着加水量的添加，整个系统逐渐由油包水型向水包油型转变，构成水可稀释系统。但该系统的储存安稳性及机械安稳性均比成盐法制备的水性环氧树脂差。当时研讨较为活泼的是第2种乳化技能，即环氧自乳化[9-10]，在环氧树脂分子链中引进亲水性氧化乙烯链段，一起包管每个改性后的环氧树脂分子上富含2个环氧基，不必外加乳化剂即可自乳化涣散构成乳液，其乳液的涣散相粒径较小，储存安稳性高，系统对pH不灵敏，并且乳化剂在成膜时参加了固化反响，因此涂膜的硬度、附着力也有很大前进，当时市售的水性环氧乳液多为此类。

       2.2水性环氧地坪涂料固化剂的水性化

      水性环氧固化剂是决议水性环氧地坪涂料结尾功用的关键因素之一。它应能较好地溶解或涣散在水中，并且在水中能够安稳存在，与环氧树脂具有杰出的相容性。该固化剂可直接乳化环氧树脂或与水性环氧乳液配成安稳的水性环氧系统，一起系统的流变性、适用期、固化条件和涂膜功用也应满意水性环氧地坪涂料的运用需求。

      到当时为止，水性环氧地坪涂料用固化剂阅历了3代的开展[11]。第1代水性环氧地坪涂料用固化剂选用溶剂型环氧固化剂聚酰胺与醋酸、磷酸或盐酸反响制得铵盐，再在醇醚类溶剂的辅佐下溶于水而制得。该办法仅改善了固化剂在水中的安稳性和亲水性，其涂膜功用和固化功用仍未得到改善，存在着水稀释降黏速度缓慢、固化速率慢、光泽低、硬度低一级缺点。

       在20世纪80年代后期和90年代初，开发了以环脂胺环氧加成物为根底的第2代水性环氧固化剂。选用环氧树脂作为扩链剂能够前进固化剂与环氧树脂的相容性，这种涂料系统即便在低温文高湿环境下也能较快地固化。

       这种水性环氧地坪涂料的缺点是不能厚涂，当一次涂膜厚度超越500μm时，涂膜在枯燥进程中简单开裂。

       最新开发的第3代水性环氧地坪涂料固化剂是以特高相对分子质量的脂肪胺环氧加成物为根底涣散在水中的乳液，具有高胺官能度、相容性好等特色。混合后乳液安稳，固化速度快，水稀释对下降系统黏度优于第1、2代系统，具有较高的施工固体分。当涂膜厚度大于1mm时，仍能很好枯燥，不会呈现开裂表象。一次可涂覆数毫米厚的地坪涂膜，战胜了一般室温固化水性环氧地坪涂料不能一次性厚涂的缺点，具有杰出的商场运用远景。

       3双组分聚氨酯地坪涂料的水性化

       聚氨酯最早的水性化产物是单组分水性聚氨酯，其具有较高的开裂伸长率和恰当的强度，并能常温物理枯燥，可是由于较低的相对分子质量和低交联度，与溶剂型双组分聚氨酯涂料比较，单组分水性聚氨酯地坪涂料的耐化学性格和耐溶剂性不良，硬度、外表光泽度和艳丽性都较低，当时仅运用于修建涂料范畴及其它一些运用需求不高的场合。水性双组分聚氨酯地坪涂料是由含羟基水性多元醇组分和水性多异氰酸酯固化剂组成，它将双组分聚氨酯涂料的高功用和水性涂料的低VOC相结合，是当时地坪涂料的研讨热门和开展方向。

       3.1羟基组分的水性化

       依据水性双组分聚氨酯地坪涂猜中运用的含羟基组分在水中的粒子巨细和制备办法的不一样，可将其分为乳液型丙烯酸多元醇和水涣散体型多元醇，它们各具不一样的特色。

       3.1.1乳液型丙烯酸多元醇

       乳液型多元醇是经过乳液聚合而成的具有多种布局的丙烯酸乳液多元醇，其首要特色为[12]：聚合物的相对分子质量大，羟基当量大，制造双组分涂料所需的异氰酸酯固化剂少，本钱低。乳液对异氰酸酯的潮湿涣散性差，有必要运用亲水性强的水性异氰酸酯固化剂，即便这样，得到高光涂膜仍很艰难，并且涂膜在室温下枯燥速度快，在化学交联前已物理枯燥成膜，因此涂膜的物理机械功用和耐化学性格欠安[13-14]。

       3.1.2涣散体型多元醇

       涣散体型多元醇也称第2代水性羟基树脂。涣散体型多元醇按化学布局可分为聚酯多元醇涣散体、丙烯酸多元醇涣散体、聚氨酯多元醇涣散体等。聚酯多元醇涣散体是由过量多元醇、多元酸经酯化反响、中和后涣散在水中制得的[15]。聚酯多元醇涣散体制备的地坪涂料具有杰出的流动性，涂膜的光泽较高，但聚酯多元醇的酯键易水解，招致涂料的储存安稳性差，这种涣散体在地坪涂猜中运用较少。聚氨酯多元醇涣散体的制备办法与单组分水性聚氨酯的制备类似[16-17]，选用含羟基链终止进行扩链，制造的水性双组分聚氨酯地坪涂料具有优秀的机械功用，如柔韧性和耐磨性，以及优秀的耐化学性格，但其运用本钱较高，在实践中运用较少。丙烯酸多元醇涣散体是由含羟基丙烯酸单体和丙烯酸酯单体在溶剂中经过自由基聚合，中和涣散在水中制得的，有时需求脱除有些或悉数溶剂。该类涣散体的相对分子质量较低，羟基官能团含量较高，与水性异氰酸酯固化剂合作制成地坪涂料后，具有较好的流平性，枯燥速度慢，涂膜枯燥后具有较好的丰满度和光泽，一起具有杰出的物理机械功用和耐化学性格，根本到达溶剂型聚氨酯地坪涂料的功用，这种涣散体是当时水性双组分聚氨酯地坪涂料研讨和开发的热门。

       3.2水性异氰酸酯固化剂

       未改性的异氰酸酯在水性双组分聚氨酯地坪涂猜中的运用遭到限制，由于它们很难与水性羟基组分混合均匀，两相间简单别离。要想使异氰酸酯和水性羟基组分均匀混合，根本途径是将异氰酸酯水性化。早期运用阳离子型或非离子型外部乳化剂强迫乳化使异氰酸酯涣散在水中[18]，其乳化剂用量大，涣散后粒子较粗、储存安稳性差、涂层的耐化学性格差。为了战胜外乳化法的缺点，这些年选用亲水组分对异氰酸酯进行改性，使其能到达自乳化的意图。这其间，以德国Bayer公司对异氰酸酯水性化的研讨最为成功。到当时为止，已成功将第3代水性异氰酸酯固化剂产物商场化[19]。第1代水性异氰酸酯经过用缺乏量聚醚醇对如HDI或IPDI三聚体进行有些氨基甲酸酯化，这样，亲水改性的异氰酸酯如Bayhydur3100易于手动乳化于水中，可是这种改性却招致异氰酸酯均匀官能度下降，因此所得的涂膜交联密度低，下降了其耐化学性格。第2代水性异氰酸酯在第1代产物的根底上，经过脲基甲酸酯化，前进产物的官能度，产物更疏水，制备的涂膜归纳功用优秀，其代表产物是Bayhydur305。第3代水性异氰酸酯，选用氨基磺酸盐改性异氰酸酯，即便系统中富含较少的磺酸盐基团时，也可在水中很好地涣散，产物具有较低的亲水性，其代表产物有BayhydurXP2547、BayhydurXP2655，可广泛用于环境友好型水性双组分聚氨酯地坪涂猜中，涂料的枯燥、固化和耐化学品等功用，彻底可比较溶剂型双组分聚氨酯地坪涂料。

       德国Bayer公司成功选用丙烯酸多元醇涣散体和新研发的第3代水性异氰酸酯固化剂配成水性双组分聚氨酯地坪涂料，对奥运会场馆——国家游水中间的泡泡吧地坪进行了涂装，涂装和运用作用遭到咱们的认可，整个系统近于零VOC，其环保性更是彻底贴合“绿色奥运”之理念[20]。

       4结语

        跟着大家对安康和环保的重视，以及涂料科学技能的前进，地坪涂料的水性化得到了疾速开展，在许多功用方面已挨近或到达溶剂型地坪涂料的水平，可是水性地坪涂料作为水性涂料仍是存在显着的缺乏，如对施工进程及基材外表卫生度需求高，因水的外表张力大，污物易使涂膜发生缩孔，构成外表缺点。独特对面涂而言，外表缺点是丧命的硬伤。水性涂料不适宜在冬天或低温环境施工，如空气湿度大，独特是低温高湿时，更不宜施工;固化后交联密度比溶剂型涂料低，涂层布局疏松;涂层的外表光泽、丰满度与溶剂型地坪涂料仍有必定的距离。怎么进一步前进水性地坪涂料的归纳功用，仍是咱们涂料工作者往后尽力的方向。