无溶剂环氧地坪涂料用色浆产品分析

地坪涂料是工业涂料的重要组成部分[1]。环氧地坪是有机地坪涂料中应用最广泛的一种,是一种高强度、高耐磨的整体地坪涂装材料,具有无接缝,质地坚实,耐化学品性佳,防腐、防水、防尘,保养方便,维护费用低廉等优点[2]。环氧地坪开始是用于功能性地坪,如:防腐、耐磨、防滑等,发展到通用的普通工业地坪。后者除了具备功能性的要求,还兼具装饰性效果。由于其价格低廉、性能优异、施工便捷,有机环氧地坪已成为我国发展速度最快的产业之一,并得到了广泛的应用。

在国内有机类地坪材料市场中,环氧树脂地坪占据的市场份额为70%,聚氨酯地坪占10%,其他占20%。国内70%~80%环氧树脂地坪为溶剂型,而国外以无溶剂型和水性系统为主。

自1986年广州秀珀化工有限公司首次从国外引进地坪涂料以来[3],国内出现一大批环氧地坪涂料的公司,如:装和技研、上海阳森、广州汤普、深圳景江、东莞东升等。另外,一些国外知名品牌在中国也开设了环氧地坪项目,如:SIKA、PPG、BASF、NIPPON、MAPEI等。

在环氧地坪涂料中,色彩主要依靠颜料提供,颜料加入环氧地坪涂料的方式有两种:一种是颜料粉直接加入涂料中,然后进行分散、研磨;另一种是颜料以颜料浆的方式添加到涂料中。

前者可以预先制备不同颜色的单色色漆,需要复合颜色时,需将不同单色色漆按照一定的比例调配即可,但研磨成本较高,库存压力较大;后者可以制备不同颜色的高浓度颜料浆,颜料粉集中研磨,研磨成本低,库存压力小,调色时将颜料浆按照一定比例添加至环氧地坪基料中进行分散即可调配制备不同颜色环氧地坪色漆。

但颜料浆加入至地坪基料中容易出现絮凝、相容性差、施工分色等问题。世名科技针对这些问题,开发并量产了一套环氧地坪涂料用无溶剂型环色浆产品(SUP86系列),该系列产品在环氧地坪涂料(溶剂型环氧地坪涂料与无溶剂型环氧地坪涂料)中相容性佳,施工颜色均匀性高,无明显分色、发花等现象。在溶剂型环氧地坪涂料、无溶剂型环氧地坪涂料等主流体系中广泛应用,为广大环氧地坪涂料生产商提供地坪涂装着色解决方案。

1、环氧地坪的分类

环氧地坪涂料可分为:溶剂型环氧地坪涂料、无溶剂型环氧地坪涂料和水性环氧地坪涂料三大类。当前,溶剂型环氧地坪涂料仍占据主要市场,但因其中含有二甲苯、醇或醚酯类有机溶剂,在生产、施工、成膜的过程中会排放出大量的VOC,对周围环境和人体健康造成危害。

随着人们环保意识的增强,以及行业标准(GB/T 22374-2008《地坪涂装材料》,GB 38468-2019《室内地坪中有害物质限量》)的实施,环氧地坪涂料对VOC限量的要求越来越高,未来在室内地坪涂装领域,无溶剂型环氧地坪涂料与水性环氧地坪涂料将占据重要地位。

常见的水性环氧地坪涂料又可分为两种[3-5]:一种是以环氧树脂分散体乳液与水性胺固化剂配用的体系[6-8],另一种是以相对分子量低的液体环氧树脂与水性胺固化剂配用的体系[9-11]。第一种环氧树脂与固化剂均可溶于水或分散在水中,使用便捷;但因环氧乳液中含有较多的亲水链段或乳化剂,对最终涂膜的耐水性有一定影响。第二种环氧树脂自身不能溶于水,也不能分散在水中,施工过程中,将环氧树脂加入水性胺固化剂体系中,高速分散进行乳化,施工现场需配置高速分散设备,使用不方便。

水性环氧地坪涂料虽然能满足低VOC要求,但因成本、性能、施工习惯等各方面因素影响,目前市场占有率不高。相比之下,无溶剂型环氧地坪涂料不仅具有低VOC(甚至比水性环氧地坪涂料具有更低的VOC值[12]),且成本较适中、施工便捷、施工效果优异,因此,无溶剂环氧地坪涂料在地坪涂料市场占有一席之地。

2、世名环氧地坪涂料色浆的组成及基础参数

环氧地坪涂料大部以双组份材料供应,其中A组分主要由环氧树脂、稀释剂、颜填料及助剂组成;B组分为固化剂,主要成分为胺固化剂、促进剂、少量的环氧树脂及有机溶剂等。

为了提高环氧色浆与环氧地坪涂料的相容性,降低环氧色浆的加入对环氧地坪涂料性能的影响,环氧色浆尽量选用与环氧地坪涂料相同的原料,主要组成有环氧树脂、稀释剂、分散剂以及颜料粉。

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SUP86系列环氧色浆产品展示图

环氧树脂

环氧树脂与胺固化剂是环氧地坪的主要成膜物质,决定了环氧地坪的主要性能[13]。环氧树脂一般可分为缩水甘油和非缩水甘油两大类。缩水甘油类包含缩水甘油醚、缩水甘油酯和缩水甘油胺三大类。其中,缩水甘油醚类环氧树脂,包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂和线型酚醛环氧树脂等品种,其中双酚A型环氧树脂是应用最为广泛的环氧树脂品种,其总产量约占环氧树脂总量的85%以上。

目前,环氧地坪涂料行业选用的环氧树脂基本以双酚A型环氧树脂为主。非缩水甘油类环氧树脂又可分为脂环族环氧树脂和环氧化烯烃类,此外,还有混合型环氧树脂,即分子结构中同时具有两种不同类型环氧基的化合物。

根据地坪涂料不同的施工要求及使用要求,选择不同类型的环氧树脂。其中,性价比优良的双酚A型环氧树脂是普通环氧地坪涂料常用的原料。双酚F型环氧树脂黏度比较低,在配制无溶剂环氧地坪涂料时,常与双酚A型环氧树脂混合使用,但由于价格较高,目前使用量较少。其他类型环氧树脂具有一定的特殊性能,应用与一些特定的场合。

分子质量较高的固态环氧树脂(如:E-20、E-12、E-03、E-06),主要用于溶剂型环氧地坪涂料,其分子中含有较多羟基,可以与聚氨酯预聚物固化成膜,也可采用胺类固化剂与环氧基开环加成固化成膜。在无溶剂环氧地坪涂料配方中,一般采用分子质量较低的液态环氧树脂,常用的有E-44、E-42、E-51、E-54等树脂

环氧色浆产品要求具有一定的流动性,选用的环氧树脂黏度不宜太高。结合环氧地坪涂料行业选用环氧树脂特征,世名科技SUP86系列环氧色浆选择E-51型环氧树脂作为颜料润湿分散载体。

稀释剂

环氧树脂黏度高,不宜施工,需加入稀释剂以降低黏度。环氧地坪涂料用稀释剂有两种,一种是非活性稀释剂,另一种是活性稀释剂。加入非活性稀释剂,依靠物理混合降低黏度,在树脂固化过程中,非活性稀释剂会从涂膜中逸出从而增加漆膜的收缩率,降低粘接力和机械强度,当漆膜较厚时,内部稀释剂不能完全释放就会产生气孔[15-16]。因此,非活性稀释剂常用在溶剂型环氧地坪涂料中,在无溶剂型环氧地坪涂料中几乎不用或极少量添加。活性稀释剂一般含有一个或两个以上环氧基,可与固化剂反应,不会对环氧造成污染。在无溶剂环氧地坪中,需采用活性稀释剂制备涂料;在水性环氧地坪涂料中,也会使用活性稀释剂调整环氧树脂的黏度。

多数活性稀释剂为缩水甘油醚,分单环氧活性稀释剂和双环氧活性稀释剂。单环氧活性稀释剂每个分子上只含有一个环氧基团,与固化剂反应只能形成端链或支链结构,不能形成三维网络结构,因此影响漆膜的硬度、耐性,同时对漆膜也有一定的增韧作用[18]。双环氧活性稀释剂对漆膜性能的影响会小很多[19]。常见的单环氧活性稀释剂有AGE(C12~C14烷基缩水甘油醚),BGE(正丁基缩水甘油醚),在25℃时,BGE黏度低,对环氧树脂稀释能力强,但BGE具有刺激性气味,毒性较高,所以AGE成为最常见的环氧活性稀释剂。双环氧活性稀释剂有乙二醇双缩水甘油醚、丁二醇双缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚等,由于降黏效果不及单环氧活性稀释剂且成本较高,在环氧地坪涂料中应用不多[19]

为保障环氧色浆在无溶剂型环氧地坪与溶剂型环氧地坪体系中通用,在制备色浆材料选择时,一般选用活性稀释剂调整环氧色浆产品黏度。AGE因气味小、毒性低、稀释能力适中,世名科技SUP86系列环氧色浆采用AGE活性稀释剂作为颜料润湿分散介质。

分散剂

由于环氧树脂含有羟基及环氧等活性基团,能与这些基团反应的分散剂均不适用于环氧色浆的制备。这是分散剂选用的最基本的条件,除此之外,还需满足以下基本条件:

a)能够很好地润湿分散颜料,保证颜料粉研磨细度≤25μm;

b)保证色浆具备良好的状态(流动性);

c)保证色浆具备良好的存储稳定性,常温放置3个月或50℃存储7天后,无明显沉降、结皮、分液、返粗(SUP8608钛白等高含量产品低温存储“析出”≠返粗)等不良现象;

d)保证色浆添加到环氧地坪涂料中不能出现絮凝等相容性不佳的现象;保证环氧地坪涂料施工时颜色均匀性,无明显浮色、发花等弊病。

只有满足这些基本条件的分散剂才有可能设计、制备性能优异的环氧色浆。常用的分散剂厂家有BYK、EFKA、Clariant、AFCONA等。

颜料

环氧地坪涂料以钛白粉氧化铁类、中铬黄氧化铬绿美术绿等无机颜料为主,有机颜料容易出现分色现象;但由于有机颜料具有着色高、颜色鲜艳、环保性好等优点,已逐步取代部分无机颜料在环氧地坪涂料中进行着色。

3、世名SUP86系列环氧色浆产品

特点与应用优势

优异的抗浮色发花性

涂层浮色是指含两种以上颜料的色料,经施涂后多种颜料中的一种或几种以较高的比例被分离出来,并飘浮到涂层表面,这2种现象,称为浮色;涂层发花是指两种以上颜料的色料,经施涂后在涂膜表面出现不均匀的花斑现象。环氧地坪涂料在施工过程中,浮色、发花等颜色均匀性问题为常见问题,引起环氧地坪涂料浮色、发花因素很多,如:颜料表面状态及由此所决定的颜料和涂料亲和力不同;湿性不好或含水量高易产生浮色发花;颜料的粒径大小和密度的不同,差距越大越易浮色;涂料成膜时内部的表面张力不同;体系挥发速率;施工环境因素影响;施工材料(主漆、固化剂、着色剂、稀释剂等)之间相容性(配伍性)等。世名SUP86系列色浆采用E-51型环氧树脂、活性稀释剂、环保型无机、有机颜料及含特殊亲颜料基团的嵌段共聚物为分散剂制备,在市场通用溶剂型环氧地坪涂料、无溶剂型环氧地坪涂料体系中着色应用,具备较好的施工应用性,制备的地坪涂层颜色均匀度高。采用世名SUP86系列色浆调配灰色系溶剂型环氧地坪色漆(溶剂型环氧地坪涂料:SUP8608钛白:SUP8600黑 = 100.0:7.2:0.8;无溶剂型环氧地坪涂料:SUP8608钛白:SUP8600黑 = 97.0:2.7:0.3),评估色漆产品施工应用性

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通过指研及施工两种方式测试,世名SUP86系列环氧色浆可应用于溶剂型环氧地坪涂料以及无溶剂型环氧地坪涂料,无浮色发花等不良现象。

环氧固化剂发生反应

而不影响涂料性能;

通用于无溶剂型与溶剂型

环氧地坪涂料体系

世名SUP86系列色浆采用活性体系制备(参考2中描述),色浆中分散载体与介质均可与环氧固化剂发生交联反应,对涂层应用性能影响小;可通用于无溶剂型与溶剂型环氧地坪涂料体系。

产品安全环保,

符合行业产品发展趋势

世名SUP86系列色浆采用环氧地坪涂料行业通用的E-51型环氧树脂及活性稀释剂作为颜料润湿分散载体、介质,产品高固含(105℃*1.0h,不挥发份>95%),不添加挥发性有机溶剂,产品VOC含量低;

世名SUP86系列色浆采用环保型无机、有机颜料作为着色物质,产品中不添加使用含重金属类颜料,产品重金属含量低,符合国家与行业标准要求。

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产品色域齐全,

批次颜色稳定性高,配色服务便捷

世名SUP86系列里色浆产品色域齐全,可满足环氧地坪涂料涂装基本颜色需求;且,世名SUP86系列色浆颜色稳定性高,产品批次颜色控制在标准范围内,调配颜色重现度高;世名SUP86系列产品服务商可提供Ral K系与国标(GSB05-1426-2001)色卡颜色参考配方服务。11.png10.jpg11.jpg

产品着色性价比高

世名SUP86系列色浆颜料含量高,着色添加量少,颜色重现性佳,在环氧地坪涂料体系中应用,着色性价比高

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助力环氧地坪涂料生产厂商

实现清洁化、智能化生产

世名SUP86系列色浆产品通用性、相容性广,与环氧地坪涂料(溶剂型、无溶剂型)体系着色应用性能佳,可高效、稳定解决环氧地坪涂料着色问题;且使用世名SUP86系列色浆配色,在有效助力环氧地坪涂料生产厂家实现车间清洁化、智能化生产同时,又解放涂企生产力,为涂企高速发展提供稳定的色彩解决方案。

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产品使用说明与注意事项

a)使用前须搅拌均匀,避免因运输过程温度过高或存储时间过长等引起的不均匀性;

b)使用前应先做相容性实验,确定色浆与涂料体系相容性好方可进行调色;

c)使用完毕请密封好,以免色浆表面污染,影响下次使用;

d)请于通风条件下存放;在储存期间,因环氧树脂(活性稀释剂)产生浑浊或结晶因素导致的色浆产品“析出”现象(如:SUP8608钛白浆产品,颜料含量高,采用无挥发性溶剂体系制备,低温下易因环氧树脂(活性稀释剂)结晶导致色浆产品“析出”),可经由加热至50~60℃并同时搅拌,即可恢复原状;

e)如不慎与皮肤接触,先用抹布擦,然后用清水或肥皂水冲洗。

4、结语

世名SUP86环氧色浆可应用于溶剂型环氧地坪涂料以及无溶剂型环氧地坪涂料,无浮色发花等不良现象;

世名SUP86环氧色浆产品着色性价比高;在可控成本范围内,有效提升地坪涂料生产厂家车间生产清洁化、智能化的同时,提供稳定、高效的色彩解决方案。

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来源:世名科技




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