一种厚浆型水性环氧中间漆（水性富锌）的解决方案

              一种厚浆型水性环氧中间漆（水性富锌）的解决方案

水性环氧在金属防腐领域越来越应用广泛，但是作为水性立面厚浆型涂层，如何在施工过程中获得较好的抗流挂性和抗开裂性，仍然是一个技术难题。

水性环氧不同于油性的均相体系，作为一种乳胶分散粒子的非牛顿流体，乳胶粒子以分散相的形式分散于水中，其粘度和触变性随环境温度变化影响很大。对于70微米以下的湿膜涂层，通过调节触变剂和挥发、固化速度，达到抗流挂要求问题不大；但是，中涂需要作为厚涂层来补充底涂的厚度从而提高耐腐蚀性能，要求70微米甚至300微米的厚度，其抗流挂性能的显得至关重要。尤其是随着环境温度变化，导致乳液粘度大幅度降低，流动性显著增强，抗流挂性能更加难以得到控制。

    为此，我们设计了水性环氧富锌低漆和水性云铁中间漆的专用水性环氧组合，以提高厚涂层的抗流挂性能，提高耐盐雾性能和抗开裂性能，降低VOC的排放，提高光泽度和稳定性，简化生产工艺。 

第一、该水性环氧体系的显著特点 

E-215为100%固含量E51环氧改性的自乳化环氧树脂，MH3150-F（MH-3150-M）为不含水的改性胺类水性固化剂，二者均可以直接加水乳化成乳液使用。配方可以做在环氧E-215中，固化剂组分可加水做成透明乳液包装。使用时，先将固化剂倒入配料桶中加水稀释混合，再加入E-215制作的水漆组分，混合搅拌均匀即可施工。该方案有几个方面的优势：

1-1喷涂过程中，尤其对立面和顶面抗流挂性好，触变性随温度变化较小。使用过程中，根据环境温度的不同调节加水量，水直接加在固化剂组分中事先混合均匀。这样两个组分混合均匀后，表现出很好的假塑性和触变性，即使300微米以上的涂层，即使立面和顶面均不会产生流挂。 
1-2水漆组分可部分采用环氧树脂活性稀释剂稀释，可提高固成分，有效降低溶剂的加量，降低VOC 排放。 
1-3因两组分整体固成分较高，通过加水稀释调节湿膜的厚度，在保证干膜厚度基本一致的前提下，降低了综合用料成本。 
 1-4水漆和固化剂组分中均不含水，不会导致硅烷偶联剂水解，可通过添加通用的硅烷偶联剂KH550\KH560等增强水漆的湿粘接强度和耐盐雾性能。 
 1-5形成的涂膜光泽显著高于乳液制作配方的体系，环氧固化的交联度致密度显著提高，耐性显著提高。 
 1-6 E-215环氧制作配方不含水，类似于油性环氧漆的特性，可以高速研磨达到细粒度的要求，不会出现乳液型水漆返粗、破乳等现象，即使出现分层，稍加搅拌即可分散均匀，产成品保质期大幅度延长！ 
 1-7涂膜交联度显著高于乳液体系，耐盐雾性能优，耐水性耐溶剂性优。 
 1-8韧性好，附着力好。 

 二、配方设计中需要注意的问题 
 
当然，就像硬币的正反面，优势产生的同时也会带来相应的短板，需要在配方设计和施工过程中特别注意：

2-1该方案中，水漆组分和固化剂组分混合均匀后，形成的是“油包水”的乳液，高速分散和再度加水到一定程度才能形成“水包油”的乳液。随着搅拌速率的提高，此过程中有一个相转变导致的流变性突变。因此，加水量需要通过实验验证确定加量范围，使体系维持在“油包水”的状态。 
 2-2活化期缩短。因实现环氧和固化剂分子混合充分，乳胶粒子中已经包含树脂和固化剂的均相混合物。水分和溶剂挥发的过程中，环氧和固化剂也一直在化学反应。如果在夏天气温高、湿度大的环境下，固化反应表面凝胶较快，而水分挥发不够充分，产生厚涂层开裂的可能性就大增。因此，夏季选用反应慢的固化剂，配合活性稀释剂加入可延长凝胶时间，给水分的挥发提供足够的时间窗口，可有效回避厚涂层开裂的问题；而冬季低温低湿度干燥环境，选择快干固化剂比较合理。如夏季选用慢干的E-215配合MH3150M\MH6380，冬季选用快干的E-215配合MH3150F/MH8119/MH6600，可满足不同环境温度下的应用。

2-3流平性相对欠缺。不过，通过高沸点助溶剂、水性流平剂的加入，可有效弥补。如制作高光的水性地坪面漆。

三、配方举例：

 3-1水性环氧富锌底漆参考配方：

A剂 
 E-215                         12.5

B剂

水加入固化剂中预先混合，在加入水漆充分混合搅拌，即可喷涂。 
 活化期40分钟，表干60分钟。

3-1-1、低富锌含量产品可用部分导电的磷铁粉替代锌粉制作，考虑到吸油量增加，可适当加大溶剂含量，单官能团活性稀释剂控制在环氧树脂的15%以内。 
 3-1-2、MH3150F为不含水水性环氧固化剂，对锌粉加在环氧中的配方，建议固化剂事先加水乳化包装，能得到较好的成膜性。加量及稳定性需通过实验验证。。 
 3-1-3、考虑到气味问题，可用丙二醇甲醚取代乙二醇叔丁醚。 
 3-1-4、该配方中性盐雾实验》1500小时。 

3-2厚浆型水性环氧云铁中间漆参考配方： 
 A剂：

E-215                      22.6 
 环氧活性稀释剂692          3 
 丙二醇甲醚                  4 
 800目云母氧化铁粉          52.8 
 1250目沉淀硫酸钡           15.4 
 水性分散剂                  0.5 
 水性消泡剂                  0.2 
 基材润湿剂                  0.5 
 KH560                      0.5 
 白炭黑                      0.5 
 合计                       100份 
 B剂： 
 MH3150M(F)                56 
 去离子水                    44 
 合计                      100份 
 配比：                 
   100:20 
 固含量》85.8%，溶剂含量5%。 
 水加入固化剂中预先混合，再加入水漆充分混合搅拌，即可喷涂。 
 3-2-1为保证树脂固化剂对颜填料的浸润性，方能保证涂膜性能，树脂在树脂颜填料中的占比含量》33%。 
 3-2-2单官能团活性稀释剂不能超过环氧树脂的15%的用量，双官能团或者多官能团活性稀释剂用量可以加大到25%。 
 3-2-3固化剂中如果需要加大去离子水的用量，需要配合助溶剂的加入，其稳定性需要通过实验验证。 
 3-2-4 配合底漆，该配方中性盐雾实验》1500小时。 
 3-2-5为满足施工的要求，后续配漆过程中的加水量需要通过实验验证。 

四、该方案的意义 
 将油性高固低粘涂料的方案引入到水性环氧漆中，制成的涂料既有涂膜性能上的优势，又简化了工艺，提高了稳定性，降低了成本和VOC 的排放，具有一定的社会价值。