1、建筑裝飾材料科課程設計書 姓名 ; 沈碩學號 : 1140283136班級; 建材11-1 建筑工程技術學院 序一.水性環氧樹脂的概論1應用及優缺點2. 施工要點3.施工.使用要求二試驗理論1試驗原料及配方2水性環氧地坪涂料的制備3結果與討論三水性環氧的基本配方及制備工藝1。材料組成及配比2制作方法3水性環氧地坪涂料的施工工藝四。總結五.參考文獻一.概要1應用及優缺點水性環氧樹脂地坪漆是使用環氧樹脂和固化劑混合物生產的地坪漆。環氧樹脂地坪漆具有耐強酸堿、耐磨、耐壓、耐沖擊、防霉、防水、防塵、止滑以及防靜電、電磁波等特性，顏色亮麗多樣，清潔容易。因此環氧樹脂地坪漆廣泛用于電子廠、機械制造廠、五金

2、廠、制藥廠、汽車廠、醫院、航空、航天基地、實驗室、辦公室、超級市場、造紙廠、化工廠、塑料加工廠、飲料廠、肉聯加工廠、停車場等表面涂裝。目前已被國內眾多的廠家所接受和使用. 高品質水性環氧涂料在國內仍有較大發展空間。國內普通環氧樹脂供大于求、競爭激烈,主要是部分產能較小的作坊式企業。高品質環氧樹脂的適用性、穩定性較好,國內供不應求,大量依賴進口,2010年我國約進口環氧樹脂30.96萬噸。高品質環氧樹脂在國內仍有較大的發展空間,根據中國環氧樹脂協會的預測,全球環氧樹脂總體供求基本平衡,國內未來3年的環氧樹脂需求量年復合增長率可達8%-10%。 水性環氧涂料存在的問題 1、水性涂料對施工過程中及材

3、質表面清潔度要求高，因水的表面張力大，污物易使涂膜產生縮孔。 2、水性涂料對抗強機械作用力的分散穩定性差，輸送管道內的流速急劇變化時，分散微粒被壓縮成固態微粒，使涂膜產生麻點。要求輸送管道形狀良好，管壁無缺陷。 3、水性涂料對涂裝設備腐蝕性大，需采用防腐蝕襯里或不銹鋼材料，設備造價高。水性涂料對輸送管道的腐蝕，金屬溶解，使分散微粒析出，涂膜產生麻點，也需采用不銹鋼管。2. 施工要點環境;施工環境濕度小于85，溫度在1040之間，理想溫度在1535之間，并保持良好的通風。1）基面;基面保持干燥，打磨清除浮沉、油污等雜質，基面達到一定的平整度和粗糙度。2）滲透加強底涂;水性環氧樹脂H215-A：水

4、性環氧固化劑H215-B1：1.4混合均勻，添加80120的水混勻即可使用，可選用刷涂、滾涂、噴涂等工藝均勻涂裝于基面；混合好的底涂材料需在1小時內使用完，涂裝后3小時可進行下一道涂裝；如果基面強度較差，需涂裝2次底涂。3）0.5mm以上一次成型中涂；水性環氧樹脂H215-A：水性環氧固化劑H215-B1：1.4混合均勻，添加80120的水混勻，加入水泥砂子（水泥：目石英砂：目石英砂：）拌和均勻（在保證施工性的前提下水泥砂漿拌和盡可能干）即可刮涂；混合好的中涂材料需在1小時內使用完，涂裝后小時可進行下一道涂裝。4）批補膩子；水性環氧樹脂H215-A：水性環氧固化劑H215-B1：1.4混合均勻

5、，添加80120的水混勻，加入粉料（石英粉或滑石粉等）拌和均勻（在保證施工性的前提下膩子拌和盡可能干）即可刮涂；混合好的膩子材料需在1小時內使用完，涂裝后小時可進行下一道涂裝；涂裝小時后可對膩子打磨處理。5）亞光裝飾面涂；水性環氧樹脂H215-A：水性環氧固化劑H215-B：混合均勻，添加的水混勻調節粘度即可使用，可選用刷涂、滾涂、噴涂等工藝均勻涂裝；混合好的面涂材料需在1小時內使用完，涂裝后小時可進行下一道涂裝；一般涂裝次面涂。6）高光裝飾面涂；水性環氧樹脂H218-A：水性環氧固化劑H218-B：5混合均勻，添加的水混勻調節粘度即可使用，可選用刷涂、滾涂、噴涂等工藝均勻涂裝；混合好的面涂材

6、料需在1小時內使用完，涂裝后小時可進行下一道涂裝；一般涂裝次面涂7）罩面清漆；水性環氧樹脂H218-A：水性環氧固化劑H218-B1：1.8混合均勻，添加5080的水混勻即可使用，可選用刷涂、滾涂、噴涂等工藝均勻涂裝；混合好的底涂材料需在1小時內使用完。8）養護；自然養護25小時實干，完全固化需天。3.施工.使用要求濕度低于85，最佳溫度1535，并保持良好的通風素地要求平整、粗糙，清除浮塵、舊涂層等，達到C25以上強度，并作斷水處理，不得有積水；涂料兩組分調配時必須準確稱量，按比例混合，攪拌后的材料需在適用期內使用完涂料使用過程中不得交叉污染，未混合材料應密封儲存；施工后保養710天方可使用

7、。二.試驗理論1.試驗原料及配方    本試驗所用的原料及面涂配方見表1。1.試驗用原料及面涂配方表2水性環氧地坪涂料的制備    甲組分的制備:將水、部分水性環氧固化劑、消泡劑、潤濕分散劑加入到罐中，待體系攪拌均勻后加入顏填料，高速分散漿料的細度至50m以下，接著加入剩余的水性環氧固化劑和流平劑攪拌分散至體系均勻，過濾后出料包裝。    乙組分的制備:將環氧樹脂E-51和稀釋劑加入攪拌罐內,攪拌1020min后即可包裝。    施工時

8、將甲乙兩組分按（3.03.2）1.0的比例攪拌均勻即可使用。   .2.2水性環氧地坪涂料的施工    按照用途的不同，如抗沖擊、耐碾壓、耐磨損、耐腐蝕等，使得涂裝體系各有差異。所以需要按常規涂裝工序進行涂裝，即“基層處理封底漆環氧砂漿中涂環氧膩子面涂”，具體涂裝體系見表2。表2 水性環氧地坪的涂裝體系施工的溫度在1025，空氣相對濕度在65%85%，涂料最好在1h內使用完，以免因固化反應影響施工和涂膜性能。同時，可因地域、人流量、機械操作情況決定是否需要中涂和膩子。    2.3性能

9、測試涂膜的耐磨性由磨耗儀測定，按GB/T17681989執行；涂膜的抗沖擊性用抗沖擊儀測定，按GB/T17321993執行；涂膜的硬度用鉛筆硬度計測定，按GB/T17391996執行；涂膜的附著力用附著力測試儀測定，按GB/T17201989執行；涂膜的耐油性用120#溶劑油測定，按GB/T19341989執行；涂膜的耐酸性用10%的硫酸測定，按GB/T92741988執行；涂膜的耐堿性用10%的氫氧化鈉測定，按GB/T92651988執行；涂膜的光澤度由光澤度計測定，按GB/T17431989執行。3結果與討論 固化劑和環氧E-51的選擇及配比的確定水性環氧地坪涂料的成膜物質主要是由疏水性的

10、液體環氧樹脂和具有乳化性能的胺類固化劑兩部分組成，并決定著涂膜的基本性能。因環氧E-51在常溫下流動性好、容易施工、便于購買，水溶性聚酰胺較相對分子質量低的胺、水分散性胺類固化劑具有揮發性低、和環氧E-51的相容性好、乳化效率高等優點，故兩者配合選用。同時，為了使兩者很好地相容乳化、固化成膜，需加入少量低氣味、低黏度的AGE環氧稀釋劑(高于室溫不加)和助溶劑。    當環氧E-51被胺類固化劑乳化后在水中分散成連續相，隨著水分的揮發，固化劑和樹脂從表面向內部不斷發生交聯反應，形成立體網絡狀結構，與顏填料融合形成堅實、平整、連續的涂膜。然而，如果固化劑和環

11、氧樹脂配比過高，因兩者的交聯密度增加會導致涂膜的硬度增加，耐磨性提高，但柔韌性卻會降低，涂膜太脆，容易開裂，同時成本上升；如果固化劑和環氧樹脂配比過低，涂膜的柔韌性雖會有所改善，但因兩者交聯密度的不足會影響涂膜的硬度，甚至成膜的連續性。兩者之間的配比對涂膜性能的影響見表3。表3 固化劑和環氧E-51配比對涂膜性能的影響根據表3數據綜合考慮，固化劑和環氧樹脂兩者的配比選擇在（1.51.6）1.0比較合適。  3.2顏填料用量對涂膜的影響    水性環氧地坪涂料中，顏填料是不可少的，其不僅能降低成本，更能配合樹脂起到增加硬度、耐磨性、抗沖

12、擊和耐化學藥品的特性。一般要求其吸油值低、粒徑小、硬度高、耐磨性好、耐酸堿腐蝕性好。常用的顏填料有金紅石型鈦白粉、重晶石粉、石英粉、滑石粉。顏填料用量對涂膜性能的影響見表4。表4 顏填料用量對涂膜性能的影響從表4可以看出，隨著顏填料用量的增加，涂膜的抗沖擊性、硬度、柔韌性和耐磨性逐漸下降。這是因為隨著顏填料的增多，單位體積內用來包覆成膜的樹脂和固化劑的用量就會相對減少，導致干膜內的疏松程度增加，內聚力下降，從而使涂膜的綜合性能有所降低。但如果顏填料用量太少，不僅會導致成本增加，還會影響到涂膜的透氣功能。綜合考慮，顏填料用量選在34%36%比較合適。    

13、;3.3微蠟粉用量對涂膜的影響    經過以上樹脂-固化劑和顏填料的搭配，形成的涂膜雖然有一定的硬度和耐磨性，但當用手或重物壓磨時，還是會出現刮痕和粉末（見圖1），會影響到涂膜的外觀和使用壽命。故需加入適量微蠟粉以增強其硬度，減少其磨損，延長涂膜的使用壽命（見圖2）。但如果微蠟粉用量太多，會導致成本增加、硬度增大、容易開裂；如果用量太少，則起不到良好的增硬耐磨作用。微蠟粉用量對涂膜性能的影響見表5。圖1、2表5 微蠟粉用量對涂膜性能的影響 從表5可以看出，微蠟粉的用量選擇在2.0%2.5%較好，使用后涂膜的耐磨性較高，使用壽命較長。 

14、   3.4助劑的選擇    水性環氧地坪涂料還需要采用各種助劑調整涂料的黏度、穩定性和表面張力。其中，潤濕分散劑最重要，顏填料經過潤濕分散后通過靜電排斥作用形成穩定的分散體系，本文選用海川的H140潤濕劑和5040分散劑。同時再選用增稠流平劑用以增加體系的貯存穩定性和自流平性，本文選用諾普科的621N。消泡劑選用海川的8034A和羅地亞的681F復配使用。    3.5涂膜的性能指標    按上述配方將甲乙組分按比例混合，再加入總量30%左右的

15、水攪拌均勻即可施工。涂裝后隨著水分的揮發，固化劑和樹脂發生交聯固化，最后結合顏填料形成一層堅實平整連續的涂膜。三水性環氧的基本配方及制備工藝1。材料組成及配比水性環氧地坪涂料由A、B兩組分組成。A 組分是色漆組分，它是由水性環氧固化劑、水、顏填料以及助劑等組成，B組分為液體環氧樹脂和活性稀釋劑的混合物。A組分基本配方如下： 水性固化劑：18.030.0；水：15.025.0；顏填料：35.0-60.0；潤濕分散劑：0.20.8；消泡劑0.31.0；流平劑：0.150.5；抗劃傷助劑：1.04.0：增稠劑：0.2 1.0；水性色漿：3.0。水性環氧地坪涂料色漆A組分的制備工藝：在潔凈的

16、缸中加入部分水、助劑、顏填料預混合，然后加入水性環氧固化劑。剩余水攪拌均勻后，經砂磨機研磨分散至細度合乎要求。在攪拌狀態下，加入配方中剩余的水性環氧固化劑、色漿及助劑，攪勻，過濾，包裝。 水性環氧地坪涂料B組分的制備工藝：將配方量的環氧樹脂與活性稀釋劑攪拌均勻包裝即可。 配方比例 環氧 胺固化 公式 脂中環氧含量如下: 環氧指數 x 活性氫當量 = g固化劑/kg樹脂 環氧指數 Eq/kg Eq/kg g/Eq 環氧當量 g/Eq 替代公式 Eq/kg = 1000 g/kg / g/Eq100 g 樹脂/環氧當量 g/Eq x 活性氫當量 g/Eq = g固化劑固化100

17、 g樹脂 固化劑的胺功能性 (活性基團) : 活性氫當量 g/Eq 2制作方法根據制備方法的不同，水性環氧樹脂的制備方法主要有機械法、相反轉法、固化劑乳化法和化學改性法。1. 機械法也稱直接乳化法，通常是將環氧樹脂用球磨機、膠體磨、均質器等磨碎，然后加入乳化劑水溶液，再通過超聲振蕩、高速攪拌將粒子分散于水中，或將環氧樹脂與乳化劑混合，加熱到一定溫度，在激烈攪拌下逐漸加入水而形成環氧樹脂乳液。機械法制備水性環氧樹脂乳液的優點是工藝簡單、成本低廉、所需乳化劑的用量較少。但是，此方法制備的乳液中環氧樹脂分散相微粒的尺寸較大，約10m左右，粒子形狀不規則，粒度分布較寬，所配得的乳液穩定性一般

18、較差，并且乳液的成膜性能也不太好，而且由于非離子表面活性劑的存在，會影響涂膜的外觀和一些性能。2. 相反轉法即通過改變水相的體積，將聚合物從油包水(w/o)狀態轉變成水包油(O/W)狀態，是一種制備高分子樹脂乳液較為有效的方法，幾乎可將所有的高分子樹脂借助于外加乳化劑的作用通過物理乳化的方法制得相應的乳液。相反轉原指多組分體系中的連續相在一定條件下相互轉化的過程，如在油/水/乳化劑體系中，當連續相從油相向水相(或從水相向油相)轉變時，在連續相轉變區，體系的界面張力最小，因而此時的分散相的尺寸最小。通過相反轉法將高分子樹脂乳化為乳液，制得的乳液粒徑比機械法小，穩定性也比機械法好，其分散相的平均粒

19、徑一般為l2m。3. 固化劑乳化法是不外加乳化劑，而是利用具有乳化效果的固化劑來乳化環氧樹脂。這種具有乳化性質的固化劑一般是改性的環氧樹脂固化劑，它既具有固化，又具有乳化低相對分子質量液體環氧樹脂的功能。乳化型固化劑一般是環氧樹脂-多元胺加成物。在普通多元胺固化劑中引入環氧樹脂分子鏈段，并采用成鹽的方法來改善其親水親油平衡值，使其成為具有與低相對分子質量液體環氧樹脂相似鏈段的水可分散性固化劑。由于固化劑乳化法中使用的乳化劑同時又是環氧樹脂的固化劑，因此固化所得漆膜的性能比需外加乳化劑的機械法和相反轉化法要好。4. 化學改性法又稱自乳化法，是水性環氧樹脂的主要制備方法。化學改性法是通過打開環氧樹

20、脂分子中的部分環氧鍵，引入極性基團，或者通過自由基引發接枝反應，將極性基團引入環氧樹脂分子骨架中，這些親水性基團或者具有表面活性作用的鏈段能幫助環氧樹脂在水中分散。由于化學改性法是將親水性的基團通過共價鍵直接引入到環氧樹脂的分子中，因此制得的乳液穩定，粒子尺寸小，多為納米級。化學改性法引入的親水性基團可是以陰離子、陽離子或非離子的親水鏈段。非離子型水性環氧樹脂：非離子型水性環氧樹脂可分為乳化劑乳化的非離子型水性環氧樹脂體系、自乳化非離子型水性環氧樹脂體系和非離子型水性環氧固化劑體系。用化學改性法制備的非離子型自乳化水性環氧樹脂乳液由于只含親水性聚氧乙烯鏈段，不含陰/陽離子基團，因此乳液對pH的

21、變化適應性強，同時涂膜的柔韌性及耐水性也有較大的提升。故改性非離子型水性環氧樹脂體系的開發將成為水性環氧涂料領域新的研究熱點。1.2水性環氧地坪涂料的技術性能指標根據涂料的使用要求，調整A組分配方中水性環氧固化劑和顏填料的含量，可以按要求制成底漆和面漆。A、B兩組分的配比(按B組分包含的環氧基團的物質的量與A組分包含的氨基活潑氫的物質的量之比計)為：B組分：A組分：(1.01.2)：1。使環氧樹脂適度過量，以提高漆膜的耐水性和耐腐蝕性。其主要技術性能指標如下：容器中的狀態：攪拌混合后呈均勻狀態；表干：3h ；實干：24h ；附著力：1級：鉛筆硬度：H；耐沖擊性：50kg-cm；耐磨性(750g

22、，500rmi n) ：0.02 g；耐洗刷性：10000次；耐10NaOH：3 0d 無變化：耐10HCl ：l0d無變化。 .3水性環氧地坪涂料的施工工藝旋工底漆前，需將地面水泥砂漿剔鑿并清掃干凈，地面如有油脂類雜質，須用溶劑擦拭干凈以免附著不良；原水泥地面要求堅固、密實、平整、不起砂，地面如有空鼓、脫皮、起砂、裂痕等，必須按要求處理后方可施工；如果為水磨石、地板磚等光滑地面，須先打磨成粗糙面；基面應平整，最好要求2mm靠尺不大于3mm，基面應無積水或無明顯滲漏；施工時現場相對濕度應低于95，并無明顯“返潮”現象；環境溫度應在120以上，以免固化溫度過低，使涂膜性能下降。施工工序

23、一般為：基面處理一底漆一中涂( 砂漿層)一膩子一面漆一(罩光清漆) 砂漿層和罩光清漆可根據實際使用情況選用。 水性環氧底漆主要用來補強基礎，穩固基面殘留的塵粒，增加基面涂層間的附著力，對基面殘留的堿起一定的封閉作用。中涂施工比較關鍵，是針對基層不平整或有細微孔洞、裂縫等缺陷的基層近一步的處理。在已配好的水性環氧涂料( 中涂) 中加入石英砂和石英粉配成水性環氧砂漿，充分混合攪拌均勻，用鏝刀將其均勻涂布成一定厚度的平整密實層。中涂后用磨光機、砂紙將地坪打磨，并用水性環氧涂料( 中涂) 與石英粉配成的膩子依實際需要施工數道，要求達到平整無孔洞，無批刀印及砂磨印為準，為面涂提供良好表面。砂漿

24、層和膩子層一方面可以找平基面，對基面實行進一步加工；另一方面可以增加漆膜厚度，提高承載能力、防腐性能與涂膜使用期限。將面漆配制好，混合均勻后，用輥涂、刷涂或鏝涂方式施工，操作者應穿釘鞋進入修補缺陷，再用消泡棍筒進行消泡，以獲得平整均勻的表面涂層。水性環氧地坪面漆已經具有良好的性能，一般不需要再涂布罩光清漆。施工現場雙組分混合時應充分攪勻，固化劑乳化液態環氧樹脂需要提供足夠高的剪切力，以使環氧樹脂能乳化成較小的顆粒，最好使用手提式電動攪拌機在400800rmin速度下攪拌漆料數分鐘。施工時要特別掌握好漆料的使用時間，可根據漆料的適用期和現場施工人員數量合理調配漆料，以免漆料一次調配過多，超過使用

25、時間而造成浪費。施工底漆、面漆、清漆時可以采用輥或刷涂。施工膩子時采用刮刀刮涂，砂漿層的施工可根據實際情況采用刮涂或鏝涂。 4分析與討論成膜物質環氧樹脂的選擇試驗用環氧樹脂選用市場上易得的環氧樹脂E-51，因E-51環氧樹脂分子鏈較短，與固化劑有較高的有效交聯密度，能形成耐腐蝕性優良的涂膜。另外，環氧樹脂分子中的脂肪族羥基具有一定的親水性，這種羥基有利于水分子在涂膜內積聚或穿過，使涂膜的防水性下降。E-51環氧樹脂分子鏈中羥基含量很少，形成的涂膜中羥基含量必然也很少，這樣從環氧樹脂的選擇上提高了涂膜的耐腐蝕性和耐水性。 2活性稀釋劑對涂料性能的影響活性稀釋劑是黏度較低的含環

26、氧官能團的相對分子質量低的化合物，既能降低環氧樹脂的黏度，提高了施工時固化劑組分與環氧樹脂組分的易混勻性，使固化劑對環氧樹脂的乳化功能更容易發揮，而且活性稀釋劑與固化劑混合后又能直接參與與固化劑的反應，不產生VOC。我們選用了分子鏈較長的雙官能活性稀釋劑，用量為環氧樹脂質量的1015 左右，在涂膜的有效交聯密度變化不大的情況下使涂膜的柔韌性得到改善。 3水性固化劑對涂料性能的影響水性環氧固化劑是決定水性環氧地坪涂料最終性能的關鍵組分之一。作為水性環氧樹脂的固化劑，應能夠較好地溶解或分散在水中，而且在水中能夠穩定存在，與環氧樹脂要有良好的相容性。選用了一種水溶性聚酰胺加成物作為本體系的固化劑，該固化劑對基面的潤濕性 良好，能排開水固化，即使在較濕的基面也有很好的固化性能，解決了油性環氧涂料濕面施工困難的問題。 .4顏填料對涂料性能的影響為了使漆膜具有一定的遮蓋率，顏料的折射率與