環氧地坪涂料的研制畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 改善附著力。(3)改善流變性能顏料可以提高涂料的黏度，還可以賦于涂料以很好的流變性能，例如，通過添加顏料（如氣相 SiO2）賦予觸變性質。(4)改善耐候性有的顏料可吸收紫外光或反射紫外光，起光屏蔽作用，如炭黑既是黑色顏料又是一個紫外吸收劑。(5)功能作用如防腐蝕作用，在防腐蝕顏料中由起鈍化作用的顏料，如紅丹（Pb 3O4） ，也有對水與空氣起屏蔽作用的顏料，如鋁粉、云母及玻璃鱗片，還有作為類似犧牲陽極的鋅粉等。(6)降低光澤在涂料中加入顏料可破壞漆膜表面的平滑性，因而可降低光澤，在清漆中常用的極細的二氧化硅或蠟來消光。(7)降低成本許多不起遮蓋和色彩作用的顏料（如 CaCO3，SiO 2，滑石粉等）價錢便宜，加入涂料中不影響涂層性質，但可增加體積，大大降低成本。它們稱為體積顏料或惰性顏料。 填料填料的適應性不僅取決于填料的化學組成，還與其形狀及顆粒的大小（粒徑或粒度）有關。例如為改進機械性能，最好采用針狀或纖維狀（棒狀）填料，這種填料由玻璃、石棉、粘土、碳酸鈣等；要改進熱傳導性，可采用導熱好的鋁、鎂、及其化合物，各種結晶性硅石、金屬等。在環氧樹脂中加入一些粉狀的無機填料，可以降低其價格，促使其硬度增加，在放熱的固化反應中作為一個熱滲入物，減少在固化中的收縮率，并改善其他工藝及性能參數。填料對環氧樹脂增粘的效果主要與填料表面的物理化學結構有關，也與填料粒子的大小和形狀有關。通常說來，填料的加入，環氧樹脂從均一體系變成了非均一體系，隨著填料用量的增加，環氧樹脂加填體系的粘度亦隨之增加。為了改善填料的表面性質，增加填加量，改善環氧樹脂固化物的性能，常常用硅烷偶聯劑和鈦酯系偶聯劑對填料進行表面處理。處理效果因偶聯劑的種類不同而不同。 助劑正確使用助劑，可以提高涂料產品的質量，擴大涂料產品的用途，改善涂料的施工功能。隨著環境保護的需要，水性涂料、粉末涂料、水稀釋性涂料、高固含量涂料日益增多，助劑的品種也越來越豐富。若正確設計添加助劑的涂料配方，不僅可以提高涂膜的各項性能指標，使涂料具有一些新的特性，還可以提高涂料產品的經濟效益。 消泡劑(1)氣泡的產生在涂料生產過程中，泡沫是作為干擾因素出現的，它使涂料產品在應用時產生表面缺陷，既有損外觀，也會影響涂膜的防腐性和耐候性。空氣不僅在涂料制造期間能進入涂料體系，在涂料施工期間同樣也會進入涂料體系而產生泡沫，消除在涂料施工時產生的泡沫比消除涂料生產時產生的泡沫更為困難，因為消除施工時產生的泡沫，不僅必須在涂料干燥以前，而且還要留下足夠的時間讓濕膜流平，否則會給漆膜留下缺陷。漆涂施工對消泡劑的性能由很高的要求，因為涂料離開噴嘴后被空氣包圍，所以消泡劑必須立即破壞掉在底材上所形成的任何微泡。無空氣噴涂也會有泡沫問題，因為在施工前必須對涂料進行攪拌，此時空氣就會進入。另外在泵內受壓條件下，空氣會溶解在涂料之中，在壓力降低之后及在涂料通過噴嘴后，涂料中溶解的空氣和涂料從噴嘴出來時夾帶的空氣都會導致涂膜中產生微泡。簾式淋涂時，涂料通過簾幕從狹縫隙中流入底材上，多余的涂料通過泵送回儲槽中，此時相當多的細分散空氣就會混入涂料里，若沒有足夠多的消泡劑把這些空氣消除，繼續涂裝就會造成有缺陷的涂層產生。在使用漆刷和輥筒涂裝時，空氣也會隨漆刷和輥筒的移動進入涂抹中。此外，多孔底材，如墻壁、未經處理的木材等也能顯示出增加成泡的傾向。要實現泡沫的穩定化，必須滿足如下條件 [3]：介質必須是液體，而且至少要由兩種物質所組成；必須有可溶性的表面活性劑存在；必須產生 Marangoni 效應；必須有凝膠狀表面層形成。(2)消泡劑的分類對于各種涂料所用消泡劑品種來說。它們的作用明顯，專用性強，不會出現任何不能接受的副作用。一次它們與非輔料用消泡劑相比，將更為復雜。它們通常已液體形式供應。液體類型的消泡劑，多數為復配型，尤其是乳膠漆總是由的更是如此。為了便于自動化生產中，用泵輸送物料，這類消泡劑以低黏度為好。按目前的習慣，涂料用消泡劑可分為三大類 [2]；礦物油類消泡劑、聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷，俗稱有機硅類消泡劑、不含有機硅的聚合物類消泡劑。礦物油類消泡劑通常由三類物質組成：載體占整個系統的 75%~85%；憎水顆粒占 10%~15%；乳化劑或展開劑占 5%~10%；有的配方里還有少量的穩定劑或防腐劑。載體是把主要消泡物質帶入泡沫體系中，并幫助擴散到泡膜上，起到承載和稀釋的作用。它對消泡劑的消泡性能和消泡性能的持久性有較大的影響，對泡沫體系來說，其特點是具有選擇性。載體應該是低表面張力的物質，它對泡沫體系必須有適宜的不相容性，且易上升到泡沫體系表面。常用的載體是烴油或水，其他的如脂肪醇、脂肪酸酯或溶劑。憎水性組分在消泡劑配方中起著主要的活性作用，它可以是液體，也可以是固體形式。若以液體形式則以乳液液滴存在；如以固體顆粒存在，它的粒徑應為 之間的憎水性材料。顆粒太小，有效性顯著降低；顆粒太大，就不能進入泡沫膜層，微泡聚集程大泡就不會發生。它們既不溶于本配方的體系之中，又不溶于泡沫體系之中，選用哪種憎水性組分，在很大程度上取決于泡沫介質的性質，既要能消除泡沫，又要給涂料留下平整、光滑的膜，這極為重要。有許多憎水性材料可供選擇，它們是蠟、金屬皂、聚氨酯、高分子量聚乙二醇、飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸、聚脲等。乳化劑或展開劑也十分重要，因為它們可以調整活性組分在涂料體系的相容性，使之達到相容性和不溶性的平衡。使活性組分達到所需要的粒徑大小，發揮消泡作用。它們還能保持活性組分滲透到表面膜，迅速擴散并急劇貫穿涂膜表面，使活性成分立即起消泡作用。可以使用的乳化劑或展開劑是：脂肪酸酯、磺化脂肪酸、脂肪酸硫化琥珀酸酯、辛基或壬基酚聚氧乙烯醚、脫水山梨（糖）醇酯和它的乙氧基化物等。有機硅類消泡劑一般是指兩類化學物質；一類以聚二甲基硅氧烷為主，在某些情況下，也可以是乙基和部分羥基、苯基、氰基、三氟丙基等的硅氧烷；另一類是以聚醚或有機物改性的聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷類消泡劑 聚二甲基硅氧烷為不揮發油狀液體，在水、動植物油及礦物油中不溶解或溶解性很差。既耐高溫、又耐低溫，物理性能穩定。化學惰性，無生物活性，且有很低的表面張力，是一類應用廣泛的消泡劑。聚二甲基硅氧烷用作消泡劑時，它的聚合度 n 值為幾十到幾百。相對短鏈的聚硅氧烷常用作涂料的表面助劑，在涂料中常顯示出穩定泡沫的性質，是穩定泡沫還是消泡，則取決于所有硅氧烷的溶解度和相容性，只有選擇適宜的溶解度和相容性的硅氧烷的產品才能有消泡功能。改性聚二甲基硅氧烷類消泡劑 為了滿足不同漆種和各種配方有選擇性相宜的不相容性，既能滿足小跑能力的要求，又有適宜的親水性和親油性的平衡，有良好的漆膜外觀，人們在聚二甲基硅氧烷主鏈上用各種聚醚和有機物基團進行改造，獲得了理想的結果。不僅聚硅氧烷可用作消泡劑，其他一些聚合物也可以通過有選擇性相宜的不溶性而起消泡作用，例如丙烯酸酯與環氧樹脂就存在這樣的不相容性。為了獲得“混溶”與“不混溶”間的適當平衡，可有意識地改變聚合物的極性和分子量（分子量分布） ，來獲取我們所需要的產品。與有機硅消泡劑相比，聚合物型消泡劑的混榮幸即使很好，也不會穩定泡沫，這就是這類消泡劑的優點。但是，它們可能消泡效果太弱，甚至完全沒有。 潤濕分散劑潤濕分散劑用于促進基料對顏料的潤濕及分散。顏料良好的潤濕分散，是配漆的重要部分，新粉碎的顏料粒子是疏液的，只有潤濕后，才能從疏液態轉變成親液態。親液的顏料粒子能很好地與樹脂溶液相容，不會受到樹脂溶液的壓迫而相向運動，造成絮凝，會在分散劑中運行無定向的布朗運動，使分散體處于良好的穩定分散狀態。顏料的分散是指在外力的作用下把顏料顆粒潤濕、粉碎、分散到展色劑中，以期待得到一個穩定的懸浮體。所以，潤濕、粉碎、穩定是三個不可分離的緊密相連的過程。潤濕實際是顏料表面的置換工程，指的是用樹脂或表面活性劑取代顏料表面上的吸附物、空氣、水等，增強顏料與展色劑的相容性。粉碎指的是利用機械力把凝集的二次團粒粉碎到工藝要求的細小顆粒，構成懸浮分散體。穩定指的是制成的懸浮分散體在無外力作用下，能夠處于穩定的狀態，不再產生凝聚或沉降。上述三部分中又以穩定最為重要。若顏料分散后部穩定，將出現諸如光澤不良、浮色發花等弊病。潤濕分散劑的功用主要在于穩定，同時對濕潤及分散亦有效用。 環氧地坪涂料的發展方向 新型環氧樹脂 新型環氧樹脂的開發應用是環氧涂料應用技術發展的基本保證條件。新型低粘度環氧樹脂，圖脂肪族環氧樹脂、雜環型環氧樹脂、均一相對分子質量的環氧齊聚物等，都會明顯改變環氧涂料的質量、增加環氧涂料新品種；不含溴阻燃型環氧樹脂、有機無機環氧樹脂等新型環氧樹脂的開發應用，是環氧涂料行業的重要技術課題之一；液晶環氧樹脂、新型耐溫及耐濕環氧樹脂，是功能性環氧涂料不可缺少的基料。 溶劑型環氧涂料的低污染化全世界每年向大氣中釋放碳氫化合物約為 20220kt，其中有機溶劑為 3500kt，大部分是涂料行業所為。為凈化大氣、減少污染，限定甲苯、二甲苯和甲乙酮等有機溶劑的排放量（VOC） [6,7]。因此，家底溶劑型環氧涂料的有機溶劑污染、改善生態環境，應采取有效措施 [7]。(1)改變溶劑組成 采用高環烷烴類（如 CYPAR7 及 CYPAR9）溶劑、二元酸酯（DBE）溶劑等無危害性混合溶劑替代溶劑型環氧樹脂涂料中的乙二醇醚類和二甲苯等有污染性溶劑。(2)開發低污染溶劑體系 準確掌握有機溶劑的理化性能，研究配制低黏度、高溶解力和低污染的混合溶劑體系，生產無三苯（甲苯、二甲苯、苯）和無支鏈酮類的溶劑型環氧涂料。(3)減少有機溶劑的用量 減少有機溶劑在涂料中的用量是降低對環境污染及對人體危害的切實可行方法。結合我國國情，是一種易于被接受、比較受用戶歡迎的有效措施。經過應用基礎開發研究，有些溶劑型環氧涂料中的有機溶劑將大幅度減少。具備條件時，實現高固體化。 新型顏料開發利用利用鐵酸鋅等取代傳統的鉛（鉻）系防銹顏料、鉍黃替代鎘黃，選用脂肪族環氧樹脂作基料，可制造新型環氧樹脂涂料；開發低污染雜環類高飽和度的紅色顏料，擴大新型有機無機顏料應用范圍；開發高品質金屬氧化物復合顏料；采用顏料包膜及納米技術、開發涂料專用納米材料品種。 功能性固化劑的開發利用功能性固化劑及特效助劑是全面提升環氧涂料水平及產品精細化率的關鍵性的材料。今后應著力開發應用功能性固化劑及特效助劑，推出環氧涂料新品種，滿足相關行業的新要求。 提高涂裝質量加強對涂裝工藝的合理性及安全性的研究；開發利用先進的涂裝設備；改進涂裝技術，提高涂料利用率、保證涂膜使用效果。隨著人們現代生活和行為方式的改變，各種公用、公共場合對地面的裝飾、清潔、安全和功能的要求在不斷提高，推進了地坪涂料尤其是功能性地坪涂料的應用與發展。雖然我國現有的地坪涂料品種已相對較為齊全，但產品質量參差不齊，尤其是產品質量的穩定性差，目前還缺少相應的產品標準，施工技術的普及性差使地坪涂料的應用受到限制，使成品涂料地坪層的質量受到約束，專業施工公司也非常少，這些都是今后發展中值得注意的問題。隨著應用的繼續普及和市場的進一步擴大，其中一些問題將會在發展中得到解決。同時，隨著新材料的引入和工業發展對新型地坪功能要求的提高，將會有新的產品出現于市場。另一方面，地坪涂料的環保性也將會受到重視，水性地坪涂料、聚合物改性水泥基地坪涂料（如環氧改性水泥類、丙烯酸酯改性水泥類）會受到更多的重視，并會出現更多的研究和應用。 2 實驗 實驗原料實驗所用的原料見表 1：表 1 實驗所用的原料原料名稱 生產廠家E51 環氧樹脂 河北諾爾信化工有限公司Shell828 環氧樹脂 荷蘭 Shell coJ50 固化劑 天津延安化工廠T100 固化劑 天津延安化工廠1327 固化劑 天津潤升化工有限公司二乙烯三胺 香港環琦化工有限公司T31 固化劑 天津延安化工廠鈦白粉 德國拜爾公司中鉻黃 德國拜爾公司鐵紅 德國拜爾公司酞菁藍 德國拜爾公司6800 消泡劑 臺灣德謙EFKA 消泡劑 德國 EFKA904S 潤濕分散劑 德國 EFKA稀釋劑 上緯（上海）化工有限公司 實驗器材主要實驗器材：三輥研磨機（秦皇島金佳機械有限公司） 、攪拌棒、容器、天平。 實驗的流程圖1 實驗的工藝流程圖首先將取出的環氧樹脂放入容器里，加入稀釋劑、顏料、潤濕分散劑和消泡劑等助劑，攪拌均勻后在三輥研磨機上研磨，分別得到四種顏料的色漿，將色漿放入儲存罐里；將取出的環氧樹脂放到另一個容器，加入稀釋劑、填料、助劑，放到三輥研磨機上研磨，得到基料，將基料儲存到另一個容器里。取出各種色漿，配成所需的涂料的顏色后，加入基料和固化劑攪拌均勻，放置一段時間涂膜，一段時間后測量涂料的各項性能。 環氧自流平涂料制備步驟 色漿的制備色漿是由環氧樹脂、稀釋劑、顏料、助劑等配制而成的。用天平稱取適量的環氧樹脂，根據環氧樹脂的粘度加入稀釋劑攪拌均勻（稀釋劑的加入量根據環氧樹脂的粘度確定） ，然后加入適量的加入適量的顏料和潤濕分散劑。最后將配置好的混合料用三輥研磨機進行研磨，研磨至需要的粒徑后儲存起來備用。在制備色漿的過程中應該注意的問題有：(1)研磨色漿顏色應該有淺到深，順序為：白色，黃色，紅色，藍色。(2)由于顏料是顆粒狀的所以必須不斷的調試三棍研磨機使顏料研磨至需要的粒徑從而使顏料分散均勻。(3)顏料的加入量應控制，尤其是制備藍色漿顏色不要太深。(4)色漿儲存在帶蓋的容器中。