水性環氧塗料

水性環氧塗料是以水為溶劑或分散介質的塗料。水性環氧塗料包括水溶性環氧塗料和水乳化塗料。水溶性塗料常常也稱為電泳塗料，即樹脂溶於水後形成均勻膠體溶液，若樹脂離子帶電荷，在直流電作用下，膠體粒子可用電泳在工件表面放電沉積。

基本介紹

• 中文名：水性環氧塗料
• 外文名：津朝暉
• 顏色：各種
• 表乾：1≤
• 實幹：24≤
• 加速乾燥：10-20min
• 硬度：≥0.4
• 光澤度：半光、有光
• 衝擊強度：≥50
• 柔韌性：1
• 附著力：1

分類

按分散體系可以分為：

1) 水溶性環氧塗料 水溶性環氧又可分為水溶性陰離子樹脂塗料（陽極電泳塗料）和水溶性陽離子樹脂塗料（陰極電泳塗料）。常採用水溶性固化劑三聚氰胺甲醛樹脂、苯代三聚氰胺甲醛樹脂、脲醛樹脂和異氰酸酯封閉物等。

a) 水溶性陰離子樹脂塗料的樹脂由羥基含量較高的環氧樹脂與酸、酸酐反應，再與胺中和得到水溶性陰離子型樹脂。

b) 水溶性陽離子樹脂塗料的樹脂是由環氧樹脂與胺加成，再引入半封閉的多異氰酸酯作交聯劑，最後用酸中和而得到。

2) 水乳性環氧塗料 水乳型環氧塗料是採用合適乳化劑將較低相對分子質量的環氧樹脂乳化，並使其具有良好的儲存和使用穩定性。實用中常溫固化型者大多是水乳化塗料。

類型	樹脂形態	固化劑形式
1	液體或乳液	水溶性胺
2	固體水分散體	水溶性胺
3	液體/固體的乳液	酸或胺官能團的丙烯分散體
4	液體或乳液	胺分散體
5	固體分散體	胺分散體

特點

① 水性環氧塗料省資源、低污染 水性環氧塗料以水代替有機溶劑。水性環氧塗料的水的來源廣泛，可節省大量資源，在生產、運輸、塗裝過程中，基本上無污染物產生、無火災危險，因而有益於保護生態環境。

② 水性環氧塗料被塗物件表面經除油、除銹、磷化處理後，不必完全乾燥即可塗裝。水性環氧塗料當採用電沉積施工時，對被塗物件表面處理有更嚴格的要求。施工設備、工具均可用水清洗。

③ 水性環氧塗料電泳塗料採用自動化電沉積施工法，塗裝效率高於噴、刷、淋、浸等施工方法，塗裝質量穩定、產生弊病較少；其他水性環氧塗料可採用噴、刷、浸等施工方法。

④ 水性環氧塗料中有大量的親水基團，應著力改進塗膜的耐蝕性。水性環氧塗料對於室溫乾燥的水性環氧塗料，應採取有效措施，保證在規定時間內釋放出塗膜內的水。這是水性環氧塗料配方設計、生產和塗裝過程中值得關注的課題。

製備

根據製備方法的不同，水性環氧樹脂的製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，然後加入乳化劑水溶液，再通過超聲振盪、高速攪拌將粒子分散於水中，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。機械法製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，此方法製備的乳液中環氧樹脂分散相微粒的尺寸較大，約10μm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較差，並且乳液的成膜性能也不太好，而且由於非離子表面活性劑的存在，會影響塗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，是一種製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藉助於外加乳化劑的作用通過物理乳化的方法製得相應的乳液。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，製得的乳液粒徑比機械法小，穩定性也比機械法好，其分散相的平均粒徑一般為l～2μm。

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，並採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。由於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製備方法。化學改性法是通過打開環氧樹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。由於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，因此製得的乳液穩定，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。用化學改性法製備的非離子型自乳化水性環氧樹脂乳液由於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的變化適應性強，同時塗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塗料領域新的研究熱點。

套用範圍

1）混凝土封閉底漆 水性環氧樹脂塗料可在濕的或新澆注的混凝土表面施工，對混凝土表面有良好的附著力，可以封閉混凝土毛細管的水汽，並可防止泛鹼，適合作為混凝土封閉底漆。在封閉底漆上面可施工溶劑型或水性環氧地坪塗料。

2）工業地坪塗料 工業地坪塗裝方面是水性環氧樹脂塗料的重要用途。水性環氧氣味小，塗層表面易於清洗，特別適用於醫院、食品廠、超市、乳品廠和化妝品廠等需要保持高度清潔的場所。如需二次裝修，不影響重塗性，新老塗層仍保持良好的粘附性。

3）木器漆 採用的水性環氧樹脂塗料為雙組分體系，塗膜固化後具有較高的硬度和良好的抗刮傷性，配成清漆可用於木質地板，替代市場上廣泛使用的溶劑型聚氨酯水晶地板漆和聚酯家具漆，配成色漆可替代溶劑型環氧樹脂和聚氨酯磁漆，用於廚房、家具和機械設備等。

4）防腐塗料 水性環氧樹脂防腐塗料現已商品化的有水性環氧鐵紅防鏽漆、水性環氧磷酸鋅防鏽漆、水性環氧富鋅底漆和水性環氧雲母防鏽漆，水性環氧防鏽漆性能較市場上常見的苯丙、乙丙水乳型防鏽漆和水性環氧酯防鏽漆性能有很大提高，在國外是發展最快的水性塗料。經過較長時間的發展，水性環氧防腐蝕塗料已經套用到溶劑型環氧防腐蝕塗料所涉及的領域，國外甚至已將水性環氧防腐塗料列入重防腐塗料的範疇。

5）防水材料和防滲堵漏材料 水性環氧樹脂塗料與水泥、沙子配合使用可用作防水材料，環氧的交聯網路和水泥的水合固化使得該防水材料具有良好的防滲堵漏效果。可用於屋頂地面的裂縫修補，數小時後就可不漏水。

6）水泥砂漿修補材料 環氧乳液水泥砂漿修補材料是一種聚合物水泥砂漿，與水泥、沙子等多種材料有良好的配伍性和粘結性、自身機械強度高、耐久性好、施工方便，並具有可在潮濕和帶水環境下粘結修補的優點。在大壩、水閘等水利工程和道路橋樑修補中套用較多，增強和防滲效果良好。

7）膠粘劑 水性環氧樹脂塗料的混合比要求不是特別嚴格，一般在環氧基與胺氫比例為0.7：1～1.3：1範圍內均可固化，不需嚴格計量混配。作為膠粘劑，水性環氧樹脂可套用在新老混凝土的粘結、水泥預製品的修補和紙塑復膜用膠粘劑等。

8）玻璃纖維浸潤劑 環氧樹脂分子中的極性羥基和醚鍵對玻璃纖維表面有很強的粘附性，對玻璃纖維有良好的保護功能和集束性。並且環氧樹脂作為成膜劑與其他組分配合，有利於浸潤劑的穩定儲存。國外水性環氧樹脂乳液在玻纖浸潤劑中的套用已比較成熟。

9）鋁箔用防腐底漆 鋁箔在使用過程中容易遭受侵蝕，遇鹼產生 "白粉"或被氧化而鏽蝕，不但縮短鋁箔的使用壽命，還造成環境污染。空調親水鋁箔上的防腐塗層通常採用水性環氧塗料，採用烘烤方式，要求1－2μm的防腐乾膜塗層有良好附著力，且能夠耐強鹼。上海綠嘉的水性環氧塗料可比較成功地套用在這個領域。

10）核設施用塗料 水性環氧樹脂塗料以水作為分散介質，不含揮發性有機溶劑或含量很低，不燃，儲存、運輸和使用過程中的安全性很高，而且固化後形成的塗膜很容易去除放射性污染，而且水性環氧良好的復塗性可以方便核電站的多次裝修。國外很多國家已批准水性環氧樹脂塗料用於核電站內部。

施工工藝

以水性環氧地坪為例

基層處理

基層混凝土含水率≤15%，表面抗壓強度>C25，表面強度>1.5MPa。徹底清除基層表面的油污、灰塵等，凹凸不平之處需進行剷除、填補和打磨，確保清理後基層表面平整。

施工環境

溫度在10℃以上，相對濕度<85%。

施工流程

基層檢驗修補-打磨-封閉底漆施工-中間漆施工-打磨、清洗-膩子找平-面漆施工-檢驗-保養

養護

面層實幹需要24h，在此期間應進行封閉，以免影響表面潔淨、光滑的效果。72h後方可上人，7d後方可達到最佳使用效果（氣溫25℃為準，低溫情況下，開放時間需適當延長）。

發展歷史

第一代室溫固化水性環氧樹脂塗料 Casmide 360

液體環氧樹脂和經過成鹽的水溶性胺類固化劑混合，使得液體樹脂以乳液形式水性化。不適用金屬物件上，其耐腐蝕能力較差，可配成零VOC型，液體樹脂有良好的施工性，流變性和無須助溶劑就能達到良好的聚結。

特點：乳液穩定、均勻；低固含量時粘度較高（稀釋峰值問題）；施工期限較短；施工期限內粘度逐漸上升；膠凝開始後不會發生相分離；施工期限內得到的塗膜平整、硬度高、高光；通常不能用於金屬基體；慢乾，長期耐濕和耐腐蝕性較差。

第二代室溫固化水性環氧塗料

固體環氧樹脂水分散體和改性胺加成物組成。長適用期（6-8hr），較短的乾燥時間（4-6hr），良好的耐腐蝕性；由於其分子量較高。因此可配成，快乾型，長適用期型；相對疏水性的胺固化劑，常需要加入一定量的溶劑去幫助乳液的聚結。

第三代室溫固化水性環氧樹脂塗料

基於中高分子量、多官能團環氧樹脂水分散體和改性胺加成物固化劑。通過多官能團的環氧樹脂和多官能團的固化劑來提高交聯密度。樹脂是高分子量型，乾燥速度快於第二代和第一代。能配成低VOC型，耐蝕性可與溶劑型體系相媲美。金屬基體用塗料，底漆和磁漆的VOC均只有144~300g/l。長期的耐腐蝕性，耐溶劑性，耐磨擦、柔韌性和對各種不同的基材良好的附著力。常可用於水泥膩子和通用底材用面漆、底漆、中塗和工業維護用以及汽車修補漆的底漆和水線以上海洋用漆。