环氧大豆油在无溶剂环氧地坪涂料中的应用研究

汪斌;陈团

【摘要】采用环氧大豆油(ESO)作为无溶剂环氧地坪涂料体系的活性稀释剂成分,对环氧地坪涂料进行共混改性,研究了ESO用量对环氧地坪涂料的稀释作用和增塑作用,及其对环氧地坪体系性能的影响,确定ESO在环氧地坪涂料体系中的合适用量;并通过对固化剂和促进剂的选择和评估,确定合适的固化体系.

【期刊名称】《涂料工业》

【年(卷),期】2014(044)012

【总页数】5页(P1-5)

【关键词】环氧大豆油;环氧地坪涂料;无溶剂环氧自流平涂料;柔韧性

【作者】汪斌;陈团

【作者单位】厦门固克涂料集团有限公司,福建厦门361100;厦门固克涂料集团有限公司,福建厦门361100

【正文语种】中文

【中图分类】TQ635.53

环氧耐磨地坪涂料为双组分常温固化型涂料，有溶剂型和无溶剂型2种［1］，因其高强度、耐磨损、防腐、防水，防尘、保养方便等优点一直在地坪涂料体系中占据着主导地位。但环氧地坪涂料体系也有不足之处：一方面主体树脂环氧树脂黏度偏大，需要加入活性或非活性稀释剂来调节，而大多数的稀释剂存在气味和毒性偏大的问题［2］；同时，环氧树脂本身具有很高的交联密度，存在质脆、韧性低和耐冲击性能差等缺点，因此提高韧性对环氧树脂使用至关重要［3］。

环氧大豆油（ESO）是一种资源丰富、价格适中、无毒无味、环境友好的材料，可赋予制品良好的热稳定性、光稳定性、耐溶剂性等性能，广泛应用于塑料建筑材料、食品和药品包装材料及制品、玩具、家庭装饰材料等领域。ESO分子链含有3～4个环氧基，结构类似

于多环氧化合物型环氧树脂活性稀释剂。由于ESO本身黏度较低，价格适中，可采用ESO对环氧地坪涂料进行改性［4-6］。

本研究采用环氧大豆油（ESO）作为环氧地坪涂料体系的活性稀释剂成分，对环氧地坪涂料进行共混改性，研究ESO用量对环氧地坪涂料的稀释作用和增塑作用，及其对环氧地坪体系性能的影响，确定ESO在环氧地坪涂料体系中的合适用量，并通过对固化剂和促进剂的筛选，确定合适的固化体系。

1.1 试验原料

环氧大豆油（ESO）：工业级（环氧值≥6.3，碘价≤3.0），厦门惟乐环保材料有限公司；环氧树脂（618）、环氧丙烷丁基醚（660A）：工业级，江苏三木集团有限公司；改性芳脂胺（D6350）：工业级，上海君江科技有限公司；端氨基聚醚（T403）：工业级，扬州晨化科技集团有限公司；腰果油改性胺（NX2007）：工业级，卡德莱公司；改性脂环胺EU5106：工业级，上海德坤化学；2，4，6-三（二甲基氨基甲基）苯酚（DMP-30或K54）：工业级，美国气体化学；涂料助剂（润湿分散剂、流变助剂、消泡剂、流平剂等）：工业级，市售；颜填料（金红石型钛白粉、硫酸钡等）：工业级，市售；促进剂（

叔胺与醇胺复配）：自制。

1.2 试验仪器

HFHC-LY-10型万能材料试验机：合肥海创仪器有限公司；QGS型干燥时间试验器：天津市材料试验机厂；涂料湿膜制备器、STM-V型斯托默黏度计：上海现代环境工程；LX-D型邵氏硬度计：无锡市前洲测量仪器厂；NDJ-1型旋转黏度计：上海维菱科学仪器有限公司；WGG 60°型光泽度仪：上海杰颖电子技术有限公司。

1.3 涂料制备

1.3.1 无溶剂环氧地坪涂料的基础配方

无溶剂环氧地坪涂料的基础配方见表1。

1.3.2 制备工艺

环氧大豆油脱水：环氧大豆油中含有一定量的水分，水分的存在会影响固化的效率而引起涂膜缺陷，故需要进行脱水处理［5-8］。把环氧大豆油加热到100～110℃，在真空度不

低于0.096MPa下30min减压脱水。

主漆（A组分）制备：把部分环氧树脂、环氧大豆油、流变助剂、润湿分散剂和部分消泡剂加入分散缸中，高速分散5min以上，依次加入颜填料，并高速分散15min以上，放入砂磨机中砂磨至细度50μm以下，放出并加入剩余树脂和助剂，中速分散均匀即可。

固化剂（B组分）制备：依次加入各组分，中高速分散成均匀透明胶液即可。

2.1 ESO最佳用量的确定

2.1.1 ESO和660A用量对环氧树脂的稀释作用

设定试验温度25℃，分别在环氧树脂618中加入5％（以ESO或660A与环氧树脂的质量百分比计，下同）、8％、10％、15％、20％的ESO和660A，并测试其黏度，如图1所示。

由图1可以看出，ESO用量为环氧树脂618的6％～8％时，稀释效果最好，随着用量的增加，黏度下降趋势趋于平缓；而单环氧基的660A稀释效果很好，用量为环氧树脂618的15％时，稀释效果极为明显，环氧树脂的黏度已经降到了1 000mPa·s以下，超过15％以后，黏度下降趋于平缓。

2.1.2 活性稀释剂用量对环氧固化物物理性能的影响

选用环氧树脂618，固化剂选用改性芳脂胺D6350，分别加入不同比例的活性稀释剂660A和ESO，活泼氢与环氧基的物质的量比设定为1.05，制备成环氧浇注体和环氧试件，在25℃下放置7d后，进行物理性能测试，测试结论见表2。

由表2可知，随着ESO加入量的增大，固化物硬度、抗压和拉伸强度都有不同程度的下降，断裂伸长率有较好的提升，这主要是由于ESO特殊的分子结构所致，ESO相对分子质量为800～1 000，脂肪族支链较长，柔顺性较好。当ESO用量超过8％以后，强度下降较为明显，故ESO加入量在8％左右比较合适。而660A为环氧丙烷丁基醚，属于单官能度的环氧化合物，参与固化时不能形成网状交联结构，降低了涂膜交联点密度和交联点间的相对分子质量，影响了固化物的物理性能。随着660A加入量的增大，固化物各项指标均呈现下降趋势，超过15％以后下降明显，故660A的加入量不宜超过15％。

综合考虑，在无溶剂环氧涂料体系中，为了兼顾涂料的黏度和物理性能，选用ESO和660A拼用的方式较为适宜，ESO的用量在6％～8％，660A用量在10％～15％。

2.2 固化体系的确定

根据上述讨论制备成无溶剂环氧地坪涂料的主漆组分（白色），固化剂分别选用端氨基聚醚T403、改性芳脂胺D6350、腰果油改性胺NX2007、改性IPDA脂环胺EU5106等，主漆与固化剂质量比为4∶1，观察不同固化剂的表干时间、固化后的涂膜状态、涂膜物理性能及高湿环境下的涂膜状态等，从而确定固化剂组分，结果见表3。

由表3可以看出，在常温和较低湿度环境下，4种固化剂的涂膜表面均较好，光泽均能到100以上，涂膜表干速度NX2007最快；固化7d后，涂膜的硬度均能到邵氏D80以上，芳脂胺D6350的最高。

2.2.1 固化剂对涂膜颜色的影响

在浅色漆中，固化剂本身的颜色会对整个涂膜的颜色造成一定的影响，上述4种固化剂，在配制成涂料时，略带黄色相，对体系颜色均有一定的影响，尤其是NX2007较为明显。

把上述制备的自流平白色涂膜放置在无阳光直射的室内，1个月后，分别观察涂膜的颜色，发现NX2007和D6350都有一定程度的黄变，NX2007黄变程度较高，D6350有轻微黄变，IPDA改性的EU5106和聚醚胺T403无变化。这与固化剂本身的分子结构有较大关系，EU5

106为改性的脂环胺，T403为聚醚胺，两者均为脂肪族的分子结构体系，耐黄变性能好；而D6350与NX2007均为芳香族体系，分子的链段上均含有苯环，苯环易被氧化成醌而黄变。D6350为改性的芳脂胺，苯环稳定性较高，非紫外光直射下氧化成醌的过程较为缓慢；而NX2007为腰果油改性酚醛胺结构，既有苯环，同时还有一个含不饱和键的侧长碳链，苯环边上还接有一个弱酸性的羟基结构，这种能与苯环产生共轭结构的体系老化黄变的倾向更大，容易氧化生成醌式结构。

2.2.2 高温高湿下固化剂的筛选

在地坪涂料实际使用过程中，面临很多高温高湿的环境，如南方多雨季节的地下停车场，就要求整个涂膜体系要有良好的耐高湿环境性能。本实验分别采用上述4种固化剂，在30℃，湿度90％的环境下制备1mm厚的自流平涂膜，并观察涂膜表观效果，结果见表4。

由表4可以看出，NX2007和EU5106耐湿性能较差，在湿度较高时，涂膜表面会产生失光、起皱，甚至是固化不完全的现象；而D6350和T403在高湿环境下表现良好，对湿度不敏感。

同时在高温天气施工时，表干太快和适用期较短的固化剂会造成涂膜流动性能变差，影响施工和涂膜表观的效果，所以在实际使用中，需根据气温来进行固化剂的混拼，来确保更好的施工性能和涂膜效果。

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