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水性环氧地坪涂料的配方设计及施工

1前言

环氧树脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附着力高和耐化学药品性能优异等特点，广泛应用

在工业地坪涂装领域。近年来，随着人们环保意识的不断提高，许多国家相继颁布了限制挥

发性有机溶剂（VOC）的环保法规，涂料的水性化、无溶剂化和高固体分化已成为涂料发

展的必然趋势。

我国的工业地坪涂料目前基本上是溶剂型和无溶剂型环氧地坪涂料，溶剂型环氧地坪涂料

含有较多的有机溶剂，这些有机溶剂在涂料的生产和施工阶段排入大气，污染环境，同时危

害人类健康；无溶剂型环氧地坪涂料含有少量的活性稀释剂，常用的活性稀释剂为丁基环氧

丙基醚（有一定毒性），采用自流平施工工艺，涂膜厚度为1-5mm，成本较高且含有少量的

挥发性有机溶剂。

与普通的溶剂型环氧地坪涂料相比，水性环氧地坪涂料具有以下优势[1]：（1）以水作

为分散介质，不含甲苯、二甲苯之类的挥发性有机溶剂，不会造成环境污染，没有失火的隐

患，满足当前环保的要求，当然也可加入少量的丙二醇甲醚等无空气污染的醇醚类溶剂来改

善水性环氧涂料的成膜。

（2）可在潮湿环境中施工和固化,有合理的固化时间,保证涂膜有较高的交联密度。（3）对大

多基材具有良好的附着力，即使是潮湿的基材表面同样有良好的粘结性。（4）操作性能好，

施工工具可用水直接清洗，可以重复使用，涂料的配制和施工操作安全方便。

（5）固化后的涂膜光泽柔和，质感较好，并且具有较好的防腐性能和单向透气性。

因此，随着环保法规和人们环保意识的增强，水性环氧地坪涂料将会得到广泛的

应用，研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。本文较为系统的

讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分（环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、

助剂和共溶剂等）对涂膜性能的影响，并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能，在这

基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。

2水性环氧地坪涂料的配方设计

2.1环氧树脂

环氧树脂类型对水性环氧地坪涂料的性能影响很大。由于双酚A型环氧树脂分子中含有

极性高而不易水解的羟基和醚键，使其对混凝土等多种基材有良好的附着力，涂料固化时的

体积收缩率低，耐化学药品性能良好。并且双酚A型环氧树脂为刚性的苯环和柔性的醚键

交替排布的结构，赋予涂膜较好的物理机械性能，所以这类环氧树脂被广泛用于地坪涂料，

而其他类型的环氧树脂如双酚F型和酚醛环氧树脂则应用的较少。

目前国内外环氧树脂的水性化技术主要分为乳化法和成盐法两大类[1]。乳化法指的是环氧

树脂的直接乳化、不用外加乳化剂的自乳化或水性环氧固化剂乳化，而成盐法[1-2]则是将环

氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂，再用小分子量的碱或酸进行中和。对于用作水性环氧

地坪涂料的环氧树脂乳液宜选用乳化法来制备。

（1）直接乳化法

将环氧树脂和乳化剂混合，加热到合适的温度，在激烈的搅拌下缓慢加

水完成相反转来制得水性环氧树脂乳液。可采用的乳化剂有聚氧化乙烯烷基醚

（HLB=10.8~16.5）和聚氧化烷基酯（HLB=9.0～16.5）[3]，当然也可合成专用的水

性环氧乳化剂，本公司采用聚四氢呋喃（PTMEG）合成水性环氧乳化剂，用该乳化剂

乳化形成的水性环氧树脂粒径较小，储存稳定性较好，并且加入固化剂固化后的涂膜耐化学

药品性能和耐热性也较好。

（2）自乳化环氧树脂

在环氧树脂分子链中引入亲水性氧化乙烯链段或氧化丙烯链段，同时保

证每个改性后的环氧树脂分子上含有两个或多个环氧基，不用外加乳化剂即可自分散形成乳

液[4]。本公司采用聚氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物与双酚A型环氧树脂和双酚A反应

制得具有自乳化功能的高分子量环氧树脂，反应过程中以三苯基膦作为催化剂，改性后的环

氧树脂很容易分散在水中，可预先制成水性环氧树脂乳液或在施工场合就地乳化，且由于亲

水链段包含在环氧树脂的分子链中，固化后涂膜的耐化学药品性能有所提高。

（3）水性环氧固化剂乳化环氧树脂

水性环氧固化剂乳化环氧树脂的原理是对多元胺进行改性，使其成为具

有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂，同时该固化剂又作为阳离子型乳化剂完成对环氧树脂

的乳化，用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性，并且由于环氧树脂组分不需

进行亲水改性，可以保证涂膜的耐化学药品性能良好[1,4]。

用这三种方法制备的水性环氧树脂乳液均适用于水性环氧地坪涂料，用

水性环氧固化剂乳化环氧树脂法宜选用低粘度的液体环氧树脂