耐98%硫酸无溶剂自流平重防腐地坪涂料

BMA004

冯海波 , 刘汉杰

    ( 深圳市景江化工有限公司 , 广东深圳 518055)

    摘要：通过选用特殊改性环氧树脂和固化剂 , 制备防腐性能优异的无溶剂重防腐自流平地坪涂料 , 尤其是具有耐浓硫酸腐蚀的功能 , 同时也简要介绍了该产品配方组成 , 物化性能以及在地坪施工应用。
    关键词：重防腐；无溶剂； 98% 硫酸；自流平；地坪涂料
    0 前 言
    在地坪重防腐领域中 , 乙烯基酯树脂 ( 双酚 A 型、酚醛型及其他类型 ) 比较具有代表性 , 其较特殊的化学结构使其具有优异的耐化学品性、机械性能及良好的施工性能 ( 黏度低、迅速固化 ) 。但是其在耐高浓度硫酸 ( ≥ 70%) 、耐碱性、耐溶剂性能以及施工后的表观效果等方面不尽人意 , 而且存在固化成膜收缩性大的问题。
    在遇到超过 70% 的硫酸 ( 甚至浓度达到 98%) 介质腐蚀的时候 , 一般的聚合物树脂涂料包括上述乙烯基酯树脂都将无法满足防腐要求。景江 K CAS-330 改性环氧重防腐面漆是针对以上客户要求而研究开发的 , 施工后其装饰性及功能性都达到了较好的效果 , 它是一种双组分无溶剂自流平改性环氧树脂地坪涂料。
    酚醛环氧树脂每个分子平均具有 2 个以上环氧基 , 因此固化反应后可达到高交联密度 , 所以在耐热性、机械强度、耐化学品性能上均优于双酚 A 型环氧树脂 ( 平均每个分子只具有 2 个环氧基 ) 。常温固化酚醛环氧树脂是由甲醛和苯酚制得的酚醛树脂与环氧氯丙烷反应生成的线型结构聚合物 , 它兼有酚醛树脂和双酚 A 型环氧树脂的优点。用相对分子质量及活泼羟基含量不同的线性酚醛树脂 , 可以合成出不同相对分子质量和官能度的酚醛环氧树脂。其代表性结构式 ( 见图 1) 。
    该树脂含有较多的环氧基 , 平均每个分子含有 2.6 ～ 3.9, 与改性胺固化剂常温下反应可以得到结构致密的涂膜 [1] , 表现为涂膜保护层具有良好的耐化学品性、耐磨性、耐温性等物化性能。比如瑞士 C i b a 公司生产的 E P N 系列树脂、美国 D O W 公司生产的 DEN 系列树脂等。
    环氧树脂必须与固化剂反应以生成三维立体网络结构才具有实用价值。因此固化剂的结构与品质将直接影响环氧树脂的应用效果。常温下胺类固化剂和普通双酚 A 型环氧树脂反应程度并不是很完全。同理 , 常温下胺类固化剂和酚醛环氧树脂混合反应 , 部分交联后 , 由于位阻效应 , 往往影响其余环氧基的陆续开环 , 因此固化也是不完全的 , 固化温度对酚醛环氧树涂料性能有较大的影响 [2] 。
    固化剂分子量小 , 与酚醛环氧树脂的交联密度更大 , 因而形成的涂膜耐介质特别是小分子介质更好。国外对固化剂的研究与开发远比环氧树脂活跃 , 与环氧树脂品种相比 , 固化剂品种更多。每开发一种新的固化剂就可以解决一个方面的问题 , 就相当于开发一种新的环氧树脂或开辟了环氧树脂一个新的用途。

图 1 酚醛环氧树脂结构式

    因此常温固化的酚醛环氧树脂涂料要达到耐化学品性能好 , 特别是耐浓硫酸腐蚀性能好 , 物理机械性能高 , 施工性能好 , 固化剂的选择也比较关键。固化剂黏度、分子量、耐化学品性等都要满足一定条件 , 可配套选用的固化剂有 H U N T S M A N( 亨斯迈 ), 美国气体、卡德莱等公司的一些产品。
   1 试验部分
    1.1 重防腐地坪面漆 KC-AS-330 基本配方 ( 见表 1)
    表 1 重防腐地坪面漆 KC-AS-330 基本配方

    1.2 涂料制备
    色漆组分生产 ( 乙组分 ) ：将酚醛环氧树脂、改性树脂及涂料助剂加入调漆缸中 , 搅拌均匀后再加入填料和颜料 , 高速分散均匀。质检合格 , 过滤 , 包装。固化剂 ( 甲组分 ) ：分冬用型和夏用型。混合搅拌均匀 , 准确称量 , 分装包装。
    1.3 产品性能
    重防腐地坪面漆 K C-A S-330 物理机械性能检测见表 2, 耐化学品检测见表 3 。
    表 2 物理机械性能检测

    表 3 耐化学介质 ( 常温固化 ) 检测结果

  2 施工

    2.1 材料本身的要求
    (1) 可一次厚涂。厚膜化是重防腐涂料的重要标志之一。重防腐涂料干膜厚度一般要在 20 0 ～ 300 μ m, 甚至达到 1 000 μ m 。 K C-A S-330 完全可以满足此项要求 , 理论上涂层的厚度是不受限制的 , 它是无溶剂型材料。无溶剂的 ( 或者高固体分的 ) 厚膜涂料 [3] , 一次性要涂厚 , 这就要求涂料本身具有一定的触变性 , 即静止时黏度较大 , 当受到剪切力时黏度有暂时下降 , 表现出良好的施工性 , 贮存时又可有效地防止沉淀。
    (2) 装饰性能好 , 施工简便 , 较易实现自动流平 , 避免出现分色、浮色、发花、表面发白、施工刀痕、失光、透底、气泡等弊病 , 这也是在配方设计时所要解决的综合问题。
    (3) 耐无机酸功能性强。树脂、固化剂、颜填料经过筛选 , 施工完毕后涂层可以耐 98% 硫酸腐蚀 , 以及一些其它介质的腐蚀 , 同时具有良好的物理机械性能。
    同时该材料施工适应能力强 , 黏度适中 , 遮盖力高 , 可适应不同的施工方法 , 可以进行滚涂施工 ( 辊涂成光滑的薄涂面层 ), 也可以进行镘刀刮涂施工 , 也可加入石英砂辊涂成防滑面层；可以在地面上进行施工 , 也可以在立面上 ( 比如防腐池 ) 进行施工处理。应根据不同的使用条件确定施工方案 , 才能达到理想的效果。就腐蚀条件来说 , 如果腐蚀介质只是短期的滴溅 , 薄涂就可以满足要求 , 如果是长期浸泡 , 或是对表观有严格的要求 , 那就应该改为较厚的自流平面层。
    2.2 基层处理
    2.2.1 基面要求 ( 地面 )
    (1) 新混凝土地板除非特别减水 , 否则必须干燥 28 d 以上 , 基面含水率要求小于 6% 。
    (2) 混凝土强度必须达到 C25 以上。
    (3) 水泥地板碱性不能太大 ,pH 值小于 9 为佳。
    (4) 地下室、一楼地面必须做可靠的防水层。
    (5) 基面要求均一、致密、水平和平整 , 参照国家混凝土验收规范。
    (6) 按建筑规范要求留伸缩缝等。
    2.2.2 基面处理 ( 地面 )
    (1) 碱性太大特别是泛碱严重的地面 , 需用草酸稀溶液中和 , 并用清水冲洗至中性 , 冲洗过的地面需充分干燥。
    (2) 打磨清除表面的水泥浮浆和起壳松散层 , 并用加强型底油进行补强处理。
    (3) 旧涂膜、杂物等需打磨除去。
    (4) 油污、污垢用溶剂或专用清洗剂清洗干净。
    (5) 原有的伸缩缝必须保留 , 接缝口应预先清洁。
    (6) 修补裂纹：对有裂纹的部位开 V 型缝 , 灌无溶剂型环氧树脂。
    (7) 打磨、清扫、吸尘。
    2.2.3 产品施工 ( 见图 2)
    (1) 底涂层：根据基面实际情况涂刷合适的环氧底油 , 包括 K C-A S-330 的清漆 , 表观至成膜均匀 , 有一定强度 , 进行下一道工序。
    (2) 找平层：用无溶剂环氧涂料调配适量石英砂将基面找平 , 也可以采用 K C-A S-330 的清漆调配适量石英砂将基面找平。
    (3) 腻子层：用无溶剂环氧涂料调配适量石英粉刮涂封闭 , 也可以用面漆进行封闭。
    (4) 面涂层：镘刀刮涂 K C-A S-330 无溶剂改性环氧重防腐面漆。
    3 结果与讨论
    地坪涂装中的无溶剂环氧树脂自流平面漆 , 镘涂后涂层自动流平 , 固化后涂层表面平整光亮 , 具有所谓“镜面”般效果；无接缝不起尘 , 光滑的表面易于清洁；硬度高。从表 2 中可以看到 ,K CAS-330 重防腐地坪面漆的物理机械性能等指标完全满足一般自流平地坪的使用要求 , 比如流平性好 , 装饰性较好 , 符合国内客户的特有需求。
    从表 3 可看出 ,K C-A S-330 重防腐地坪面漆可以耐多种介质腐蚀 , 可适用于一些对防腐性能有苛刻要求的场所 , 特别是具有可以耐 98% 的硫酸腐蚀的功能性。但是在 98% 高浓硫酸长时间浸泡下 , 涂层表面有颜色变化情况 ( 略变红 ), 而其他物理机械性能没有变化 ( 比如涂层的光泽和机械强度等 ), 不影响使用 , 只是影响一定的表观效果 , 这在重防腐涂料使用的场合是可以接受的。同时如果在配方或者施工方案中 , 将这种使用条件下的 K C-A S-330 重防腐地坪面漆设计为深色就可以基本解决这个问题。
    以上数据都是在常温条件下单一介质测试 , 同种介质不同温度的腐蚀性是不同的 , 一般是温度越高腐蚀性越强。另就是混合介质的腐蚀性也不能是简单个别介质的叠加。现场腐蚀条件是复杂的 , 实际使用条件下的测试效果才最重要。

图 2 施工示意图   

    4 结 语
    (1) 酚醛环氧树脂兼有酚醛树脂和双酚 A 型环氧树脂的优点 , 可以作为重防腐涂料用树脂。
    (2)K C-A S-330 重防腐地坪面漆可以耐多种介质腐蚀 , 可适用于一些对防腐性能有要求的工业厂房地坪 , 特别是它具有可以耐 98% 硫酸腐蚀的功能性。
    (3)K C-A S-330 重防腐地坪面漆装饰性能、物理机械性能好 , 施工简便 , 施工适应能力强 , 可以辊涂、刷涂、镘涂。
    (4) 对于无溶剂的自流平重防腐地坪面漆 , 无论是材料本身还是施工都有自己相应的要求。

weijc1116

耐98%硫酸的我们也做过，可惜不耐强极性的溶剂，如丁酯

ecustar810

没有亲眼看到成功的工程案例以前，对此持怀疑态度

sqsyc

耐40%的NaOH溶液呢？;P