影响水性环氧涂料成膜性能的因素 - 联众涂料论坛

双组分水性环氧涂料的成膜过程是典型的物理化学过程，其固化成膜的好坏直接影响到所形成的涂膜的各种性能。对水性环氧涂料成膜机理的研究发现，水性环氧涂料的成膜过程既受到水性环氧树脂乳液与水性环氧固化剂本身的物理化学性能的影响，同时还受到固化过程中环境因素的影响。

分散相粒子的大小及其分布既影响到水性环氧树脂乳液本身的稳定性，同时也是影响水性环氧涂膜性能的最主要因素。分散相粒子的粒径越小，分布范围越窄，固化进行得越完全，所形成的涂膜的物理化学性能越好。

固化剂首先在乳胶粒表面与环氧树脂分子接触并发生固化反应，因此水性环氧树脂的固化反应首先是从乳胶粒表面开始的，固化剂需要穿过乳胶粒界面才能与乳胶粒内部的环氧树脂反应。当乳胶粒粒径较小时，乳胶粒的总表面积大，固化剂在乳胶粒表面的分布浓度相对较低，固化反应速度相对较慢，固化剂有充分的时间与空间扩散进入乳胶粒内部与内部的环氧树脂分子进行固化反应，因此能够形成均一的固化完全的硬膜。相反，乳胶粒粒径较大时，乳胶粒总表面积小，固化剂在乳胶粒表面的浓度较高，乳胶粒表面快速固化，随着固化的进行，界面壳层变硬从而阻止了固化剂进一步向乳胶粒内部扩散，导致乳胶粒内部固化不完全，形成的涂膜物理化学性能下降，主要表现在涂膜的光泽度、硬度降低，涂层的渗透性增高，耐水性、耐化学品性下降。

水性环氧涂料的固化反应由水性环氧固化剂的扩散过程控制，分散相的粘度与玻璃化温度影响到水性环氧固化剂的扩散速率，分散相的粘度越大、玻璃化温度越高，越不利于水性环氧固化剂分子的扩散，因此这两个因素构成了固化剂向分散相粒子内部扩散的壁垒。分散相颗粒的粘度和玻璃化与所用的环氧树脂的种类、乳化方式以及固化过程中反应进行的程度有关。

水性环氧固化剂与环氧树脂的相容性越好，水性环氧固化剂的扩散越容易，越有利于固化。环氧树脂是亲油性的，多胺类固化剂一般是亲水的，为了改善两者的相容性，通常水性环氧固化剂都需要进行改性，以此来提高两者的相容性。

水性环氧涂料的成膜过程涉及到水分的挥发与体系固化交联两个基本过程，在水分的挥发过程中，环氧树脂和水性环氧固化剂进行交联反应。当水的挥发速度快于固化速度时，涂膜中不含水分，如果水的挥发速度小于固化速度，涂膜表面固化太快，有部分水分没有跑出而停留在涂膜内部而影响最终涂膜性能。环境因素如温度、湿度等对涂膜水分的挥发与固化反应速度都有影响，这使得涂料施工时的环境温度、相对湿度和通风等条件的控制比溶剂型环氧涂料更严格。