喷涂聚脲用环氧底涂配方的研究

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摘 要：本文简述了室温固化水性环氧混凝土封闭底涂的特点，重点讨论了该涂料的配方设计及其主要成分对涂膜性能的影响，并给出了水性环氧封闭底涂的参考配方及性能。

关键词：配方设计；水性环氧涂料； 室温固化； 混凝土底涂

1．概述

传统混凝土封闭底漆多含有芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂，具有挥发性，对环境易造成污染。本文研究的是采用复配的液态环氧树脂与水性环氧固化剂所组成的低VOC水性环氧底涂体系，通过活性共溶剂来调节环氧树脂的粘度以提高施工性与封闭性，同时改善涂料的粘结性能。所采用的多胺改性固化剂既是交联剂又是乳化剂，能够很好地分散或溶解在水中，从而对环氧树脂具有良好的乳化作用。

该水性环氧封闭底涂可在湿的或新浇注的混凝土表面施工，对混凝土表面有良好的附着力及封闭性，并可防止泛碱。其封闭面上可直接施工溶剂型或水性环氧地坪涂料以及聚脲（SPUA）涂层。与溶剂型环氧涂料相比，具有以下优势：

（1）优异的耐碱性和抗泛碱性；

（2）水作为分散介质，低VOC含量，无环境污染；

（3）可在室温和潮湿环境中固化，较短的固化时间及较高的交联度；

（4）对混凝土基材具有良好附着力及封闭性，可与水泥或砂浆配合使用。

2．实验部分

2.1原材料

环氧E-44，岳阳石化公司；

环氧E-51，无锡阿尔兹化工公司；

固化剂：203B，205B ，206B，上海汉中公司；

固化剂：113B，无锡昌连合成；

消泡剂：B-998，北京金源化学

共溶剂：KB-62，卡邦新材料有限公司

2.2 实验仪器及标准

柔韧性测试的标准：GB 173l～93 ；QTX弹性测试仪

干燥时间测试标准：GB/T-1728-1989

粘接强度测试标准：JC/T 907-2002；SANS 万能拉力机

耐碱性能测试标准：GB/T1763-1989

附着力测试标准 ：GB/T1720-1989

2.3 配方设计

采用L16（45）正交试验法：

表-1 正交试验法配方设计方案

Table -1 Formula orthogonal test design

3．结果与讨论

对实验配方的测试结果如表-2所示，由于粘接性能和柔韧性能的综合效应与附着力性能具有等效性，干燥时间与适用期也具有等效性，而耐碱性能全部合格，因此下面仅讨论分析各因子对粘接强度、柔韧性、表干时间的影响，而对施工性能仅做定性讨论。

表-2 实验测试数据

Table -2 Experimental test data

注：星形符号数目定性代表施工性能优劣程度

利用正交法计算的数据来分析主次影响因子，以便优选配方的因子水平组合，为进一步的试验提供有价值的依据。对表-2的测试数据进行归纳整理，如表-3所示，其中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为各对应列（因子）上1、2、3、4水平的特定性能数据和，其计算式是：

Ⅰi (Ⅱi,Ⅲi, Ⅳi) = 第i列上对应水平（1，2，3，4）的特定性能数据和；

K i 为i水平数据的综合平均值 =Ⅰi / 水平i的重复次数

首先考虑各实验因子对涂料柔韧性能的影响。

以因子A为例，单独列出四个A因子水平对应的柔韧性数据是不能比较的，因为造成数据差异的原因除A因子外还有其他因素。但从整体上看，因子A1与其他因子各水平值全部匹配过，A2、A3、A4亦是如此。这对于A因子下的四个数据综合来说，与B、C、D、E处于完全平等状态，此时A因子就具有可比性。所算得A因子下四次试验的柔韧性数值之和 [3]：

ⅠA＝xl+x2+x3 +x4 ＝3+2+3+4＝12；

ⅡA＝x5+x6+ x7+x8 ＝2+3+2+3＝10；

ⅢA＝x9+ x10+x11+ x12＝3+3+2+2=10；

ⅣA = x13+ x14+x15+ x16＝2+1+3+2=8

分别填在A列下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四行。再分别除以水平重复次数4，表示A1、A2、A3、A4时平均意义下的柔韧性，填入下四行Kl、K2、K3、K4。R行称为极差，表明因子对结果的影响幅度。同样地，为了分析B、C、D、E因子对柔韧性的影响，也算出同一水平下的对应的性能数据和：I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，再计算其平均值K和极差R并填入表-3中。

表-3因子对柔韧性能的影响

Table -3 Effect of Performance parameters on flexibility

按照同样方法，计算出A、B、C、D、E因子对粘结性能及表干时间的影响数据，将相应的IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA ，IB、ⅡB、ⅢB、ⅣB，Ic、Ⅱc、Ⅲc、Ⅳc，ID、ⅡD、ⅢD、ⅣD，IE、ⅡE、ⅢE、ⅣE 及其平均值K和极差R填入表-4及表-5中。

表-4 因子对粘结性能的影响

Table -4 Effect of Factor on the Bonding Properties

表-5 实验因子对涂料表干时间的影响

Table -5 Effect of experimental factors on the paint dry time

3.1 E-51/ E-44比例对涂料性能的影响

由图-1及表-3、表-5的R值可以看出，因子A对涂料的干燥时间、施工性及柔韧性都有较显著的影响。随着E-51/ E-44比的增加，涂膜柔韧性逐渐变差，施工性能变好，而表干时间变长。

图-1 因子A对柔韧性的影响

Figure -1 Effect of factor A on flexibility