水性环氧树脂涂料
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法一、引言二、新型水性环氧涂料的制备（一）原材料的选择1、环氧树脂选择合适的环氧树脂是制备水性环氧涂料的关键。
常用的环氧树脂有双酚 A 型环氧树脂、双酚 F 型环氧树脂等。
这些环氧树脂具有良好的附着力、耐化学腐蚀性和机械性能。
2、固化剂水性环氧涂料的固化剂通常采用水性胺类固化剂，如改性脂肪胺、聚酰胺等。
固化剂的选择应根据环氧树脂的类型和性能要求进行。
3、助剂为了提高涂料的性能，还需要添加一些助剂，如消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂等。
（二）制备工艺1、乳液法将环氧树脂和乳化剂在高速搅拌下分散于水中，形成乳液。
然后加入固化剂和助剂，搅拌均匀，得到水性环氧涂料。
2、相反转法将环氧树脂溶于有机溶剂中，加入乳化剂和水，在一定条件下进行相反转，使环氧树脂从油相转变为水相，形成乳液。
最后加入固化剂和助剂，得到水性环氧涂料。
三、实验分析方法（一）性能测试1、外观观察涂料的外观，包括颜色、光泽、平整度等。
2、干燥时间采用指触法或干燥时间测定仪测定涂料的表干时间和实干时间。
3、附着力按照国家标准 GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行附着力测试。
4、硬度使用铅笔硬度计或摆杆硬度计测定涂料的硬度。
5、耐水性将涂有涂料的样板浸泡在水中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐水性。
6、耐化学腐蚀性将涂有涂料的样板分别浸泡在酸、碱、盐等溶液中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐化学腐蚀性。
（二）微观结构分析1、扫描电子显微镜（SEM）通过SEM 观察涂料的微观结构，包括涂层的表面形貌、孔隙率等。
2、傅里叶变换红外光谱（FTIR）利用 FTIR 分析涂料中化学键的变化，确定固化反应的程度和官能团的存在。
四、实验结果与讨论（一）性能测试结果1、外观制备的水性环氧涂料外观均匀，颜色鲜艳，光泽度良好，平整度高。
2、干燥时间表干时间为 2-4 小时，实干时间为 24-48 小时，满足实际施工的要求。
水性环氧地坪涂料标准
水性环氧地坪涂料标准
水性环氧地坪涂料是一种混合性涂料，是以环氧树脂作为涂料的
主要材料，加入一定量的其他成份，采用水性技术生产而成的。
水性环氧地坪涂料的标准及技术要求：
（一）涂料抗老化性能要求：涂料使用后，应具备良好的耐用性
和可靠性；
（二）防滑性要求：涂料使用后，应具有良好的抗滑力；
（三）防腐蚀性能要求：涂料使用后，应具有良好的防腐蚀性能，能有效地保护基层的表面；
（四）抗磨损性能要求：涂料使用后，应具有良好的抗磨损性能，以保证地面表面的美观；
（五）卫生性要求：涂料使用后，应无异物污染，具有良好的卫
生性；
（六）外观要求：地面涂层施工完成后，表面应平整光滑、完整，涂料色泽自然美观。
（七）耐磨性：涂料使用后，应具备良好的耐磨性，长期使用不易老化；
（八）甲醛放出量：涂料使用后，应不大于0.08mg/L，抗甲醛污染的能力强；
（九）施工质量标准：施工质量应符合国家有关规定；
（十）使用寿命：涂料使用后，应能达到规定寿命，大约为3-5年。
综上所述，水性环氧地坪涂料应具备良好的抗老化性能、抗滑性能、抗磨损性能、防腐蚀性能、外观色泽自然美观等特点，其施工完成后抗甲醛污染的能力也要强，此外应具备一定的使用寿命，施工质量及合格标准也要符合国家相关规定的要求。
水性环氧树脂使用方法
水性环氧树脂使用方法
水性环氧树脂是一种环保型的涂料材料，其使用方法如下：
1. 准备：将水性环氧树脂和固化剂按照规定的比例混合均匀。
注意，在混合前确保树脂和固化剂都处于适宜的温度范围内。
2. 施工前处理：清洁和处理施工表面，确保表面平整、无油、无灰尘、无杂质。
3. 涂装：使用刷子、辊筒或喷枪将水性环氧树脂涂布在施工表面上。
注意，涂布时要均匀涂刷或喷涂，并确保涂层的厚度均匀。
4. 固化：涂布完成后，将涂料进行固化。
根据具体的材料，可能需要将其放置在通风良好的地方，以便水分和有机溶剂挥发。
5. 二次涂装：如果需要，可以进行二次涂装，通常在第一层涂层固化后使用相同的涂料进行继续施工。
在涂布第二层之前，请确保第一层涂层已经完全干燥。
6. 可选的抛光：根据需要，水性环氧树脂的表面可以进行抛光，以增加其光泽和光滑度。
需要注意的是，使用水性环氧树脂时，应严格按照产品说明书上的使用方法进行操作。
同时，为了获得最佳效果，还需要根据环境条件调整施工工艺和干燥时间。
水性环氧树脂涂料的应用
汇报人：文小库 2023-12-17
目录
• 水性环氧树脂涂料概述 • 水性环氧树脂涂料的性能特点 • 水性环氧树脂涂料的应用领域 • 水性环氧树脂涂料的生产工艺
与技术要求
目录
• 水性环氧树脂涂料的施工方法 与注意事项
• 水性环氧树脂涂料的市场前景 与发展趋势
01
水性环氧树脂涂料概述
• 智能化和数字化趋势：随着科技的发展和应用，智能化和数字化将成为水性环 氧树脂涂料行业的重要发展趋势。企业将加强信息化和智能化建设，提高生产 效率和产品质量，满足市场需求。
THANKS
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竞争格局与发展趋势预测
• 竞争格局：水性环氧树脂涂料市场上存在众多品牌和产品，竞争激烈。主要竞 争者包括国内大型涂料企业和国外知名品牌。
• 技术创新：为了满足市场需求和提高产品竞争力，水性环氧树脂涂料企业不断 加大技术研发和创新投入，推动产品升级和换代。
• 绿色环保趋势：随着环保政策的加强和消费者对环保产品的需求增加，水性环 氧树脂涂料作为一种环保型涂料，未来将得到更广泛的应用。同时，企业也将 加强环保技术的研发和应用，推动涂料行业的绿色发展。
随着环保意识的增强和涂料行业的绿色发展，水 性环氧树脂涂料作为一种环保、高性能的涂料， 市场需求不断增长。
行业应用广泛
水性环氧树脂涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性 、耐磨性等特点，广泛应用于建筑、桥梁、船舶 、汽车、电子等领域。
市场需求多元化
不同领域对水性环氧树脂涂料的性能要求不同， 因此市场需求呈现多元化趋势，推动水性环氧树 脂涂料不断创新和发展。
02
水性环氧树脂涂料的性能特点
物理性能
01
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水性环氧树脂
水性环氧树脂
水性环氧树脂是一种无机交联类树脂，它以水为基础，具有耐酸碱性、耐热性、耐冲
击性、抗老化性等显著优点。
水性环氧树脂可以提供良好的抗结垢性能，在大气湿度下与空气接触可形成薄膜，有
效抑制腐蚀。
它还可以抵抗各种损坏，比如酸雨、风蚀、雪蚀、冰冻、物理冲击等，有效
提高被覆物表面的耐久性能。
此外，水性环氧树脂还有助于改善环境，它被认为是一种较安全的涂料，几乎没有挥
发性有机化合物（VOCs），因此几乎没有污染空气和水的风险。
水性环氧树脂同样具有卓越的性能，可以提供极其良好的附着力。
它可以接触各种非
活性的物质，如各种金属、塑料和玻璃材料。
它的坚硬度也较高，能有效避免磨损和损伤，保护被覆物的表面，使其长期美观新鲜。
总的来说，水性环氧树脂可以改善室外建筑物的外观以及保护被覆物表面，提高原料
的耐用性、延长使用寿命。
水性环氧树脂
水性环氧树脂涂料研究现状及应用前景摘要：本文简述了水性环氧树脂的分类和性能，介绍了水性环氧树脂涂料的研究现状及应用前景。
关键词：水性涂料；环氧树脂；应用Research Situation and引言近些年来，涂料有向绿色环保方向迈进的趋势。
其中水性环氧树脂具有其突出的性能优势，使制备得到的水性环氧树脂涂料同样具有优异的性能，从而在水性产品大家族里地位越来越重要，专家认为水性环氧树脂在环保化的今天，前景十分开阔[1]。
水性环氧树脂（waterborneepoxyresin，WER）是指以水为连续相，以环氧树脂微粒或液滴为分散相的稳定分散体系[2]，其重要用途是用于水性环氧树脂涂料。
根据所用环氧树脂物理状态的不同可将水性环氧树脂涂料分成以下两类,这是比较经典的分类方法：1、Ⅰ型水性环氧树脂体系Ⅰ型水性环氧树脂体系由低分子液体环氧树脂和水性环氧固化剂组成。
低分子液体环氧树脂通常为双酚Ａ型液体树脂，也可用双酚F型环氧树脂部分或全部取代双酚A型环氧树脂，并采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的粘度和固化后涂膜的交联密度。
这类体系中的环氧树脂一般预先不乳化，而由水性环氧固化剂在使用前混合乳化，因而这类固化剂必须既是交联剂又是乳化剂。
水性环氧固化剂合成时是以多胺为基础，通过在其分子中引入具有表面活性作用的分子链段，使其成为两亲性分子，能够很好地分散或溶解在水中，从而对低分子量的液体环氧树脂具有良好的乳化作用。
由于液体环氧树脂具有良好的可施工性，无需外加成膜助剂就可成膜，因而I型体系通常配成零VOC体系。
但是I型体系采用的树脂是低分子量的液体环氧树脂，在水分蒸发后仍需要经过一定的化学交联反应时间才能达到表干，因而该体系干性较差，通常需要6小时以上才能达到表干。
I型体系采用固化剂来乳化液体环氧树脂，所得到的分散相微粒中同时含有环氧树脂和固化剂，液体环氧树脂富含环氧基，导致体系的粘度随搁置时间的延长而快速增加，表现为适用期短，约为1～2小时，并且在适用期范围内体系流变性能也不稳定。
水性环氧说明书
水性环氧材料水性环氧材料是利用水性环氧树脂和水性环氧固化剂为主剂的一种材料，它保持了普通环氧材料优异的物理、化学性能，还具有环保、安全、节约能源、涂膜透气、参与水泥水化作用等有点，因此，水性环氧除了替代传统环氧涂料的应用，还具有更广泛的应用空间。
水性环氧涂料说明：水性环氧涂料是以水性环氧树脂和水性环氧固化剂为基料，配制优质的颜填料、助剂等组成的一种材料，可以作为地坪涂料、内墙涂料使用，也可以作为渗透底涂材料使用。
特点：1.低VOC，气味小，环保；2.涂料体系中以水为分散介质，储存、运输、和使用过程中安全性高；3.可在潮湿地面上进行施工，附着力强，不鼓泡、不起包；4.耐磨性、耐碱性和耐黄变性能好；5.施工简单，施工完毕后，工具可用水清理；6.重复涂刷不受时间限制，重复涂刷性良好；7.涂膜光滑平整，光泽柔和，质感好，防霉、防菌、防尘。
技术指标：水性环氧涂料使用注意事项：1.施工环境温度在10—50℃之间，湿度小于80%；2.高温施工应随用随配，避免凝胶报废；3.施工现场应保持通风，确保水汽能及时排放；水性环氧混凝土（砂浆）说明：水性环氧混凝土是由水性环氧树脂和水性环氧固化剂混合后，与水泥、不同级配沙石复配而成的一种材料，它可以在潮湿界面和环境下快速固化，所成型的产品强度堪比普通混凝土，且不产生龟裂，具有较高的耐磨性、抗渗性、耐化学品性能，适用于道路桥梁、水利、地下工程等建筑物的缺陷修补、粘结，也可作为防渗补漏材料进行使用。
特点：1.以水为分散介质，对人体无害，节能环保；2.热膨胀系数与普通混凝土接近，故不易从被粘结的基材上脱离；3.力学性能、粘接强度、抗渗性能及耐腐蚀性能较普通混凝土高；4.可在潮湿、低温环境等不良环境下进行施工；5.和易性良好，操作施工与普通混凝土一样，简单方便，工具也可用水清理；技术指标：水性环氧混凝土使用注意事项：1.施工环境温度在10—50℃之间，湿度小于80%；2.高温施工应随用随配，避免凝胶报废；3.施工现场应保持通风，确保水汽能及时排放；4.施工时，请按照厂家推荐比例进行使用；。
水性环氧底漆介绍
水性涂料树脂有很多种，基本上溶剂型涂料所用的成膜树脂都可以水性化，环氧树脂分子结构中含有的环氧基、醚键、羟基及苯环结构等特征基团决定了环氧树脂涂料有许多其它树脂不可比拟的优点，如优良的附着力，良好的耐水性、耐酸性、耐碱性，涂膜收缩小，硬度高，耐磨性好，电气绝缘性优良等特点。
此外，双组分水性环氧树脂涂料与单组分水性环氧树脂涂料相比，由于引入了交联结构，具有更好的耐化学腐蚀性，是底漆的优良材料。
水性环氧防锈底漆以水作为分散介质，以环氧乳液与固化剂为成膜物质，在固化过程中形成三维立体网状结构，表现出优异的附着力、耐水和耐腐蚀性能。
环氧涂料因其柔韧性好、收缩率低、耐化学品性优异、在金属水泥等无机材料上的附着力优异而被广泛应用于罐头内壁、工业地坪、集装箱等领域，目前作为一种重要的工业防腐涂料占据了市场的 40% 。
环氧树脂自身为热塑型的线性结构，其状态会随温度改变而发生变化，并不具有实用价值，必须与固化剂发生化学反应，最终生成一种高交联密度的热固型树脂才能展现其优异的理化机械性能.第一代：以含胺的水性环氧固化剂和颜填料为一组分，另一组分为溶剂型液体环氧树脂。
优点为成本低，制造工艺简单。
缺点为两个组分混合时必须用剪切力高的机械搅拌；刷涂或辊涂时有树脂因析出而黏附在毛刷上，用水冲洗不掉；难制成高装饰性产品。
目前在地坪涂装领域还有使用.第二代：以含胺的水性环氧固化剂和颜填料为一组分，另一组分为水乳化环氧树脂，乳化剂为非反应型的乳化剂。
优点为使用时两个组分混合不需高剪切力，手工搅拌即可；涂刷时树脂不析出，不粘刷子毛。
缺点为涂膜耐盐雾性差；使用期短(1 h内用完)。
第三代：以含胺的水性环氧固化剂和颜填料为一组分，另一组分为水乳化环氧树脂，乳化剂为反应型的乳化剂。
优点为使用时两个组分混合不需高剪切力，手工搅拌即可；涂刷时树脂不因析出而粘刷子毛；涂膜耐盐雾性差好(1 500 h)；使用期长(4 h内用完)，装饰性好。
大桥化工确定了本研究的双组分水性环氧体系涂料采用可水分散型水性环氧树脂，作为成膜物，同时选用合适的助剂、颜填料，按涂料生产工艺进行操作，制备了涂料甲组分（含水性环氧树脂），并以可水稀释多元胺加成物作为乙组分（固化剂组分），施工时加水作为稀释剂调节涂料施工黏度。
水性环氧涂料
水性环氧涂料产品简介：水性环氧涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料。
水性环氧涂料包括水溶性环氧涂料和水乳化涂料。
水溶性涂料常常也称为电泳涂料，即树脂溶于水后形成均匀胶体溶液，若树脂离子带电荷，在直流电作用下，胶体粒子可用电泳在工件表面放电沉积。
分类：按分散体系可以分为：1) 水溶性环氧涂料水溶性环氧又可分为水溶性阴离子树脂涂料（阳极电泳涂料）和水溶性阳离子树脂涂料（阴极电泳涂料）。
常采用水溶性固化剂三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯封闭物等。
a) 水溶性阴离子树脂涂料的树脂由羟基含量较高的环氧树脂与酸、酸酐反应，再与胺中和得到水溶性阴离子型树脂。
b) 水溶性阳离子树脂涂料的树脂是由环氧树脂与胺加成，再引入半封闭的多异氰酸酯作交联剂，最后用酸中和而得到。
2) 水乳性环氧涂料水乳型环氧涂料是采用合适乳化剂将较低相对分子质量的环氧树脂乳化，并使其具有良好的储存和使用稳定性。
实用中常温固化型者大多是水乳化涂料。
1. 机械法也称直接乳化法，通常是将环氧树脂用球磨机、胶体磨、均质器等磨碎，然后加入乳化剂水溶液，再通过超声振荡、高速搅拌将粒子分散于水中，或将环氧树脂与乳化剂混合，加热到一定温度，在激烈搅拌下逐渐加入水而形成环氧树脂乳液。
机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单、成本低廉、所需乳化剂的用量较少。
但是，此方法制备的乳液中环氧树脂分散相微粒的尺寸较大，约10μm左右，粒子形状不规则，粒度分布较宽，所配得的乳液稳定性一般较差，并且乳液的成膜性能也不太好，而且由于非离子表面活性剂的存在，会影响涂膜的外观和一些性能。
2. 相反转法即通过改变水相的体积，将聚合物从油包水(w／o)状态转变成水包油(O／W)状态，是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用通过物理乳化的方法制得相应的乳液。
相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程，如在油／水／乳化剂体系中，当连续相从油相向水相(或从水相向油相)转变时，在连续相转变区，体系的界面张力最小，因而此时的分散相的尺寸最小。
水性环氧树脂固化体系成膜机理
水性环氧树脂固化体系成膜机理水性环氧树脂涂料是一种乳液涂料，其成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别，同时与溶剂型环氧树脂涂料的成膜也不完全相同。
一般聚合物乳液涂料的固化成膜为一物理过程，分散相粒子的玻璃化温度较低,在水分挥发后就形成紧密堆积的结构，并在毛细管压力作用下凝结成膜。
在溶剂型环氧树脂涂料体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中，形成的体系是均相的,固化反应在分子之间进行，因而固化反应进行得比较完全，所形成的涂膜也是均相的。
水性环氧树脂涂料为多相体系，环氧树脂以分散相形式分散在水相中，水性环氧固化剂则溶解在水中。
水性环氧树脂涂料的固化成膜示意图如图1所示，将两个组分混合后的体系涂布在基材上，在比较适宜的温度条件下，水分蒸发得很快。
当大部分水分蒸发后，环氧树脂乳胶粒子相互接触，形成紧密堆积的结构，残余的水分和固化剂分子则处在环氧树脂分散相粒子的间隙处。
随着水分的进一步蒸发，环氧树脂分散相粒子开始凝结，形成更为紧密的六边形排列结构。
与此同时，固化剂分子扩散到环氧树脂分散相粒子的界面及其内部发生固化反应。
该固化成膜机理也可解释为水性环氧树脂体系由水包油的状态向油包水转变，与用相反转法配制环氧树脂乳液的过程刚好相反。
图1水性环氧树脂涂料的固化成膜过程示意图假定用相反转法配制的水性环氧树脂乳液中分散相粒子的平均粒径为0.5μm，又设其密度为1.16g/mL，环氧树脂分子量为1000，并不考虑在水中的溶胀，则可计算出每个环氧树脂乳胶粒中含有4.6×l07个分子，所以水性环氧树脂体系的固化是由固化剂向环氧树脂分散相粒子的扩散速度所决定的，这与溶剂型环氧树脂体系相比其固化成膜过程更为复杂。
固化剂分子首先和环氧树脂分散相粒子的表面接触发生固化反应，随着固化反应的进行，环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐提高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面的少，内部交联密度也较低。
水性环氧树脂
水性环氧树脂涂料的研制∙类别：涂料工业∙作者：陶永忠陈铤顾国芳∙关键词：水性涂料,型水性环氧固化剂,表面活性剂∙【内容】∙环氧树脂涂料附着力高、耐化学药品和溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等,在工业上已获得了广泛的应用。
传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型或无溶剂型。
随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧系统,即不含VO C(挥发性有机化合物,V o la ti l e Or g an ic Co m po un d)或不含HA P(有害空气污染物,H a za rd o us A i r Po l lu t an ts)的系统成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。
国外从七十年代起开始开发水性环氧系统,早期的水性环氧系统采用外加乳化剂的方法将环氧树脂配成乳液1,2,采用阳离子和非离子型表面活性剂作为乳化剂配制环氧树脂乳液。
采用外加乳化剂配制的水性环氧体系由于存在较多的乳化剂,其耐水性和耐溶剂性等性能比溶剂型的差,而且适用期短。
为了克服外加乳化剂乳化水性环氧的缺点,后来开发出所谓水可分散(w at e r di s pe rs i bl e)或自乳化(s e lf-e m ul si r yi nf)环氧体系,其基本原理是在分子中引入具有表面活性的分子链段。
一种途径是研制水可分散的环氧树脂,通过在环氧树脂分子中引入具有表面活性的分子链段,使它具有自乳化功能,另一途径是研究水可分散的固化剂,通过固化剂分子中引入具有表面活性的分子链段,使它既具有固化剂的作用,又具有乳化剂的作用。
水性环氧体系一般分为两种类型, I型是由低分子量液体环氧树脂和水性环氧固化剂组成。
低分子量环氧树脂一般不先乳化,而是由既具有固化作用又具有乳化作用的固化剂对它进行乳化。
I I 型水性环氧由高分子量固体环氧树指(环氧当量为500左右)和水性环氧固化剂组成。
环氧树脂类水性涂料
水性环氧树脂涂料涂料工业的发展方向向低VOC、高效、节能、生态方向发展环境友好型涂料1.粉末涂料2.辐射固化涂料（UV/EB系统）3.水性涂料4.高固体份涂料5.无溶剂型涂料。
水性涂料的特点以水为溶剂，节省能源，无火灾危险，易实现自动化水热容量及蒸发潜热高580cal/g=40.63kj/mol，增加烘干，常耐蚀性较相应溶剂型低涂膜的耐水性对水敏感的材料受限制水的表面张力比有机溶剂要高，常需采用醇醚类溶剂以降低表涂膜干燥后有表面活性剂的游离问题室温干燥型水性涂料，温度和湿度影响水性涂料施工水性环氧树脂涂料的分类按成膜方式分类室温固化型、烘烤型和室温非交联干燥型室温固化型--采用胺或羧酸类固化剂和环氧基团反应烘烤固化型--环氧树脂成盐改性或乳化等方式使其存1，固化剂DICY（双氰胺）、酚醛树脂通过活性氢和环氧基团反应2，固化剂尿醛树脂、水溶性氨基树脂或其它树脂等通过固化剂和环氧树脂主体上的仲醇或侧链部位上的羧基、羟基等官能团反应，通常需要酸进行催化反应。
按包装形式分类单组份型和双组份型两大类，少部分为三组份型1.室温固化的水性环氧-胺、环氧-羧酸体系均为双组份型。
2.水溶性环氧树脂一般为双组份型，其固化剂常采用HMMM(蜜胺树脂)。
3.单组份型（很少）环氧改性丙烯酸乳液（自交联和非交联型）环氧-酚醛乳液环氧-DICY乳液环氧树脂为母体,丙烯酸类单体接枝共聚物或封闭型异氰酸酯自交联阴极电泳漆。
按使用场合分类电泳涂料：环氧树脂胺中和或扩链后胺改性两种方法内外墙乳胶涂料：用不饱和单体聚合成的“壳”，将食品罐头内壁防腐涂料：反应型乳化剂乳化环氧/酚醛式。
室温固化水性环氧涂料的发展历史第一代室温固化水性环氧树脂涂料Casmide 3601.液体环氧树脂和经过成盐的水溶性胺类固化剂混合，使得液体树脂以乳液形式水性化。
不适用金属物件上，其耐腐蚀能力较差，可配成零VOC型，液体树脂有良好的施工性，流变性和无须助溶剂就能达到良好的聚结。
水性环氧工程施工方案
水性环氧工程施工方案一、背景介绍水性环氧是一种新型环保型涂料，主要由水性环氧树脂、环氧固化剂和填料组成。
它具有低VOC、低溶剂含量和无刺激味等优点，是一种新型的环保型建筑涂料。
在施工中，水性环氧具有干燥快、耐化学腐蚀、颜色丰富等优点，因此在建筑装饰、地坪工程等领域得到广泛应用。
为了更好地进行水性环氧工程施工，本方案将详细介绍水性环氧工程的施工过程、施工方法和施工要求。
二、施工准备1、材料准备：水性环氧涂料、底漆、环氧中涂、环氧面漆、固化剂、溶剂等。
2、设备准备：水砂光机、水平擦、辊涂机、刮涂机、喷涂机、镘刀、搅拌器、扫把、刷子等。
3、场地准备：确保施工场地干燥、整洁、无尘、无杂物，保证施工环境符合要求。
4、技术准备：施工人员必须经过专业培训，熟悉施工工艺和操作规程，具备一定的施工经验和技术能力。
三、施工流程1、基面处理：清除基面上的油污、灰尘、浮浆等杂物，修补裂缝、平整砂浆层，确保基面清洁、干燥、坚固。
2、底漆施工：将水性环氧底漆稀释后均匀地涂刷在基面上，形成均匀、密实的底漆涂层。
3、中涂施工：将水性环氧中涂涂料用滚筒或刮板均匀地涂抹在基面上，形成一层均匀、平整的中涂层。
4、面漆施工：将水性环氧面漆用喷涂或者辊涂机均匀地涂抹在基面上，形成一层光滑、美观的面漆涂层。
5、固化处理：立即将环氧固化剂均匀地涂抹在面漆上，利用空气中的水分将面漆和固化剂彻底溶解和反应，形成硬化膜。
6、涂料修饰：等硬化膜形成后，根据需要可使用水砂光机对面漆膜进行研磨、打磨、抛光等修饰处理，使其获得更好的表面光洁度和平整度。
四、施工方法1、刷涂法：可用刷子将水性环氧涂料均匀地刷涂在基面上，适用于施工面积较小、边缘、角落、凹凸处等部位。
2、辊涂法：可用辊涂机将水性环氧涂料均匀地滚涂在基面上，适用于施工面积较大、平整的水性环氧施工面。
3、喷涂法：可用喷涂机将水性环氧涂料喷涂在基面上，适用于要求施工速度和效率的水性环氧施工面。
4、刮涂法：可用刮板将水性环氧涂料均匀地刮涂在基面上，适用于要求施工表面平整度和光洁度的水性环氧施工面。
水性环氧树脂涂料分类
水性环氧树脂涂料分类水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。
室温固化的水性环氧树脂涂料体系一般分为下面4类。
1、Ⅰ型水性环氧树脂体系该体系由低分子量的液体环氧树脂（环氧当量在190左右）和水性环氧固化剂组成。
这类体系中的环氧树脂一般预先不乳化，而由水性环氧固化剂在使用前混合乳化，因而这类固化剂必须既是交联剂又是乳化剂。
水性环氧固化剂合成时是以多乙烯多胺为基础，通过在其分子中引入具有表面活性作用的分子链段，使其成为两亲性分子。
能够很好地分散或溶解在水中，从而对低分子量的液体环氧树脂具有良好的乳化作用。
Ⅰ型水性环氧树脂体系的优点是可配成零VOC（Volatile organic compound）和NHAP（Non2hazardous air pollutant）的涂料，涂膜硬度增长较快。
其缺点是采用的树脂是低分子量的液体环氧树脂，在水分蒸发后仍需要经过一定的反应时间才能达到表干；体系的粘度随搁置时间的延长而快速增加，表现为适用期短，约为2～4h；并且在适用期范围内体系流变性能也不稳定。
2、Ⅱ型水性环氧树脂体系Ⅱ型水性环氧树脂体系由高分子量的固体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成。
环氧树脂是亲油性分子，其亲水亲油平衡值（HLB）小于3，要得到稳定的水性环氧树脂乳液，应在其分子中引入具有表面活性作用的亲水链段，如聚氧乙烯聚氧丙烯链段，同时在引入这种链段后，交联形成的网链分子量有所提高，交联密度下降，所以对涂膜有一定的增韧作用。
实际上使用的大多数高分子量固体环氧树脂乳液都是以低分子量的液体环氧树脂为原料，采用含聚氧乙烯聚氧丙烯链段的环氧丙基醚通过双酚A扩链和低分子量环氧树脂反应，将聚氧乙烯聚氧丙烯链段引入到环氧树脂分子链中，该产物用水和乙二醇醚类稀释就可得到稳定的水性环氧树脂乳液。
由于Ⅱ型水性环氧树脂体系中的环氧树脂已预先配成乳液，不需要水性环氧固化剂再对环氧树脂进行乳化，而只需具有交联剂的功能。
水性环氧树脂的合成及其性能
水性环氧树脂的合
02
成方法
原材料选择
环氧树脂
应选择低粘度、高纯度、低含水量的环氧树 脂，以保证合成反应顺利进行。
引发剂
选择适当的引发剂，以控制聚合反应速率， 提高分子量分布均匀性。
乳化剂
需选用适宜的乳化剂类型和用量，以实现环 氧树脂在水中的良好分散和稳定性。
溶剂
采用水作为溶剂，环保且易于获取，同时需 要控制水的纯度和用量。
பைடு நூலகம்
环保与可持续性
低VOC排放
水性环氧树脂以水为溶剂，减少 了有机溶剂的使用，从而降低了 挥发性有机物（VOC）的排放，
有利于环境保护。
资源节约
水性环氧树脂的合成过程中，水 的循环使用可以减少资源的消耗
，提高资源的利用效率。
可持续发展
随着环保意识的提高和环保法规 的日益严格，水性环氧树脂作为 一种环保型材料，符合可持续发 展的趋势，具有广阔的市场前景
固化机理
水性环氧树脂的固化机理主要是通过与胺类、酸酐类等固化剂反应，形成三维网 络结构。
力学性能
硬度与耐磨性
水性环氧树脂具有较高的硬度和良好的耐磨性，可用于制造要求 较高的地面、墙面等涂层。
抗冲击性
水性环氧树脂涂层具有良好的抗冲击性能，在受到外力冲击时不易 开裂、剥落。
拉伸强度与弯曲强度
水性环氧树脂具有较高的拉伸强度和弯曲强度，适用于对力学性能 要求较高的结构件和零部件。
关键合成技术与控制参数
乳化技术
采用高速搅拌、超声波等乳化技术， 确保环氧树脂在水中充分分散，形成 稳定乳液。
温度控制
严格控制聚合反应温度，防止温度过 高导致副反应发生，影响产品性能。
搅拌速度
适当控制搅拌速度，有利于反应体系 中各组分的充分混合，提高反应均匀 性。
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③用醛类进行封端如甲醛、丁醛、苯甲醛 用醛类进行封端如甲醛、丁醛、
HCHO 迈克尔加成 （H） H CH2NHR H CH N R NH2 R
④用环氧树脂-胺加成物 用环氧树脂 胺加成物
CH2O ( R ) OCH2
H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 过量
H2NCH2CH2NHCH2NHCH2CHCH2O ( R ) OCH2CHCH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2 OH OH
自乳化液体环氧树脂
定义： 定义：
利用乳化性非常好的乳化剂和液体环氧树脂（双酚A和 双酚F型）进行共混后，呈液体状态。施工时，加入适 量的水，采用人工搅拌方式，就能将其乳化
与固化剂乳化型水性环氧体系的区别
自乳化固体环氧树脂水分散体
（高性能水性环氧涂料 ）
引入亲水性基团的方法。
① ② ③ ④ 通过和聚乙二醇缩水甘油醚的反应； 通过端羧基聚乙二醇的反应； 通过聚氧烯多胺或单胺反应； 通过聚乙二醇或聚氧乙烯单醚的反应
第一代水性环氧涂料特点
乳液稳定、均匀 低固含量时粘度较高（稀释峰值问题） 施工期限较短 施工期限内粘度逐渐上升 胶凝开始后不会发生相分离 施工期限内得到的涂膜平整、硬度高、高光 通常不能用于金属基体 慢干，长期耐湿和耐腐蚀性较差。
第二代室温固化水性环氧涂料
固体环氧树脂水分散体和改性胺加成物组成 1. 长适用期（6-8hr），较短的干燥时间（46hr），良好的耐腐蚀性 2. 由于其分子量较高。因此可配成，快干型 ，长适用期型 3. 相对疏水性的胺固化剂，常需要加入一定 量的溶剂去帮助乳液的聚结
按包装形式分类
单组份型和双组份型两大类，少部分为三组份型 1. 2. 3. 室温固化的水性环氧-胺 、环氧-羧酸体系均为双组份型。 水溶性环氧树脂一般为双组份型，其固化剂常采用HMMM(蜜胺树 脂)。 单组份型（很少） 环氧改性丙烯酸乳液（自交联和非交联型） 环氧-酚醛乳液 环氧-DICY乳液 环氧树脂为母体,丙烯酸类单体接枝共聚物或封闭型异氰酸酯自 交联阴极电泳漆。
水性环氧树脂涂料 的分类
按成膜方式分类
室温固化型、烘烤型和室温非交联干燥型 室温固化型--采用胺或羧酸类固化剂和环氧基团反应 烘烤固化型--环氧树脂成盐改性或乳化等方式使其存 在于水中。 1，固化剂DICY（双氰胺）、酚醛树脂通过活性氢和环氧 基团反应 2，固化剂尿醛树脂、水溶性氨基树脂或其它树脂等通过 固化剂和环氧树脂主体上的仲醇或侧链部位上的羧基 、羟基等官能团反应，通常需要酸进行催化反应。
脂肪胺固化剂的改性方法总结
树脂和固化剂的相容性 降低胺的活性 1. 通过真空蒸馏，除去游离胺 2. 采用有机酸，如乙酸中和胺，延长适用 期，改善封端后疏水性升高的缺点
脂环胺和芳香族胺固化剂
固化剂特点
1. 2. 3. 4. 5. 疏水性强 与环氧树脂相溶性好 反应活性低 高的涂料体系 疏水性 导致水分散性差 芳香胺为间苯二甲胺 脂环胺为二（氨基环己基） 甲烷（PACM）（多聚脂环胺 ） 多聚苯基多胺，2,4-（二对 -氧基苯基）苯胺 1. 2.
2. 3
第一代水性环氧树脂
涂料用树脂 1. 稀释过液体环氧树脂，液体环氧树脂EPON828，常和 含有环氧官能团的活性稀释剂（如HELOXY Modifier8 等）混合作为树脂组分 2. 自乳化液体树脂， 3. 被乳化的液体树脂。 常用的固化剂：Epi-Cure8535-W-50、Epi-Cure8535WY-60、（shell产品）、Casmide360和Casmide362等 （Air-Products）
第二讲
水性环氧树脂涂料
涂料工业的发展方向
向低VOC、高效、节能、生态方向发展 环境友好型涂料 粉末涂料 辐射固化涂料（UV/EB系统） 水性涂料 高固体份涂料 无溶剂型涂料。
1. 2. 3. 4. 5.
水性涂料的特点
以水为溶剂，节省能源，无火灾危险，易实现自动化 水热容量及蒸发潜热高580cal/g=40.63kj/mol，增加烘干，常 温干时间，而有机溶剂可以调节挥发速度 耐蚀性较相应溶剂型低涂膜的耐水性 对水敏感的材料受限制 水的表面张力比有机溶剂要高，常需采用醇醚类溶剂以降低表 面张力。乳胶漆常使用表面活性剂或保护胶来降低表面张力， 涂膜干燥后有表面活性剂的游离问题 室温干燥型水性涂料，温度和湿度影响水性涂料施工
脂肪胺的改性方法
酮亚胺
H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 2 RCR' H2O O R C NCH2CH2NHCH2CH2N R' R C R'
苯酚甲醛-胺缩合物 苯酚甲醛 胺缩合物-Mannich碱 碱
OH
+
OH H2N ( R ) NH2 CH2O -H O 2 CH2NH ( R ) NH2
H 2N ( C H 2C H 2N H
H 2N C H 2C H 2 ( N H C H 2C H 2C H 2 ) x H N C 聚酰胺
C N H ( C H 2C H 2N H ) C H 2C H 2N H 2 x
脂肪胺的改性方法脂肪胺的改性方法 胺加成物
①单环氧加成物（环氧乙烷、环氧丙烷、脂肪醇单缩水甘油醚、 单环氧加成物（环氧乙烷、环氧丙烷、脂肪醇单缩水甘油醚、 芳香醇单缩水甘油醚、或叔碳酸缩水甘油醚） 芳香醇单缩水甘油醚、或叔碳酸缩水甘油醚）等，以丁基缩水 甘油醚和DETA反应为例。 DETA反应为例 甘油醚和DETA反应为例。
室温固化水性环氧涂料的发展历史
第一代室温固化水性环氧树脂涂料 Casmide 360 1. 液体环氧树脂和经过成盐的水溶性胺类固化剂混合，使得液体树 脂以乳液形式水性化。不适用金属物件上，其耐腐蚀能力较差， 可配成零VOC型，液体树脂有良好的施工性，流变性和无须助溶剂 就能达到良好的聚结。 液体树脂必须依靠化学交联增加粘度，故液体树脂体系干燥慢、 需要6hr以上才能达到表干。 它的适用期都比较短： 液体环氧树脂（EEW=190）富含有环氧树脂，高浓度的环氧官能 团，导致反应速度特别快。固化剂覆盖在环氧颗粒上，立即和树 脂颗粒边缘的环氧树脂进行反应，而II型体系的固化剂和环氧乳 液即使混合后，两相基本独立的。 早期的固化剂由脂肪胺改性而得，而脂肪胺的反应活性较大。
按使用场合分类
电泳涂料：环氧树脂胺中和或扩链后胺改性两种方法 使之阳离子化，用封闭性异氰酸酯固化 内外墙乳胶涂料：用不饱和单体聚合成的“壳”，将 环氧树脂（包括双酚A型、双酚F型、EPN还有脂环族多 环氧化合物）以核－壳的形式包裹起来，使环氧树脂 或固化物能以稳定的乳液状分散在水中,这类涂料更多 称为环氧改性丙烯酸乳胶漆 食品罐头内壁防腐涂料：反应型乳化剂乳化环氧/酚醛 树脂，或通过丙烯酸（酯）单体接枝共聚、成盐等方 式。
改性方法
将改性脂肪胺或改性芳香胺 或脂环同醋酸中和成盐 将非离子表面活性剂，含聚 氧烯醇及其衍生物，与之反 应，使固化剂部分或全部亲 水 降低玻璃化温度，常通过引 入聚氧烯柔性链段，和脂肪 酸生成酰胺而达到柔韧性
H2N ( CH2CH2NH ) CH2CH2NH2 RCO2H -HO 2 H2N ( CH2CH2NH ) CH2CH2NHCR 酰胺基-胺 O
二聚酸、 由C36二聚酸、多烯多胺和多胺反应 二聚酸
R R R' C O 2H C O 2H
-H 2O
R'
C O 2H C O 2H 双酸 ) x C H 2C H 2N H 2
反应性乳化剂的合成
双酚A环氧树脂和聚醚多元醇反应 设计路线：一定分子的聚乙二醇和环氧树脂在路易斯的 催化下，发生开环/加成反应生成端羟基或端环氧基 型反应乳化剂。环氧树脂E51、E40、E20均可，非离 子表面活性剂为聚乙二醇或聚氧乙烯一聚氧丙烯嵌 段二元醇 原料：催化剂，三苯基膦、BF3络合物、四氟化硼酸溶液 和SnCl4等。
第三代室温固化水性环氧树脂涂料
基于中高分子量、多官能团环氧树脂水分散体和改性 胺加成物固化剂 通过多官能团的环氧树脂和多官能团的固化剂来提高 交联密度。 树脂是高分子量型，干燥速度快于第二代和第一代。 能配成低VOC型，耐蚀性可与溶剂型体系相媲美。金属 基体用涂料，底漆和磁漆的VOC均只有144~300g/l。长 期的耐腐蚀性，耐溶剂性，耐磨擦、柔韧性和对各种 不同的基材良好的附着力。常可用于水泥腻子和通用 底材用面漆、底漆、中涂和工业维护用以及汽车修补 漆的底漆和水线以上海洋用漆。
反应机理：
通过环氧基团和羟基的醚化反应、环氧基团和羧基 的酯化反应、环氧和胺的加成反应、胺和羧酸的酰 胺化反应、异氰酸脂和羟基的氨酯化反应等方式
水性环氧树脂涂料 的固化剂
水性环氧涂料用固化剂
水溶性、水分散体型和胺基或羧基官能 团丙烯酸树脂分散体
1. 2. 3. 4. 5. 酰胺基胺类、聚酰胺类、聚酰胺加成物 脂肪多胺类2，2，4-三甲基-1，6-己二胺（TMD）、 间苯二甲胺（MXDA）、 芳香胺：亚甲基二苯胺（MDA）、间苯二胺（mPD） 杂环胺：螺乙缩醛二胺类，如：N-（氨乙基）对二 氮己环 叔胺类：二甲基氨甲基酚、三（二甲基氨甲基）酚
乳化过程是指把一种液体分散在另一种互不相 溶液体中，形成正相（水包油），反相（油包 水）或多理论可估算出所需的最小机械能。只有外加 机械能与界面自由能G相等才能达到相平衡。 即G=σ.Ssp G=σ.Ssp 式中σ为界面张力（自由能）；Ssp界面的比 表面能。
O H2N ( CH2CH2NH ) CH2CH2NH2 CH2 O CH2CH2 CH2CH3
H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CHCH2OCH2CH2CH2CH3 OH
脂肪胺的改性方法脂肪胺的改性方法 胺加成物
②丙烯腈加成物
H 2NCH 2CH 2NHCH 2CH 2NH 2 CN H 2NCH 2CH 2NHCH 2CH 2NHCH 2CH 2CN
实际的乳化过程非平衡条件下进行