一種厚漿型水性環(huán)氧中間漆（水性富鋅）的解決方案

水性環(huán)氧在金屬防腐領(lǐng)域越來越應用廣泛，但是作為水性立面厚漿型涂層，如何在施工過程中獲得較好的抗流掛性和抗開裂性，仍然是一個技術(shù)難題。

水性環(huán)氧不同于油性的均相體系，作為一種乳膠分散粒子的非牛頓流體，乳膠粒子以分散相的形式分散于水中，其粘度和觸變性隨環(huán)境溫度變化影響很大。對于70微米以下的濕膜涂層，通過調(diào)節(jié)觸變劑和揮發(fā)、固化速度，達到抗流掛要求問題不大；但是，中涂需要作為厚涂層來補充底涂的厚度從而提高耐腐蝕性能，要求70微米甚至300微米的厚度，其抗流掛性能的顯得至關(guān)重要。尤其是隨著環(huán)境溫度變化，導致乳液粘度大幅度降低，流動性顯著增強，抗流掛性能更加難以得到控制。

    為此，我們設計了水性環(huán)氧富鋅低漆和水性云鐵中間漆的專用水性環(huán)氧組合，以提高厚涂層的抗流掛性能，提高耐鹽霧性能和抗開裂性能，降低VOC的排放，提高光澤度和穩(wěn)定性，簡化生產(chǎn)工藝。 

第一、該水性環(huán)氧體系的顯著特點 

E-215為100%固含量E51環(huán)氧改性的自乳化環(huán)氧樹脂，MH3150-F（MH-3150-M）為不含水的改性胺類水性固化劑，二者均可以直接加水乳化成乳液使用。配方可以做在環(huán)氧E-215中，固化劑組分可加水做成透明乳液包裝。使用時，先將固化劑倒入配料桶中加水稀釋混合，再加入E-215制作的水漆組分，混合攪拌均勻即可施工。該方案有幾個方面的優(yōu)勢：

1-1噴涂過程中，尤其對立面和頂面抗流掛性好，觸變性隨溫度變化較小。使用過程中，根據(jù)環(huán)境溫度的不同調(diào)節(jié)加水量，水直接加在固化劑組分中事先混合均勻。這樣兩個組分混合均勻后，表現(xiàn)出很好的假塑性和觸變性，即使300微米以上的涂層，即使立面和頂面均不會產(chǎn)生流掛。 
1-2水漆組分可部分采用環(huán)氧樹脂活性稀釋劑稀釋，可提高固成分，有效降低溶劑的加量，降低VOC 排放。 
1-3因兩組分整體固成分較高，通過加水稀釋調(diào)節(jié)濕膜的厚度，在保證干膜厚度基本一致的前提下，降低了綜合用料成本。 
 1-4水漆和固化劑組分中均不含水，不會導致硅烷偶聯(lián)劑水解，可通過添加通用的硅烷偶聯(lián)劑KH550\KH560等增強水漆的濕粘接強度和耐鹽霧性能。 
 1-5形成的涂膜光澤顯著高于乳液制作配方的體系，環(huán)氧固化的交聯(lián)度致密度顯著提高，耐性顯著提高。 
 1-6 E-215環(huán)氧制作配方不含水，類似于油性環(huán)氧漆的特性，可以高速研磨達到細粒度的要求，不會出現(xiàn)乳液型水漆返粗、破乳等現(xiàn)象，即使出現(xiàn)分層，稍加攪拌即可分散均勻，產(chǎn)成品保質(zhì)期大幅度延長！ 
 1-7涂膜交聯(lián)度顯著高于乳液體系，耐鹽霧性能優(yōu)，耐水性耐溶劑性優(yōu)。 
 1-8韌性好，附著力好。 

 二、配方設計中需要注意的問題 
 
當然，就像硬幣的正反面，優(yōu)勢產(chǎn)生的同時也會帶來相應的短板，需要在配方設計和施工過程中特別注意：

2-1該方案中，水漆組分和固化劑組分混合均勻后，形成的是“油包水”的乳液，高速分散和再度加水到一定程度才能形成“水包油”的乳液。隨著攪拌速率的提高，此過程中有一個相轉(zhuǎn)變導致的流變性突變。因此，加水量需要通過實驗驗證確定加量范圍，使體系維持在“油包水”的狀態(tài)。 
 2-2活化期縮短。因?qū)崿F(xiàn)環(huán)氧和固化劑分子混合充分，乳膠粒子中已經(jīng)包含樹脂和固化劑的均相混合物。水分和溶劑揮發(fā)的過程中，環(huán)氧和固化劑也一直在化學反應。如果在夏天氣溫高、濕度大的環(huán)境下，固化反應表面凝膠較快，而水分揮發(fā)不夠充分，產(chǎn)生厚涂層開裂的可能性就大增。因此，夏季選用反應慢的固化劑，配合活性稀釋劑加入可延長凝膠時間，給水分的揮發(fā)提供足夠的時間窗口，可有效回避厚涂層開裂的問題；而冬季低溫低濕度干燥環(huán)境，選擇快干固化劑比較合理。如夏季選用慢干的E-215配合MH3150M\MH6380，冬季選用快干的E-215配合MH3150F/MH8119/MH6600，可滿足不同環(huán)境溫度下的應用。

2-3流平性相對欠缺。不過，通過高沸點助溶劑、水性流平劑的加入，可有效彌補。如制作高光的水性地坪面漆。

三、配方舉例：

 3-1水性環(huán)氧富鋅底漆參考配方：

A劑 
 E-215                         12.5

B劑

水加入固化劑中預先混合，在加入水漆充分混合攪拌，即可噴涂。 
 活化期40分鐘，表干60分鐘。

3-1-1、低富鋅含量產(chǎn)品可用部分導電的磷鐵粉替代鋅粉制作，考慮到吸油量增加，可適當加大溶劑含量，單官能團活性稀釋劑控制在環(huán)氧樹脂的15%以內(nèi)。 
 3-1-2、MH3150F為不含水水性環(huán)氧固化劑，對鋅粉加在環(huán)氧中的配方，建議固化劑事先加水乳化包裝，能得到較好的成膜性。加量及穩(wěn)定性需通過實驗驗證。。 
 3-1-3、考慮到氣味問題，可用丙二醇甲醚取代乙二醇叔丁醚。 
 3-1-4、該配方中性鹽霧實驗》1500小時。 

3-2厚漿型水性環(huán)氧云鐵中間漆參考配方： 
 A劑：

E-215                      22.6 
 環(huán)氧活性稀釋劑692          3 
 丙二醇甲醚                  4 
 800目云母氧化鐵粉          52.8 
 1250目沉淀硫酸鋇           15.4 
 水性分散劑                  0.5 
 水性消泡劑                  0.2 
 基材潤濕劑                  0.5 
 KH560                      0.5 
 白炭黑                      0.5 
 合計                       100份 
 B劑： 
 MH3150M(F)                56 
 去離子水                    44 
 合計                      100份 
 配比：                 
   100:20 
 固含量》85.8%，溶劑含量5%。 
 水加入固化劑中預先混合，再加入水漆充分混合攪拌，即可噴涂。 
 3-2-1為保證樹脂固化劑對顏填料的浸潤性，方能保證涂膜性能，樹脂在樹脂顏填料中的占比含量》33%。 
 3-2-2單官能團活性稀釋劑不能超過環(huán)氧樹脂的15%的用量，雙官能團或者多官能團活性稀釋劑用量可以加大到25%。 
 3-2-3固化劑中如果需要加大去離子水的用量，需要配合助溶劑的加入，其穩(wěn)定性需要通過實驗驗證。 
 3-2-4 配合底漆，該配方中性鹽霧實驗》1500小時。 
 3-2-5為滿足施工的要求，后續(xù)配漆過程中的加水量需要通過實驗驗證。 

四、該方案的意義 
 將油性高固低粘涂料的方案引入到水性環(huán)氧漆中，制成的涂料既有涂膜性能上的優(yōu)勢，又簡化了工藝，提高了穩(wěn)定性，降低了成本和VOC 的排放，具有一定的社會價值。