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大体积混凝土用环氧湿固化漆的制备
孙友军 王军 任环 付强（大连振邦氟涂料股份有限公司，辽宁大连 116036）
0 引言
环氧涂料由于附着力良好、耐化学品和溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好、热稳定性极强等优点而受到人们极大的关注，并正得到越来越广泛的应用[1]。本文介绍了所研制的能在潮湿环境中固化的环氧涂料。我国经济持续发展，大型的临海建筑、拦海大坝等项目不断涌现，其中杭州湾大桥是最具有代表性的项目之一。本文正是针对这样的大体积混凝土湿固化项目进行的研究。杭州湾大桥对湿固化漆的施工和性能要求是必须满足以下条件：(1) 在25 ℃时，涂料可以45 min 后浸水；(2) 涂料浸水后可继续在水下进行固化；(3) 固化后的涂层各项性能必须满足相应的性能要求；(4) 涂料要有一定的施工时效性，施工时效应≥4 h。众所周知，涂料的固化时间和使用时效之间是一个矛盾统一的关系，基本上固化时间短的使用时效不可能太长，而既要保证45 min 可以达到可浸水的固化程度又要保证大于4 h 的施工时效性是我们需要解决的一个难题。
1 试验部分
1.1 环氧湿固化封闭清漆的制备
1.1.1 固化剂性能的实验比较
为了便于比较固化剂的性能，本文按照固化剂使用说明的配比用量，用同一种环氧树脂材料进行固化反应，在常温下24 h 后，测其机械性能，经过1 周的保养期后，再同时进行化学性能的测试。
1.1.2 试验条件
试验条件列于表1 中。
注：实验室环境温度(25±2) ℃，相对湿度60%
1.1.3 试验结果
测试结果见表2。
表2 湿固化环氧涂料性能测试
1.1.4 环氧湿固化封闭清漆的配方
环氧湿固化封闭清漆的配方如表3。
1.1.5 环氧湿固化封闭清漆的性能及指标
按照A:B=3.5:1 的比例进行配比，得到的产品性能见表4。
表4 环氧湿固化封闭清漆的性能指标
1.2 厚浆型环氧湿固化底漆的制备
1.2.1 厚浆型环氧湿固化底漆的配方
厚浆型环氧湿固化底漆配方见表5。
1.2.2 厚浆型环氧湿固化底漆A 组分的制备
将表5 中1、2、3、7、8、10 组分加入研磨罐中先行分散，再按照配比加入4、5、6、11 等组分，进行共研磨，当分散细度达到30 μm 时过滤，过滤后的漆按照配比加入9 组分搅拌分散，最终得到成漆。
1.2.3 厚浆型环氧湿固化底漆的性能指标
按照A:B=6:1 的比例进行配比，性能指标列于表6。
表6 厚浆环氧湿固化底漆性能
2 试验结果与讨论
2.1 环氧树脂的选择
一般双组分环氧漆都是选择相对分子质量中等的液态环氧树脂作为主要成膜物[2]。这里选用E-44 环氧树脂与E－20 环氧树脂以一定的比例形成的混合物作为主要成膜物质。混合使用的原因是，在试验过程中发现，单纯地以E-44 树脂作为主要成膜物所形成的漆，在表干45 min浸水养护7 d 后，出现漆膜泛白、附着力低等问题；而单纯以E－20 树脂作为主要成膜物，又出现硬度偏高抗冲击性差的特点。因此在分别对比考察了这两种树脂的优劣之后，选择将这两种树脂混拼并最终选出合适的比例，所得的混合物能够满足试验要求的主要成膜物的基本条件。
2.2 固化剂的选择
2.2.1 固化剂品种的介绍
固化剂的选择可以说是本文的核心问题之一，只有选好合适的固化剂才能保证产品的最终质量，因此需对国内现有的固化剂作对比性研究以便选择出最适合本产品的固化剂品种。我们从中选取了有代表性的几种固化剂样品进行了分析和试验，这几种样品分别是T-888 固化剂、T-31 固化剂、MA 固化剂、810 固化剂、BT-2060 固化剂、NX-2040 等。其中T-31 和T-888 固化剂是多胺、甲醛、苯酚经曼尼斯反应而成的曼尼斯加成多元胺，是无毒等级的固化剂，应用安全，并能在低温下固化双酚A 型环氧树脂，可在湿度80%和水下应用，固化收缩率小，但T-31的胺值要比T-888 小。810 固化剂是改性胺类固化剂，在水下、潮湿、低温(0 ℃)、干燥等条件下，均能固化环氧树脂，也可在带水的表面上进行涂装，具有良好的浸润性。MA 固化剂是由水利水电科学院结构材料研究所研制的国内常用的潮湿固化剂产品。BT-2060 固化剂是台湾合资企业的环氧硬化剂产品，其在低温时硬化效果好，黏度低，在水中接着强度大。NX-2040 是美国卡德莱生产的一种性能独特不含苯酚的多用途取代酚醛胺环氧树脂固化剂。
2.2.2 通过试验结果分析选择固化剂
从1.1.3 的试验结果看：(1) 机械性能的差异主要体现在漆膜硬度、凝胶时间和漆膜干燥时间上，漆膜硬度的排列顺序(从大到小)依次为：T-888、T-31、BT2060、NX2040、MA 、810，凝胶时间的排列顺序(从大到小)依次为：NX2060、BT2040、MA、810、T-31、T-888，漆膜表面干燥时间的排列顺序(从大到小)依次为：MA、810、BT2060、NX2040、T-31、T-888，综合性能较好的是NX2040固化剂和BT2060 固化剂，它们都具有较长的操作使用期，同时又有较快的干燥时间，漆膜硬度也适中。(2) 耐介质性能的差异主要体现在耐油性、耐油水混合性、耐盐水性上，综合比较化学性能，还是NX2040 固化剂和BT2060 固化剂较好。但是考虑到成本问题而选择了合资企业的BT2060 产品作为固化剂。当然在不同的情况下也需要将这几种固化剂进行有选择地搭配使用，以达到好的施工效果。例如封闭清漆就要采用BT2060 与T-888 固化剂以一定的比例搭配才能达到较好的效果。
2.3 颜填料的选择
因为是制备厚浆型的涂料，所以我们在选择颜填料时是在保证一定遮盖力的基础上加大了填料的量，主要增加了沉钡、重钙等性能比较稳定的颜填料，而且颜填料的增加也使整个涂料体系的黏度增加，从而达到厚浆型涂料的标准。
2.4 助剂的选择
对于厚浆型的涂料用助剂方面，消泡剂和增稠剂的选择是助剂选用的重点。通过比较几大主流助剂供应商的产品，最终选出搭配后综合性能比较好的助剂品种。它们分别是海川公司的一个消泡剂品种和德谦公司的一个增稠剂品种。通过这两种助剂的搭配可以在保证黏度的基础上同时消除气泡可能带来的影响。
3 结语
根据实验结果，我们得到了以E-44 环氧树脂与E－20 环氧树脂混合物为主要成膜物质，以NX2040 为固化剂符合工程需要的湿固化涂料。而随着中国现代化进程的加快，会出现越来越多传统配方的产品不能适应新环境要求的问题。我们也会不断努力使传统产品在新的环境中焕发新的活力。而我们制备的大体积混凝土用环氧湿固化漆就是适应这一要求而出现的。
