柔性环氧腻子的制备

0 前 言 由于国内企业普遍不重视腻子的质量及施工,即使在基层不开裂的情况下,也会导致墙体裂缝的产生,并且当外墙产生微裂纹时,普通腻子也容易产生同步龟裂,影响高档涂料装饰和墙体性能…

0 前 言
由于国内企业普遍不重视腻子的质量及施工,即使在基层不开裂的情况下,也会导致墙体裂缝的产生,并且当外墙产生微裂纹时,普通腻子也容易产生同步龟裂,影响高档涂料装饰和墙体性能。柔性环氧腻子是专门为解决开裂而开发的功能性腻子,对墙体及混凝土具有极强的粘结力,具有高抗开裂性、良好的柔韧性、优良的耐水、耐化学药品性,能提高涂刷质量,能保护混凝土表面不受侵蚀,是外墙涂料的最佳配套产品。
 
1 技术路线的选择
目前,柔性腻子主要有两种:一种是用乳液制成的水性柔性腻子;另一种是为高档涂料配套的柔性环氧腻子。前者,水性柔性腻子干性较慢、容易收缩、弹性不好,并且施工周期长;后者,柔性环氧腻子附着力好,具有很好的柔韧性,不会随着混凝土基材表面产生的微小裂纹而开裂,腻子厚度一次可达2 mm,能填平混凝土表面缺口,可以在基材表面形成一个光滑、平整、致密的表面,能保护混凝土表面不受侵蚀。因此,在柔韧性、粘结强度有特别要求的场所、混凝土防腐及与高档涂料配套等方面,使用柔性环氧腻子可以达到满意的效果。本项目采用液态新型环氧树脂同柔韧性好的环氧固化剂配合体系,形成具有柔韧性好、粘结强度高、防腐性能良好的腻子膜。同时,考虑到体系的综合性能,加入一定的活性稀释剂、助剂和颜填料,以达到整个体系物理机械性能、施工性能等方面的要求。
 
2 试验部分
2.1 产品的制备
该柔性环氧腻子为双组分,其中甲、乙组分按各自配比投料,经研磨后,直接包装,参考配方见表1。
参考配方
2.2 产品性能
生产的柔性环氧腻子质量状况见表2。其检测标准是参照建筑工业行业标准J G / T157-2004《建筑外墙用腻子》中(R型)和化工行业标准H G /T3354-1987《各色环氧酯腻子》中(Ⅱ型)“H07-5
各色环氧酯腻子”及本产品实际达到的技术水平制定的。
由表2可见,柔性环氧腻子标准所规定的指标高于建筑外墙用腻子J G / T157-2004(R型)标准,也高于HG/T3354-1987中H07-5各色环氧酯腻子标准。
环氧腻子指标对比

3 结果与讨论
3.1 环氧树脂的选择
柔性环氧腻子所用新型环氧树脂的类型及分子量对腻子性能的影响很大,环氧树脂按分子量的不同可分为固体环氧树脂和液体环氧树脂,固体环氧树脂黏度大,需较多溶剂溶解,不符合环保要求,不应选用。而低分子量的液态环氧树脂固化后的交联密度大,固化网络的孔径小。由于交联的化学键的束缚作用,固化网络对渗透介质的渗透扩散产生抵抗作用。分子量小环氧值高的环氧树脂涂膜的渗透指数较小,抵挡介质渗透扩散的能力较优。因此宜选用分子量小、环氧值高的液态环氧树脂。新型环氧树脂与传统低分子量环氧树脂相比,具有低黏度、流动性好的优点。相同指标条件下的黏度为传统环氧树脂的1/5~1/4,新型环氧树脂与传统环氧树脂及其固化性能比较见表3。
新型环氧树脂和双酚A环氧树脂及其固化物的性能比较

从表3可以看出,新型环氧树脂在环氧值、拉伸强度、弯曲强度、粘结强度、弹性模量方面比E -51传统型环氧树脂高,柔韧性比E -51环氧树脂好,其中柔韧性、粘结强度等均能满足柔性环氧腻子的要求,而且黏度、吸水率方面比E-51环氧树脂低。因此柔性环氧腻子选用新型环氧树脂为主要成膜物质。
3.2 活性稀释剂的选择
过高的交联密度容易使腻子发脆,所以在环氧树脂组分中加入了活性稀释剂。活性稀释剂能降低腻子黏度,提高了施工时固化剂组分与环氧树脂组分的易混匀性,除起到稀释作用外还可提高环氧腻子柔韧性。
3.3 环氧固化剂的选择
柔性环氧腻子中固化剂的结构与品质将直接影响腻子的应用效果。环氧树脂的固化剂,一般分为3类,即:多元胺类、酸酐类、其他类。柔性环氧腻子所选固化剂,能在常温固化,固化速度快,黏度低,所得腻子膜柔韧性好,粘结强度高。多元胺类的脂肪族固化剂能满足柔性环氧腻子的要求。3种脂肪胺固化剂及其固化物的性能比较见表4。
3种胺固化剂及其固化物性能比较

从表4可看出,T -31固化剂与环氧树脂固化时,活化期短、发热量大,表面常会出现“白霜”现象,涂膜性能不理想。H354也是一种脂肪胺固化剂,涂膜外观效果好,防腐性能优异,但活化期短,柔韧性差,也不宜选用。J -1胺固化剂同环氧树脂配合具有用量少、低温活性好、调配后施工时间长、无毒、常温固化等特点;腻子膜的强度高、附着力强、收缩率小、柔韧性、耐腐蚀性能优异。特别是能穿透油膜、水膜使环氧树脂同粘结面强烈粘结的独特性能,使在附有水、油等介质的物体表面都能使环氧树脂完全固化。因此,选用J -1胺作为柔性环氧腻子固化剂。
3.4 颜填料的选择
颜料在腻子中起着着色和遮盖作用,柔性环氧腻子中宜选用耐化学药品性能较好的无机颜料,如钛白粉、炭黑等。填料的选用对腻子最终的性能影响较大,适量的加入不仅能提高腻子的机械强度和遮盖力,而且能减少环氧树脂固化时的体积收缩及降低成本,并赋予腻子良好的贮存稳定性。
3.5 助剂的选择
3.5.1 消泡剂的选择
消泡剂在高黏度和高固体分涂料中非常重要,主要防止涂料中微泡及针孔的产生。消泡剂在柔性环氧腻子中,能消除腻子膜中的气泡,保证腻子膜的致密性,能提高腻子的耐水、耐化学药品性。表5是几种消泡剂的比较。
消泡剂性能的比较

从表5可看出,Airex 900消泡效果好,因而被选用。
3.5.2 防沉剂的选择
在柔性环氧腻子中,防沉剂的作用比较重要,能使颜填料颗粒悬浮而不结块,防止颜料沉降,提高腻子流挂性能。所选的6900-HV防沉剂在防沉降和防流挂性能方面好,它极易与许多基料或助剂混合,而且还具有长久保持强触变性的结构。因而被选用。
3.6 溶剂的选择
柔性环氧腻子所用溶剂为苯甲醇、乙二醇丁醚、S-100溶剂。其理由简述如下:苯甲醇是一种很活泼的醇。在柔性环氧腻子中加入到固化剂组分中,苯甲醇中活泼的羟基与JA—1改性胺中氨基起微反应,能暂时封闭非常活跃的氢,可延长腻子的活化期;能增加环氧腻子的柔韧性,还能调整腻子的稠度。乙二醇丁醚可提高腻子对混凝土基材的润湿性,在潮湿天气施工时,可防止腻子膜发白现象。S -100溶剂挥发速度适中,是环保型芳香烃溶剂,主要用于替代二甲苯、200#溶剂油、用于环保腻子,不会影响柔性环氧腻子的性能。
3.7 柔性环氧腻子防腐体系在混凝土防腐蚀上的应用
3.7.1 混凝土的腐蚀原理
混凝土有很多品种,但基本成分都是水、砂石、水泥及一些添加剂等,混凝土表面是多孔的,内部结构中也有很多微小的通道与孔洞,水、卤离子、二氧化碳等物质很容易进入内部,发生物理或化学作用,导致混凝土结构的膨胀、松散和开裂等现象。
3.7.2 混凝土防腐蚀涂料配套体系
(1) 底漆:环氧封闭底漆
混凝土表面与钢材相比,较为疏松多孔,因而涂装渗透性封闭底漆以增强其表面强度,提高涂层与混凝土的附着力。
(2) 腻子层:柔性环氧腻子层
混凝土表面凹凸不平,需采用腻子补平,柔性环氧腻子具有极佳的附着力、耐腐蚀性、柔韧性,是一种理想的补平材料,可以增加混凝土表面强度和涂层耐久性,提高涂层的抗渗透性。可以防止涂层涂装后因混凝土的进一步开裂而出现裂纹。
(3) 面层:耐候性优异的面漆
采用以上配套体系对混凝土结构是一种行之有效的防腐蚀措施,使用柔性环氧腻子可以在混凝土表面形成一层屏蔽阻隔层,以阻止氯离子、二氧化碳等腐蚀介质浸入混凝土造成腐蚀;对于已碳化、疏松和开裂的混凝土表面起增强作用,防止继续腐蚀。

4 结 论
(1)柔性环氧腻子具有优良的耐水性、耐化学品性,优良的施工性、打磨性及很好的粘结强度和柔韧性,一次刮涂可达数毫米,腻子膜收缩率极低,不会造成腻子开裂。适应了市场对这类腻子的要求。
(2)柔性环氧腻子适用于混凝土、外墙、钢结构打底及填平,对基材有很好的遮盖作用,与前道环氧封闭底漆和后道面漆配合极佳。
(3)与其他水性腻子相比,柔性环氧腻子各项性能指标都超过很多,特别是在粘结强度、动态抗开裂性和混凝土防腐上有明显优势。

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