一種厚漿型水性環氧中間漆（水性富鋅）的解決方案

水性環氧在金屬防腐領域越來越應用廣泛，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，仍然是一個技術難題。

水性環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境溫度變化影響很大。對于70微米以下的濕膜涂層，通過調節觸變劑和揮發、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重要。尤其是隨著環境溫度變化，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，我們設計了水性環氧富鋅低漆和水性云鐵中間漆的專用水性環氧組合，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，提高光澤度和穩定性，簡化生產工藝。 

第一、該水性環氧體系的顯著特點 

E-215為100%固含量E51環氧改性的自乳化環氧樹脂，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，根據環境溫度的不同調節加水量，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生流掛。 
1-2水漆組分可部分采用環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，通過加水稀釋調節濕膜的厚度，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，不會導致硅烷偶聯劑水解，可通過添加通用的硅烷偶聯劑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，環氧固化的交聯度致密度顯著提高，耐性顯著提高。 
 1-6 E-215環氧制作配方不含水，類似于油性環氧漆的特性，可以高速研磨達到細粒度的要求，不會出現乳液型水漆返粗、破乳等現象，即使出現分層，稍加攪拌即可分散均勻，產成品保質期大幅度延長！ 
 1-7涂膜交聯度顯著高于乳液體系，耐鹽霧性能優，耐水性耐溶劑性優。 
 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，優勢產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。 
 2-2活化期縮短。因實現環氧和固化劑分子混合充分，乳膠粒子中已經包含樹脂和固化劑的均相混合物。水分和溶劑揮發的過程中，環氧和固化劑也一直在化學反應。如果在夏天氣溫高、濕度大的環境下，固化反應表面凝膠較快，而水分揮發不夠充分，產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氧樹脂的15%以內。 
 3-1-2、MH3150F為不含水水性環氧固化劑，對鋅粉加在環氧中的配方，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厚漿型水性環氧云鐵中間漆參考配方： 
 A劑：

E-215                      22.6 
 環氧活性稀釋劑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氧漆中，制成的涂料既有涂膜性能上的優勢，又簡化了工藝，提高了穩定性，降低了成本和VOC 的排放，具有一定的社會價值。