介紹

新型[XinXing]胺類功能型固化劑的最新進(jìn)展已經(jīng)使得水性雙組分環(huán)氧體系[TiXi]的性能[XingNen]有所提高。這些新型[XinXing]的胺類加成物在提高性能[XingNen]的同時(shí)，可以滿足低VOC以及超低的VOC水平。本論文將對(duì)一種新的零VOC值水溶性胺類固化劑在水性環(huán)氧配方[PeiFang]中的性能[XingNen]進(jìn)行[JinXing]總結(jié)，在水性環(huán)氧配方[PeiFang]中液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂的VOC值低于50g/L。我們將對(duì)這些新型[XinXing]原始配方[PeiFang]的性能[XingNen]和混凝土用商業(yè)[ShangYe]的性能[XingNen]進(jìn)行[JinXing]評(píng)論。

這種新型[XinXing]的水性固化劑是為工業(yè)當(dāng)中的膠凝性應(yīng)用以及DIY（Do-It-Yourself）市場(chǎng)而設(shè)計(jì)的?；谶@種新型[XinXing]胺類固化劑的配方[PeiFang]使得水性還原環(huán)氧體系[TiXi]具有優(yōu)異的操縱、應(yīng)用性能[XingNen]，壽命終端的可見(jiàn)性，并且提高了耐化學(xué)腐蝕性和耐染色性。

這種新型[XinXing]胺類加成物技術(shù)的使用使得這些水性環(huán)氧體系[TiXi]不可避免地具有高的性能[XingNen]、低的VOC水平以及容易用水清除的優(yōu)點(diǎn)。

創(chuàng)新型[XinXing]水性環(huán)氧膠粘劑體系[TiXi]已經(jīng)迅速地滿足了更低VOC值的規(guī)定和市場(chǎng)對(duì)于更高的性能[XingNen]的要求。水性環(huán)氧體系[TiXi]的早期版本滿足了監(jiān)管的要求，但是這些體系[TiXi]具有比溶劑型對(duì)照物更差的性能[XingNen]。近年來(lái)，水性環(huán)氧體系[TiXi]的性能[XingNen]得到了極大的改善，從而滿足了更高性能[XingNen]的要求，并大大降低了VOC水平。

在本文的工作中，將會(huì)對(duì)這一新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和配方[PeiFang]性能[XingNen]的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行[JinXing]總結(jié)。隨后，將會(huì)評(píng)論這種新型[XinXing]固化劑在配方[PeiFang]體系[TiXi]中的性質(zhì)和性能[XingNen]，并于市場(chǎng)上的商業(yè)[ShangYe]產(chǎn)品進(jìn)行[JinXing]比較。

設(shè)計(jì)

為了促進(jìn)這種新產(chǎn)品的發(fā)展，建立起了一系列的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都是對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的固化劑進(jìn)行[JinXing]總結(jié)而建立的。這一評(píng)估建立起了一系列關(guān)鍵性的固化劑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括：使用的方便性、低的粘度值、冷凍/解凍的穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性以及化學(xué)品庫(kù)存狀況。除了固化劑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之外，還建立起了該新型[XinXing]固化劑的配方[PeiFang]屬性和性能[XingNen]的一系列要求。這是基于生產(chǎn)商的投入、市場(chǎng)上現(xiàn)有的商業(yè)[ShangYe]化產(chǎn)品以及終端使用客戶的調(diào)查而建立的。關(guān)鍵的配方[PeiFang]性能[XingNen]包括：PVC、混合組分粘度、誘導(dǎo)時(shí)間、VOC、使用壽命、使用壽命內(nèi)的光澤穩(wěn)定性、硬度變化以及良好的耐化學(xué)腐蝕性。

基于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)眾多的試驗(yàn)樣品進(jìn)行[JinXing]評(píng)估和篩選。然后將最好的樣品加入到混凝土配方[PeiFang]中，并與預(yù)先確定的性能[XingNen]要求進(jìn)行[JinXing]比較。滿足所有標(biāo)準(zhǔn)的樣品現(xiàn)在被稱為EPIKURE8547-W-60固化劑（新型[XinXing]水性固化劑）。

當(dāng)滿足了固化劑的設(shè)計(jì)要求后，配制四種體系[TiXi]并參照建立起的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)膠凝應(yīng)用中的配方[PeiFang]中的樹(shù)脂性能[XingNen]進(jìn)行[JinXing]量化。配方[PeiFang]如下（見(jiàn)附錄I）：

初始[ChuShi]配方[PeiFang]A：混凝土灰色底漆，4：1，亞光

初始[ChuShi]配方[PeiFang]B：混凝土面漆，清漆，3：1，高光

初始[ChuShi]配方[PeiFang]C：混凝土面漆，清漆，3：1，高光

初始[ChuShi]配方[PeiFang]D：混凝土灰色底漆，4：1，中光

試驗(yàn)

樣品的制備和常數(shù)計(jì)算――樣品是使用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)方法和原材料進(jìn)行[JinXing]制備得到的。報(bào)導(dǎo)的常數(shù)是由ASTMD2369計(jì)算得到的。

薄膜的制備――水位降深是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水位降深桿在Chart5C，5密爾的濕膜厚度的條件下完成的。水泥[ShuiNi]的水位降深是使用60-mil繞線桿在酸洗的水泥[ShuiNi]塊（4x6x1，PatioCementProductsInc.提供）上完成的。

周圍的環(huán)境條件――所有的配方[PeiFang]成分在混合前，都在77°F的條件下平衡一天。水位降深和薄膜都在77°F、50%R.T的條件下使用，然后在相同的條件下干燥。除非標(biāo)注，所有的物理測(cè)試都在7天內(nèi)完成。

硬度變化――硬度由ASTMD3363對(duì)水泥[ShuiNi]進(jìn)行[JinXing]測(cè)試而確定。

使用壽命、粘度以及光澤度測(cè)量――粘度由ASTMD562測(cè)定，光澤度由ASTMD523在60度角下測(cè)定。

干燥時(shí)間――由ASTMD5895，使用BYK循環(huán)干燥定時(shí)器進(jìn)行[JinXing]測(cè)量。

耐化學(xué)腐蝕性――由ASTMD1308在準(zhǔn)備好的水泥[ShuiNi]塊上完成。耐MEK性由ASTMD5404完成。

粘結(jié)性測(cè)試（拉脫能力）――由ASTMD4541，使用2.0cmdollie的Elcometer106拉脫測(cè)試器完成。

結(jié)果與討論

在該研究中購(gòu)買了很多市場(chǎng)上現(xiàn)有的商業(yè)[ShangYe]化產(chǎn)品。并對(duì)這些產(chǎn)品的性質(zhì)進(jìn)行[JinXing]了起點(diǎn)配方[PeiFang]比較（表1）。

表1:基準(zhǔn)評(píng)比

然后，對(duì)這些體系[TiXi]的性能[XingNen]和耐化學(xué)腐蝕性進(jìn)行[JinXing]了評(píng)估（表2）。在評(píng)估過(guò)程中，使用了一組在家用車庫(kù)中典型存在的化學(xué)品和一些會(huì)對(duì)體系[TiXi]造成侵襲的普通化學(xué)品。

表2:耐污性測(cè)試結(jié)果

同樣地，我們也對(duì)這些環(huán)氧體系[TiXi]的粘結(jié)性進(jìn)行[JinXing]了評(píng)估（表3）。有趣的是，我們注意到了這些體系[TiXi]在粘結(jié)性測(cè)試中失敗的模式。商業(yè)[ShangYe]DIY體系[TiXi]與新型[XinXing]胺固化體系[TiXi]相比，具有較低的粘結(jié)性，但是失敗的模式也顯著不同。

表3:釉質(zhì)體系[TiXi]黏結(jié)性測(cè)試

這種新型[XinXing]水性胺的失效模式僅僅為水泥[ShuiNi]的明顯的內(nèi)聚失效。而商業(yè)[ShangYe]水基產(chǎn)品的使用的失效模式為與水泥[ShuiNi]界面的更不易粘結(jié)，并伴隨有一些水泥[ShuiNi]的內(nèi)聚失效（圖1）。

圖1:商業(yè)[ShangYe]水基產(chǎn)品的使用

我們所觀察到的關(guān)鍵之處為：與商業(yè)[ShangYe]水基產(chǎn)品相比，初始[ChuShi]配方[PeiFang]的粘結(jié)性大大增加、水泥[ShuiNi]的脫除量顯著增加。在對(duì)這些各種各樣的體系[TiXi]比較的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)基于新型[XinXing]水性固化劑的配方[PeiFang]當(dāng)中，只有Hexion初始[ChuShi]配方[PeiFang]以及DIY#2表現(xiàn)出了方便的水清除能力。

表4:透明配方[PeiFang]比較

在對(duì)釉質(zhì)環(huán)氧體系[TiXi]進(jìn)行[JinXing]回顧之后，對(duì)透明體系[TiXi]進(jìn)行[JinXing]了評(píng)估。之后進(jìn)行[JinXing]了類似的商業(yè)[ShangYe]透明和我們配制的比較（表4）。

基于新型[XinXing]胺類固化劑的透明體系[TiXi]表現(xiàn)出了優(yōu)異的粘結(jié)性能[XingNen]（表5）。在該研究中的粘結(jié)失效模式也與在前面研究中提到的類似。

表5:透明黏結(jié)性和抗拉脫結(jié)果匯總

當(dāng)我們對(duì)灰色釉質(zhì)透明體系[TiXi]評(píng)估時(shí)，得到了意想不到的結(jié)果。當(dāng)將透明釉質(zhì)（初始[ChuShi]配方[PeiFang]B）用在商業(yè)[ShangYe]釉質(zhì)上時(shí)，與統(tǒng)一供應(yīng)商的商用透明體系[TiXi]相比，結(jié)果顯示出了優(yōu)異的粘結(jié)性能[XingNen]和抗拉脫力（表6）。

表2:耐污性測(cè)試結(jié)果

同樣地，我們也對(duì)這些環(huán)氧體系[TiXi]的粘結(jié)性進(jìn)行[JinXing]了評(píng)估（表3）。有趣的是，我們注意到了這些體系[TiXi]在粘結(jié)性測(cè)試中失敗的模式。商業(yè)[ShangYe]DIY體系[TiXi]與新型[XinXing]胺固化體系[TiXi]相比，具有較低的粘結(jié)性，但是失敗的模式也顯著不同。

表6:釉質(zhì)透明黏結(jié)性和抗拉脫結(jié)果匯總

結(jié)論

該研究已經(jīng)證明：可以使用新型[XinXing]水性固化劑（EPIKURE8547-W-60）獲得高性能[XingNen]、超低VOC的水泥[ShuiNi]用。這種新技術(shù)在商業(yè)[ShangYe]市場(chǎng)的引進(jìn)將會(huì)為配方[PeiFang]師提供一種優(yōu)異的新工具以滿足現(xiàn)存的和新出現(xiàn)的監(jiān)管門檻，而無(wú)需犧牲產(chǎn)品的性能[XingNen]。如果我們通過(guò)對(duì)終端使用者、說(shuō)明者和擁有者采訪而建立的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是正確的，那么在胺類加成物方面的進(jìn)展將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品，而在未來(lái)幾年內(nèi)市場(chǎng)也會(huì)接受和采用這類產(chǎn)品。

附錄I:配方[PeiFang]研究―初始[ChuShi]配方[PeiFang]A

附錄I:配方[PeiFang]研究―初始[ChuShi]配方[PeiFang]B

附錄I:配方[PeiFang]研究―初始[ChuShi]配方[PeiFang]C

附錄I:配方[PeiFang]研究―初始[ChuShi]配方[PeiFang]D

本論文發(fā)表在2008年在路易斯安那州，新奧爾良市召開(kāi)的水性――智能設(shè)計(jì)進(jìn)展的研討會(huì)上。該研討會(huì)是由南密西西比大學(xué)的聚合物和高性能[XingNen]材料學(xué)院和TheSouthernSocietyforCoatingsTechnology主辦的。