環(huán)氧樹脂涂料作為一種典型的涂料類別,由于其良好的性能,如優(yōu)良的附著力、較好的耐腐蝕性、較強的耐化學介質(zhì)等,受到人們的青睞,也越來越廣泛的被投入到涂料的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用當中。然而,現(xiàn)階段,投入使用的環(huán)氧涂料的溶劑多為有機溶劑,這些有機溶劑在諸多方面存在著缺陷。尤其是有機溶劑容易揮發(fā),容易爆炸,容易燃燒,并且具有毒性,這些都對環(huán)境和人類健康造成了沉重的負擔。另一方面,在某種程度上,對寶貴的石油資源也是一種浪費和無意義的消耗。如今的世界,國家大力提倡綠色環(huán)保,人們在環(huán)保方面的認識也得到加強,相對應(yīng)的,綠色安全型的涂料也越來越受歡迎。因此,以水為溶劑,具有低VOC含量,并且各方面性能優(yōu)良的水性環(huán)氧涂料引起人們的注意,這也成為諸多研究學者研究的重點。對于水性環(huán)氧涂料的探究,到現(xiàn)在已經(jīng)有4個階段了,國外學者的研究從上世紀七十年代就已開始,并且很多成果已經(jīng)開始投入使用;雖然國內(nèi)起步比國外的晚,但其發(fā)展的空間會隨著市場的需求逐漸擴大。
與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂涂料以有機溶劑為溶劑相比,水性環(huán)氧樹脂涂料在保持了高附著力、優(yōu)良的耐蝕性和耐化學介質(zhì)等眾多優(yōu)點外,還具有了其他一些傳統(tǒng)涂料沒有的性能。由于水性環(huán)氧涂料的溶劑是水,所含有的可揮發(fā)性的物質(zhì)含量大大降低,沒有氣味,不容易燃燒,對環(huán)境造成的負擔大大減輕,不管是在儲存運輸,還是在使用過程中,其安全性方面都得到很大提高。
環(huán)氧樹脂自身是一種低分子質(zhì)量的化合物,分子量大約在三百與兩千之間,其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或兩個以上的活性環(huán)氧基。由于其在加熱時能發(fā)生流動變形,無法固化,因而在直接應(yīng)用中不具備良好的綜合性能。所以,在實際應(yīng)用中,常常在環(huán)氧樹脂中添加固化劑,與固化劑配合使用,形成樹脂配方,在特定條件下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成不溶的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物,從而使固化后的環(huán)氧的物化性能優(yōu)異,比如在金屬和非金屬材料的應(yīng)用方面,其表面表現(xiàn)出優(yōu)良的粘接強度,良好的介電性,小的變形收縮率,制備出的產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性比較好,硬度和柔韌性也比較適宜,對堿及大多數(shù)溶劑都能夠保持穩(wěn)定。因此從某種程度上說,固化劑在環(huán)氧涂料的成分組成中,占據(jù)著非常重要的地位。
環(huán)氧樹脂的固化劑品種繁多,尤其是多胺類的固化劑使用量最大,最為普遍。但現(xiàn)階段對環(huán)保要求越來越高,多胺類固化劑的使用由于其自身的特點越來越具有局限性。在常溫下,一般地多胺類固化容易揮發(fā),毒性比較大,使環(huán)氧樹脂固化的速度比較快,在實驗過程中,實驗配比很嚴格,還有可能吸收空氣中的CO2,這些都會導(dǎo)致固化效果降低。隨著水性環(huán)氧樹脂需求量的增大,與其相配合使用的兼具乳化和固化功能的環(huán)保型改性固化劑成為研究的關(guān)鍵。