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摘要：从环氧树脂及其固化体系的基础上论述了目前人们对无溶剂环氧自流平材料的认识误区，并分析了其原因。

关键词：环氧树脂；自流平；无溶剂

无溶剂环氧自流平材料（以下简称环氧自流平）自从20世纪90年代进入中国以来，经过10余年的发展，已经被国内市场广泛认知和接受[1]。目前，中国的环氧自流平（包括销售和施工）占整个地坪涂料市场份额的10%，是国内使用最为普遍的一种地坪涂料。虽然环氧自流平在国内已经非常普及，但国内的生产者和使用者对该材料仍然认识不足，不能对其综合性能和未来发展趋势做出准确的判断，从而制约了这种材料的研发方向和使用领域。本文从材料学的角度对环氧自流平在研发和使用中的认识误区进行了论述。

1材料属性的误区

1.1环氧自流平是一种涂料

环氧自流平目前被归入涂料类，这种材料确实是涂装在地面上的，但笔者认为，从材料学的角度来说，环氧自流平应该是兼具涂料和塑料两重属性的。一般意义上的涂料都是依附于基材而存在的，单层厚度不超过0.1mm，所有载荷都由基材承担，考察的所有指标也是以此为基础而确定的。而环氧自流平的单层厚度大多超过0.5mm，一般为1～3mm。除了薄型地坪涂料的耐磨性、附着力及防腐蚀性需要检验外，还需要对其承载能力进行检验。因此在HG/T3829—2006《地坪涂料》中对环氧自流平提出了邵氏D硬度和抗压强度2项指标考查的要求。邵氏D硬度依据GB2411—1980《塑料邵氏硬度试验方法》检验，抗压强度则是将试样制成20mm×20mm×20mm的块材进行检测[2]。这2项指标最初都是为塑料设定的，在HG/T3829—2006中被借用到环氧自流平上，说明普通的涂料指标不足以反映这种材料的特性，换言之，环氧自流平从本质上来说实际上是一种介于涂料和塑料之间的材料。

1.2环氧自流平一定用液体双酚A型环氧树脂

环氧自流平目前普遍采用液体双酚A型环氧树脂（较典型的是E51和E44树脂），其结构为：

 

这主要是由于双酚A型环氧树脂在所有的环氧树脂中性价比是最高的，也是涂料常用的环氧树脂。但事实上，除了双酚A型环氧树脂外，还有双酚F型、双酚AD型、双酚S型、对苯二酚型等多种双酚类环氧树脂，以及酚醛型、氢化双酚A型、有机硅类、含卤素类、有机金属类和柔性环氧树脂等多种类型[3]。这些树脂各有其特色，但一般来说价格都比双酚A型环氧树脂高，从成本角度考虑，目前使用较少，但一些特殊的使用场合和环境对环氧自流平提出某些特别要求时，就必须使用这些环氧树脂。

2材料性能的误区

2.1环氧自流平一定是一种刚性地坪

双酚A型环氧自流平涂层的刚性其实是由于分子结构中含有大量苯环，苯环上的化学键无法旋转，不能发生形变，且苯环造成了相邻化学键旋转的位阻，因此双酚A型环氧树脂的固化物有很强的刚性。但并非所有环氧树脂都含有苯环这种刚性结构，一些特殊的环氧树脂，如聚醚型环氧树脂、脂肪族环氧树脂等，分子结构中不含苯环等基团，分子链能够自由旋转，配以合适的固化剂使用，涂层就能够具有良好的延展性和回弹性，从而具有很好的韧性[3]。

2.2环氧自流平一定耐候性差

常用的双酚A型环氧树脂，由于其分子结构中含有大量苯环，最终涂层在受到紫外光和氧气的共同作用时因苯环氧化而发生黄变现象。此外由于涂层有很高的刚性硬度，冬夏温差发生变化时，容易因热胀冷缩导致涂层的开裂，这些是目前环氧自流平耐候性差的主要原因。但事实上，氢化环氧树脂的生产和使用技术已经得到了广泛发展，最典型的是氢化双酚A型环氧树脂，其结构为：
 

这种环氧自流平固化物涂层的刚性比双酚A型环氧树脂低，而耐紫外线性能则大大改善，因此其耐候性得到了很大改善。这种树脂黏度也有所降低，减少了涂层中活性或非活性稀释剂的用量。一般的双酚A型环氧自流平配方中必须加入稀释剂，一方面起到调节施工黏度的作用，一方面对涂层增韧。因此氢化导致的环氧自流平固化物涂层刚性降低实际上并不影响材料的施工性能和涂层的力学性能以及防腐蚀性能。除此以外，柔性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂等的涂层都具有良好的耐候性。

2.3环氧自流平的耐酸性比聚氨酯类涂料差

由于目前所使用的环氧涂料多为环氧树脂与胺类固化剂配合形成固化体系，环氧基与氨基反应形成仲胺或叔胺结构，属于碱性基团，能够与酸类发生反应形成铵盐，而氨酯键则不会发生这种反应，因此现在普遍认为环氧类涂料的耐酸性比聚氨酯类差。但实际上材料的耐腐蚀性除了与其分子链上所携带的基团有关外，还与材料本身的致密度有关。目前常用的双酚A型环氧树脂和脂肪胺固化剂基本上都是双官能度齐聚物，固化后形成直链结构，只能依靠分子链上的羟基与N、O等原子之间的氢键形成物理交联点。这种物理交联点在强酸的作用下会受到破坏，从而导致腐蚀性介质向材料内部渗透，并造成材料的腐蚀。理论上，对环氧树脂进行某些改性可以提高其成膜物的耐酸性能，典型的方法如杨保平等人对双酚A型环氧树脂接枝有机硅树脂，大大提高了无溶剂环氧的耐酸性，固化后在60%的硫酸中浸泡7d表面无变化[4]。而某些聚氨酯涂料由于使用了改性植物油作为主要成分，其分子中的双键结构能够与酸类发生加成反应，导致漆膜发脆开裂等，所以实际上环氧自流平的耐酸性并不一定比聚氨酯类涂料差。

2.4环氧自流平只能作为高光涂料使用

材料的光泽是光线在其表面反射状况的具体表现。具体来说，当入射光在材料表面形成镜面反射时，材料的光泽高，形成漫反射时，光泽低甚至表现为亚光或无光。形成漫反射的条件是涂层表面有微观的起伏，可见光波长范围为390~780nm，要形成漫反射，起伏的弧度必须大于该波长范围。目前一般的薄涂层都是通过添加消光粉使涂层表面形成起伏，消光粉的粒径一般为25μm左右，环氧自流平作为一种厚涂材料显然不能使用这样一种工艺，因此目前环氧自流平常作为一种高光涂料使用，在需要亚光地坪时也是通过打磨或者用亚光漆罩面来完成的。实际上降低涂膜光泽除了外加消光剂一种方法之外，还可以调整其固化体系。通过降低固化体系之间的相容性和改变其反应速度，可以使一种链段先反应并形成微观聚集相，另一种链段反应相对较慢但含量较大，在固化物中形成连续相，两者相容性较差，聚集相以颗粒形态分散在连续相中。当聚集相的粒径达到1～2μm即可使固化体系消光。余庆福等人就利用聚酰胺固化剂和脂环胺固化剂复配制得了一种低光泽的环氧自流平材料，其涂膜光泽可以降）低到29%[5]。

3结语

⑴环氧自流平是一种特殊的材料，是涂料和塑料的复合体；⑵环氧树脂及其固化剂种类很多，完全可以通过复配解决其目前环氧自流平存在的各种问题；⑶目前的环氧自流平所选用的固化体系非常有限是造成该材料在研发和使用中的认识误区的根本原因。