現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展對(duì)廠房、車間地坪提出了越來(lái)越高的要求 , 要求車間地坪潔凈、耐磨和耐腐蝕 , 室內(nèi)空氣含塵量盡量低。目前國(guó)外的許多潔凈車間地坪通常采用整體聚合物面層 , 基本上以自流平涂料為主 , 由于一般情況下涂料的化學(xué)基料為環(huán)氧樹脂 , 所以國(guó)內(nèi)一般稱為環(huán)氧自流平涂料。溶劑型涂料在生產(chǎn)、施工和固化過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)物 , 這些揮發(fā)性有機(jī)物不僅影響人們的身體健康 , 而且會(huì)造成環(huán)境污染。近幾年來(lái) , 揮發(fā)性有機(jī)物的危險(xiǎn)性已引起各國(guó)政府的重視 , 并已頒布了相關(guān)的法規(guī)對(duì)其排放進(jìn)行了限制 , 因此發(fā)展無(wú)溶劑型涂料和水性涂料已是大勢(shì)所趨。無(wú)溶劑環(huán)氧地坪涂料的特點(diǎn) : 基本無(wú)揮發(fā)性有機(jī)物排放 , 對(duì)環(huán)境友好 ; 自流平性好 , 一次成膜在 1 mm 以上 , 施工簡(jiǎn)便 ; 涂膜堅(jiān)韌、耐磨、耐化學(xué)品、無(wú)毒、不助燃 ; 涂膜表面平整光潔 , 具有很好的裝飾性。1 　涂料制備1. 1 　主要原材料低相對(duì)分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂、填料及骨料 : 國(guó)產(chǎn) ; 活性稀釋劑、固化劑、表面助劑 : 進(jìn)口。1. 2 　配方設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)涂料配方的篩選和涂膜性能的測(cè)試 , 確定了無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的基本配方 ( 見表 1) 和生產(chǎn)工藝。表 1 無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料配方生產(chǎn)工藝將環(huán)氧樹脂、顏料、填料、活性稀釋劑、助劑等用高速攪拌攪拌均勻 , 在三輥機(jī)或砂磨機(jī)上研磨至一定細(xì)度 , 制得漆組分。在涂裝時(shí)將漆組分與等物質(zhì)量的固化劑混合均勻 , 用鏝刀刮涂施工。1 . 3 　涂料性能檢驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)研制的無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的性能檢驗(yàn)結(jié)果見表 2 。表 2 無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果2 　環(huán)氧自流平涂料的施工2. 1 　基材檢查處理2. 1. 1 含水率的測(cè)定混凝土的含水率應(yīng)≤ 8% , 常用的含水率檢驗(yàn)方法為 :(1)塑料薄膜法 (ASTM4263)將 45 cm × 45 cm 塑料薄膜放在混凝土表面 , 用膠帶密封四邊 16 h 后 , 薄膜下出現(xiàn)潮氣或水珠 , 說(shuō)明混凝土過(guò)潮 , 不宜涂裝。(2) 含水率測(cè)定儀通過(guò)使用含水率測(cè)定儀來(lái)測(cè)量混凝土的含水率。2. 1. 2 基材處理混凝土基材至少應(yīng)常溫養(yǎng)護(hù) 28 d, 施工時(shí)需清除基材的水泥凸起物及空鼓 , 對(duì)開裂及有缺陷的孔洞進(jìn)行修補(bǔ) , 清除油污 , 然后進(jìn)行打磨處理。2. 1. 3 施工環(huán)境施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求 : 相對(duì)濕度小于 85%, 氣溫不低于 5 ℃ 。2 .2 　施工工藝(1) 環(huán)氧底漆用低黏度環(huán)氧樹脂漆輥涂一道或二道 , 充分潤(rùn)濕 , 并潤(rùn)濕混凝土。(2) 環(huán)氧中間漆用環(huán)氧地坪中涂漆和石英砂按一定配比攪拌均勻 , 調(diào)成環(huán)氧砂漿 , 用刮刀滿刮地坪 1 ～ 3 遍 , 具體厚度視工程而定。(3) 環(huán)氧自流平面漆環(huán)氧自流平面漆用鏝刀刮涂進(jìn)行自流平施工 , 同時(shí)用消泡滾筒進(jìn)行消泡 , 確保涂膜表面顏色均勻、平整、無(wú)氣泡。3 　結(jié)果與討論3. 1 　成膜物質(zhì)的選擇3. 1. 1 環(huán)氧樹脂的選擇環(huán)氧樹脂具有力學(xué)性能好 , 黏結(jié)性能高、固化收縮率低以及綜合性能好等特點(diǎn) , 是目前應(yīng)用最為廣泛的地坪涂料用合成樹脂。由于環(huán)氧自流平涂料的特性是黏度低 , 在施工過(guò)程中能夠自身流平 , 并有很好的表面狀態(tài) , 因此環(huán)氧樹脂類型及相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)涂料的影響很大 , 雙酚 A 環(huán)氧樹脂按相對(duì)分子質(zhì)量不同可分為固體環(huán)氧樹脂和液體環(huán)氧樹脂 , 高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂中含有較多的羥基 , 可催化環(huán)氧基與胺的固化反應(yīng) , 干燥速度快 , 但涂料固體含量低 , 一次成膜薄。低黏度環(huán)氧樹脂雖然缺少羥基 , 但可制成高固體分厚膜涂料 , 與固化劑混容性好 , 施工時(shí)涂料易于展開。實(shí)驗(yàn)表明 : 雙酚 A 環(huán)氧樹脂和雙酚 F 環(huán)氧樹脂與活性稀釋劑制成環(huán)氧液 , 環(huán)氧當(dāng)量在 180 ～ 190 左右時(shí)液體環(huán)氧樹脂黏度較小 , 流平性較好。雙酚 F 環(huán)氧樹脂液的黏度較低 , 是雙酚 A 環(huán)氧樹脂液的 1 /3 。實(shí)驗(yàn)中對(duì)兩者固化物的性能進(jìn)行比較 , 兩者的固化物的熱變形溫度、吸水率、熱失質(zhì)量、耐介質(zhì)浸漬后增質(zhì)量等性能相差很小。但由于雙酚 F 環(huán)氧樹脂價(jià)格偏高 , 不適于應(yīng)用 , 因此在本實(shí)驗(yàn)中選擇采用環(huán)氧當(dāng)量 190 左右的低相對(duì)分子質(zhì)量雙酚 A 型液體環(huán)氧樹脂作為無(wú)溶劑地坪涂料用樹脂。3. 1. 2 固化劑的選擇無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料要求固化劑的黏度低、使用期較長(zhǎng) , 耐化學(xué)品性和物理機(jī)械性能優(yōu)越 , 保色性好且毒性較小。常用的有脂環(huán)胺、脂環(huán)胺加成物、脂肪胺、脂肪胺加成物 , 其性能見表 3 。表 3 常用胺固化劑性能比較實(shí)驗(yàn)中選擇相應(yīng)的不同類型固化劑進(jìn)行配漆實(shí)驗(yàn) , 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 4 。表 4 不同類型胺固化劑的配漆后的性能表 3 、表 4 所列的固化劑中 , 各類胺固化劑的起始黏度與可使用時(shí)間無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系 , 黏度的變化主要取決于胺固化劑的反應(yīng)速度。脂肪胺、脂環(huán)胺與環(huán)氧樹脂反應(yīng)迅速 , 放熱量大 , 涂膜交聯(lián)密度高 , 可使用時(shí)間短 ; 脂肪胺加成物在刺激性、泛白、與環(huán)氧樹脂相容性等方面有較大改善 , 使用期長(zhǎng) ; 脂環(huán)胺加成物色淺、流平性好、光澤高、不泛白、不需要誘導(dǎo)期。由表 4 可知 : G - 4 作為固化劑的環(huán)氧地坪涂層性能較全面。有時(shí)根據(jù)環(huán)境溫度的要求 ( 如冬季或夏季 ) , 可由固化劑的固化速度來(lái)選擇適合的固化劑單獨(dú)或與其他固化劑混合使用。3 .2 　活性稀釋劑的選擇低相對(duì)分子質(zhì)量液體環(huán)氧樹脂黏度很高 , 不易施工 , 常需要加入稀釋劑以降低黏度。加入非活性稀釋劑 , 僅是物理混合降低黏度 , 在樹脂固化時(shí) , 會(huì)有部分逸出 , 從而增加樹脂的收縮率 , 降低粘結(jié)力和機(jī)械強(qiáng)度 , 嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣孔 , 因此無(wú)溶劑自流平體系中一般限制使用非活性稀釋劑?；钚韵♂寗┚哂协h(huán)氧基 , 能參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng) , 同時(shí)還起增韌作用。選用活性稀釋劑制成無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料 , 一次成膜厚度可達(dá) 1 . 0 ～ 3 .0 mm, 同時(shí)也符合環(huán)保涂料的要求 , 進(jìn)一步改善了施工條件。以不同量的丁基縮水甘油醚加入 E - 51 環(huán)氧樹脂組合中 , 其用量與黏度的關(guān)系見圖 1 。圖 1 活性稀釋劑用量與黏度的關(guān)系從圖 1 中可看出 : 活性稀釋劑的加入對(duì)降低樹脂黏度作用十分明顯 , 用量為 0 ～ 10% 時(shí)黏度下降較快 ; 當(dāng)用量為 10% ～ 20% 時(shí) , 黏度的曲線變緩 ; 當(dāng)用量超過(guò) 20% 時(shí) , 黏度基本不再下降。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丁基縮水甘油醚的用量越多 , 涂層性能越差 , 超過(guò) 20% , 涂層性能很差。因此 , 活性稀釋劑用量應(yīng)限制在 20% 以內(nèi)。3 .3 　顏填料的選擇由于環(huán)氧自流平涂料屬于厚漿型涂料 , 著色顏料用量比較少 , 涂料的表干時(shí)間較長(zhǎng) , 使用有機(jī)顏料易產(chǎn)生浮色、發(fā)花等問(wèn)題 , 所以選用無(wú)機(jī)顏料更加合適 , 如選用二氧化鈦、氧化鉻綠和氧化鐵系顏料 , 填料可選用碳酸鈣、滑石粉、石英粉 , 填料的吸油量、添加量對(duì)自流平涂料的影響很大。一方面希望填料的加入量盡量的高 , 可降低成本 ; 另一方面又不希望黏度太高 , 黏度高不利于施工 , 影響成膜物的流平性、消泡性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 耐磨的天然礦物粉 ( 如石英粉 ) 加入量對(duì)涂料的黏度影響較小 ( 見圖 2) , 這是由于天然礦物粉與碳酸鈣、滑石粉等相比吸油量相對(duì)低。圖 2 填料加量對(duì)黏度的影響實(shí)驗(yàn)表明 , 在相同吸油量的涂料中 , 碳酸鈣、滑石粉的加入量應(yīng)不超過(guò) 30% , 而石英粉的加入量則可達(dá)到 40% ～ 60% 。3. 4 　助劑的選擇無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料對(duì)涂膜流平的要求很高 , 在成膜較厚的情況下 , 既要求涂膜在有限的時(shí)間內(nèi)充分流平 , 避免浮色、發(fā)花等 , 又要求厚膜中的氣泡迅速排出而漆膜表面不留下任何缺陷 , 因此 , 分散劑、流平劑、消泡劑等助劑的選擇及用量是極為關(guān)鍵的。一方面通過(guò)加入各種助劑 , 降低成膜時(shí)的表面張力 , 以利于涂膜的流平和消泡 ; 另一方面又要防止這類助劑過(guò)多加入會(huì)產(chǎn)生不容物 , 對(duì)涂料體系的施工和理化性能產(chǎn)生不利影響。3. 4. 1 流平劑由于環(huán)氧自流平涂料黏度高 , 表面張力大 , 流平性不佳 , 涂膜易出現(xiàn)橘皮、波紋、縮孔、針眼等表面缺陷。因此需要加入流平劑來(lái)降低表面張力 , 提高流平性。3. 4. 2 分散劑地坪涂料的黏度相對(duì)較高 , 以通常方法分散時(shí) , 分散效率低 , 且容易浮色、發(fā)花。使用傳統(tǒng)的通過(guò)電荷吸附顏料表面的潤(rùn)濕分散劑不能得到好的表面狀態(tài) , 分色比較明顯。這是由于環(huán)氧自流平涂料的涂層厚 , 濕膜是運(yùn)動(dòng)的 , 回旋的渦流存在于濕膜的內(nèi)部 , 在施工時(shí)環(huán)氧自流平涂料中產(chǎn)生許多的氣泡 , 涂料自身在重力的影響下流平 , 由于消泡劑和流平劑的作用 , 表面張力變化 , 產(chǎn)生伯納德旋渦 , 根據(jù)赫德爾姆賀茨的流動(dòng)分布理論 : 一個(gè)渦流會(huì)產(chǎn)生在一定的區(qū)域內(nèi) , 那么在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的渦流將指向這個(gè)區(qū)域的內(nèi)部。渦流當(dāng)然也就推動(dòng)攜帶著顏料顆粒 , 由于顏料粒徑、表面處理都不同 , 涂層薄時(shí)不明顯尚能接受 , 涂層厚時(shí)則比較明顯。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出 : 采用高相對(duì)分子質(zhì)量的分散劑可以有效地通過(guò)其有廣泛相容性的聚合物主鏈?zhǔn)贵w系獲得良好的相容性 , 利用提高空間位阻的支鏈和錨定顏料的端基來(lái)解決環(huán)氧自流平涂料浮色、發(fā)花的弊病。3. 4. 3 消泡劑無(wú)溶劑環(huán)氧自流平涂料內(nèi)含有多種具有表面活性的物質(zhì) , 容易產(chǎn)生氣泡 , 另一方面在施工時(shí)機(jī)械攪拌及刮板會(huì)使大量空氣陷入漆膜內(nèi) , 由于涂料本身的黏度大 , 氣泡在漆膜中穩(wěn)定 , 不易排出 , 這些原因使得涂料中需要加入消泡劑使其表面張力降低 , 使氣泡壁表面張力差而導(dǎo)致涂膜表層流動(dòng) , 使泡壁變薄而破裂 , 加速氣泡的排出 , 減少針孔、氣泡痕等缺陷。4 　結(jié)　語(yǔ)無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料漆膜表面平滑、美觀、達(dá)到鏡面效果 , 耐磨、耐壓、耐沖擊和耐化學(xué)腐蝕 ; 生產(chǎn)施工簡(jiǎn)單、方便 , 基本無(wú) VOC 排放。此種地坪涂料及涂裝施工滿足現(xiàn)代環(huán)保要求 , 適應(yīng)了現(xiàn)代科技和生產(chǎn)發(fā)展對(duì)地坪高潔凈的要求 , 應(yīng)用前景十分廣闊。

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