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一、一種新型潔凈工業(yè)地坪
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術和生產(chǎn)的發(fā)展，對于生產(chǎn)條件和環(huán)境的潔凈度要求越來越高。不但要求車間地坪耐磨、耐壓、耐腐蝕，而且其潔凈和無菌程度也成為衡量現(xiàn)代化生產(chǎn)水準的重要因素，室內空氣含塵量需盡可能地低。如食品、煙草、電子、精密儀器儀表、醫(yī)藥、醫(yī)療手術室、汽車和機場等生產(chǎn)制作場所，均要求潔凈車間。這不僅是改善勞動條件的需求，更是現(xiàn)代產(chǎn)品質量的保證和標志。

要達到這樣的要求，作為潔凈車間的主要組成部分，地坪應具備兩個基本條件，一是地面整體本身不起塵，二是地面無縫隙。目前國外的許多潔凈車間地坪通常采用整體聚合物面層，其中基本上以一種稱為“自流平涂料”的材料為主。這種地坪采用一次性涂覆工藝，不管有多大的面積，都不存在連接縫。

由于一般情況下涂料的化學基材為環(huán)氧樹脂，所以國內一般稱為“環(huán)氧自流平涂料”（epoxy self-levelling flooring），這是一種弱析塵的材料。目前在國內被眾多的廠家和用戶所接受和使用，尤其是醫(yī)藥行業(yè)，1996年國家開始在制醫(yī)行業(yè)實施GMP標準，其中一個基礎的硬件水平就是潔凈地坪的具備。

環(huán)氧自流坪可分為溶劑型和無溶劑型兩種。溶劑型環(huán)氧自流坪涂料在生產(chǎn)、施工和固化過程中會排放大量的揮發(fā)性有機物（VOC），這些揮發(fā)性有機物不僅影響人們的身體健康，而且會造成環(huán)境污染。近幾年來，揮發(fā)性有機物（VOC）的危險性已引起各國政府的重視，并已頒布了相關的法規(guī)對其排放進行了限制，所以，溶劑型環(huán)氧自流坪沒難以成為廠商的最佳選擇，發(fā)展無溶劑型環(huán)氧自流坪已是大勢所趨。無溶劑環(huán)氧地坪涂料附合環(huán)保理念，無揮發(fā)性有機物排放。該涂料不僅具有優(yōu)良的耐水、耐油污、耐化學品腐蝕等化學特性，而且具有附著力好、機械強度高，固化后漆膜收縮率低，能一次涂裝成厚膜等優(yōu)點，因此被廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)地坪的涂飾中。

無溶劑環(huán)氧自流平地坪作為一種潔凈度高的地面裝飾材料，表面平整光潔，具有很好的裝飾性，可以滿足100級潔凈度要求等級。特別適用于醫(yī)藥、食品、電子、精密儀器等行業(yè)，具有表面光亮、平整美觀、耐化學品性佳等特點。

二、環(huán)氧自流坪地坪涂料的原料機理分析
環(huán)氧自流平潔凈地坪的原材料是無溶劑環(huán)氧自流坪涂料。它是以環(huán)氧樹脂為涂料成膜物，通過添加固化劑、無揮發(fā)性的活性稀釋劑、助劑和顏料和填料配制成的一種無溶劑型的高性能涂料。環(huán)氧自流平涂料的成膜過程是一種化學成膜方法，首先將可溶性的低分子量的環(huán)氧樹脂涂覆在基材表面后，分子間發(fā)生反應而使分子量進一步增加或發(fā)生交聯(lián)而形成堅韌的漆膜。

1.環(huán)氧樹脂性能分析
環(huán)氧樹脂的類型及分子量對涂料性能的影響很大。因雙酚A型環(huán)氧樹脂分子中含有極性高而不易水解的脂肪族羥基和醚鍵，使其在潮濕狀態(tài)對混凝土底材也有較高的附著力，而且耐化學品性能也高。又因其結構為剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列，從而賦予漆膜較好的物理機械性能，所以應為首選類型。同時為獲得良好的流動性，便于施工，應選用低分子量液體環(huán)氧樹脂。
表1是三種液體雙酚A型環(huán)氧樹脂，其中美國殼牌828（Resolution828）作為無溶劑地坪涂料用樹脂，其固含量高，粘度較低，綜合性能優(yōu)良，且價格適中；殼牌827價格偏高，不予考慮；國產(chǎn)E-44粘度太大，加入顏填料后難以自流平，應不予考慮。

828 827 E-44
外觀 無色透明液體 無色透明液體 無色透明液體
粘度25℃ 12~14 8~10 48~52
顏色 1 1 1
密度25℃ 1.16 1.15 1.18
環(huán)氧值 185~192 179~184 212~244

表1 三種環(huán)氧樹脂基礎性質比較

2.固化劑的性能分析
表2是三種固化劑的基礎性質對比。環(huán)氧自流坪涂料要求固化劑應有較低的粘度，因此選用德國漢高的C-31較為合理，其粘度低，色度小，誘導期適中；美國殼牌3072粘度較高，加入后反應劇烈，產(chǎn)生許多氣泡，不易消除，造成涂料難以流平，且漆膜干燥后弊病較多；美國卡德萊的NX-2003色度大，不宜制作淺色涂料，且使用后漆膜表面有油面，故均不能夠選用。

C-31 NX-2003 3072
氣味 刺激性小 刺激性大 刺激性較大
粘度25℃ 100 500 75
顏色 2 10 9
胺值 325 340 未知
活潑氫當量 86 105 65
與190EEW配比 45 55 35
膠凝時間，25℃ 30分鐘 30分鐘 18分鐘
表干時間，25℃ 3小時 3小時 1小時

表2 三種固化劑的基礎性質比較

3.顏填料的選擇
顏料在涂料中起著著色和遮蓋作用，環(huán)氧地坪涂料中宜選用耐化學介質性能和耐候性好的無機顏料，如鈦白、氧化鐵紅、氧化鉻綠等，使用有機顏料易產(chǎn)生浮色、發(fā)花等問題。填料的選用對涂層最終的性能影響極大，適量的加入不僅能提高涂層的機械強度，耐磨性和遮蓋力，而且能減少環(huán)氧樹脂固化時的體積收縮，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性。過量加入則會增加涂料粘度，難以流平，造成施工困難。填料應以低吸油量、細度適中、性能穩(wěn)定的纖維狀及片狀填料為主。應當選用的填料有滑石粉、石英砂、云母粉等。

4.助劑的選擇
為使涂料或涂層具有一定的性能，常加入一定量的助劑來實現(xiàn)，因此，在涂料中加入助劑是必須的。

分散劑：厚漿型環(huán)氧涂料粘度大，顏填料含量高，易沉降，且對底材潤濕不好，不易流平，因此必須加入高分子聚合物類潤濕分散劑，以防止顏料沉淀、浮色、發(fā)花，并降低色漿粘度，提高涂料貯存穩(wěn)定性，促進流平。經(jīng)實驗，選用德國漢高的TEXAPHOR® 963，效果很好。
消泡劑：因生產(chǎn)和施工中會帶入空氣，而厚漿型涂料粘度較高，氣泡不易逸出。因此，需要在涂料中加入一定量的消泡劑，來減少這種氣泡，力爭使之不影響地坪表面的觀感。
流平劑：厚漿型環(huán)氧涂料的粘度較高，為降低體系的表面張力，避免成膜過程中發(fā)生“縮邊”現(xiàn)象，提高涂料流平性能，改善涂層外觀和質量，需加入一些流平劑。經(jīng)實驗，選用德國漢高的PERENOL® F60，流平效果優(yōu)異。
這些助劑的加入，可大大改善涂料的性能，滿足施工要求。

5.涂料技術參數(shù)
無溶劑環(huán)氧自流坪涂料具有如下特點：無揮發(fā)性有機物，無環(huán)境污染，具有環(huán)保意義；固體分含量高，一次成膜可達1mm，是普通涂料的10~20倍，省時高效；涂層具有優(yōu)異的機械性能和耐化學品性能；生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，自流平效果好，表面光潔，裝飾效果好；施工方便，施工周期短，修補容易。

其技術參數(shù)如下：

檢驗項目
技術指標
顏色及外觀
平整光滑
表干/h
4
實干/h
24
固含量（甲組分）
80
附著力（劃格法）
1
耐沖擊性/cm
50
鉛筆硬度
3H
光澤（60º）%
90
耐堿性（25%NaOH，25℃）
30天無變化
耐酸性（25%H2SO425℃）
30天無變化
耐機油性（25℃） 30天無變化

表3 無溶劑環(huán)氧自流坪涂料的技術指標

三、國內外環(huán)氧自流平地坪涂料的性能比較
1.表面狀況
影響自流平涂料的表觀性能主要有三方面：固化劑的選擇；活性稀釋劑的選擇；流平消泡劑的選擇。

（1）固化劑的選擇是影響自流平地坪表面狀況的主要原因，對于環(huán)氧自流平涂料，要達到一次施工成膜厚、短期固化后獲得較高的粘接力要求，固化劑的選擇是配方中最重要的工作，普通固化劑無法全部滿足產(chǎn)品的技術要求，一般采用改性固化劑復配而成，在硬化過程中無游離胺析出。國外的自流平涂料一般情況下的固化劑有冬用、夏用、春秋用以供選擇，施工完畢后的地坪表面有鏡面效果，如高檔汔車漆無暇點，色澤均勻豐滿，而反觀國內大多數(shù)自流平涂料，較多的廠家一般情況下不分春夏秋冬或地區(qū)的不同，均選用同一種固化體系，從而造成自流平在不同地區(qū)的適用性較差，可能造成在同一季節(jié)不同地區(qū)自流平施工時，施工質量不能得到很好的保證；同時一般情況下表面有油斑、白化點、針孔等現(xiàn)象。固化劑的選擇原則上應該選用2種或多種固化劑進行復配，以達到所需要的鏡面效果，一般來說，復配固化劑中應該含有抗水斑與抗白化的成份，同時速度相對較快的與較慢的固化劑復配以調節(jié)固化速度。由于各個廠家主方的配方各不相同，所以應用戶應根據(jù)自己的配方根據(jù)地區(qū)氣候差異，選用不同類型的固化劑或固化體系，使產(chǎn)品調節(jié)到一個最佳的適合點。

（2）活性稀釋劑的選擇：國外的自流平涂料一般采用C12-C14縮水甘油醚、丙烯酸酯縮水甘油醚，能提供較好的鏡面效果，而目前大多數(shù)國內廠家采用BGE等縮水甘油醚，由于BGE材料的表面張力大，造成流平性不佳；同時BGE材料的蒸汽壓較高，較易揮發(fā)，在影響表面效果的同時，又不利于環(huán)保；另外由于國內市場供應的BGE大多為國產(chǎn)原料，由于生產(chǎn)控制技術水平受限，材料的純度不高，更易造成自流平地坪的表面狀況的不良。

（3）流平消泡劑：自流平材料對于涂料漆膜的要求極高，特別是厚膜的條件下，即使涂膜在有限的時間內充分流平，但又要求厚膜中的氣泡迅速排出而膜表面不留下任何缺陷，因此，流平消泡劑等助劑的選擇及用量是極為關鍵的因素。一方面通過加入各類助劑，降低涂膜成膜時的表面張力，有利于涂膜的流平和消泡，但另一方面又要防止這類助劑過多的加入會引起不相溶物，對樹脂、稀釋劑及填料間的粘接產(chǎn)生不利影響。流平消泡劑的加入對自流平涂料的漆膜的表觀有重要的促進作用，一般在固化劑和活性稀釋劑確定后，再在各種氣候條件下作反復試驗比較，并最后優(yōu)化結果。

2.貯存穩(wěn)定性
國產(chǎn)自流平涂料的貯存穩(wěn)定性不好，涂料在放置一段時間后，會很明顯的發(fā)生涂料中的較重成份（如顏料、填料等）發(fā)生沉降現(xiàn)象，使涂料形成兩相。這雖然不是一種由于化學意義上的變質，但給最終用戶或施工廠家?guī)碇T多不便，用戶在啟用這些自流平涂料前，必須充分攪拌混合這些發(fā)生沉降現(xiàn)象的涂料，而在一些施工現(xiàn)場不可能具有這些充分攪拌的條件，即使具有攪拌的條件下，但也不能確保涂料與出廠的質量保證一致，這就可能導致質量隱患。

3.耐磨性
正如上文所說，質量好的自流平涂料在施工流平過程中不會發(fā)生涂料下沉現(xiàn)象，從而保證固化后的自流平地面有良好的耐磨性，而一些加入大量溶劑的涂料，則相對硬度較低。

四、環(huán)氧自流平地坪的施工
1.基層檢查及處理
基層檢查包括混凝土含水率的測定、平整度的測定、強度的測定。因平整度、強度測定較為簡便，這里不再累述，而因含水率對涂膜的影響很大，故對其測定作一介紹。

（1）含水率測定及其處理
含水率的測定有以下幾種方法：
a)塑料薄膜法（ASTM4263）：把45cm×45cm塑料薄膜平放在混凝土表面，用膠帶紙密封四邊16小時后，薄膜下出現(xiàn)水珠或混凝土表面變黑，說明混凝土過濕，不宜涂裝。
b)無線電頻率測試法：通過儀器測定傳遞、接收透過混凝土的無線電波差異來確定含水量。
c)氯化鈣測定法：測定水分從混凝土中逸出的速度，是一種間接測定混凝土含水率的方法。測定密封容器中氯化鈣在72h后的增重，其值應≤46.8g/m2。
混凝土含水率應小于9%，否則應排除水分后方可進行涂裝。排除水分的方法有以下幾種：
a)通風：加強空氣循環(huán)，加速空氣流動，帶走水分，促進混凝土中水分進一步揮發(fā)。
b)加熱：提高混凝土及空氣的溫度，加快混凝土中水份遷移到表層的速率，使其迅速蒸發(fā)，宜采用強制空氣加熱或輻射加熱。直接用火源加熱時生成的燃燒產(chǎn)物（包括水），會提高空氣的霧點溫度，導致水在混凝土上凝結，不宜采用。
c)降低空氣中的露點溫度：用脫水減濕劑、除濕器或引進室外空氣（引進室外空氣露點低于混凝土表面及上方的溫度）等方法除去空氣中的水汽。

（2）基層表面處理方法
對于平整地面，常用下列方法處理：
a)酸洗法（適用于油污較多的地面）：用質量分數(shù)為10~15%的鹽酸清洗混凝土表面，待反應完全后（不再產(chǎn)生氣泡），再用清水沖洗，并配合毛刷刷洗，此法可清除泥漿層并得到較細的粗糙度。
b)機械方法（適用于大面積場地）：用噴砂或電磨機清除表面突出物，松動顆粒，破壞毛細孔，增加附著面積，以吸塵器吸除砂粒、雜質、灰塵。對于有較多凹陷、坑洞地面，應用環(huán)氧樹脂砂漿或環(huán)氧膩子填平修補后再進行下步操作。
經(jīng)處理后的混凝土基層性能應符合以下指標。

測定項目 濕度 強度 平整度 表面狀況
合格指標 ≤9% >21.0MP ≤2mm/M 無砂無裂無油無坑

表4 合格混凝土基層指標
2.主要施工用具準備
地面處理機械（磨削機，磨光機等）、吸塵機械，攪拌器，刷子或輥筒，刮刀或鋸齒狀鏝刀及勞保用品，等等。

3.涂裝環(huán)境條件
一般胺類固化的環(huán)氧涂料在5℃以下時基本上不反應固化，所以施工環(huán)境溫度不宜低于5℃，低溫時涂料粘度大，也不易施工。高溫時，涂料兩組份反應快，使用期短，涂料有時來不及流平，施工時也應注意。高濕度也對涂層個觀有很大影響，特別要避免在低溫高濕環(huán)境下施工。此類涂料一般可通時調整固化劑來適應不同的施工條件。

4.施工步驟
（1）底涂施工：將低粘度無溶劑環(huán)氧封閉底漆配好后，輥涂、刮涂或刷涂，使其充分潤濕混凝土，并滲入到混凝土內層。
（2）中涂施工：中涂施工比較關鍵，將環(huán)氧色漿、固化劑與適量混合料徑的石英砂充分混合攪拌均勻(有時需要熟化)，用鏝刀鏝涂成一定厚度的平整密實層（推薦采用鋸齒狀鏝刀鏝涂，然后用帶釘子的輥子輥壓以釋出膜內空氣），也可采用抹光機抹平，加砂量更大一些；還可采用刮涂，加砂量更大。中涂層固化后，刮涂填平膩子并打磨平整，為面涂提供良好表面。
（3）膩子修補：對水泥類面層上存在的凹坑，采用EPOXY mortar填平修補，自然養(yǎng)護干后打磨平整。
（4）面涂施工：將環(huán)氧色漿及固化劑混合均勻后，可鏝涂、刷涂、輥涂或噴涂，使其自流平，獲得平整均勻的表面涂層。
（5）施工驗收：表面平整光潔、色彩一致、無明顯色差。
（6）注意事項：避免在低溫高濕條件下施工；雙組份混合后,應盡快在使用期內用完；涂裝完成后，應充分保養(yǎng)后，才能投入使用；應根據(jù)基材平整度狀況和使用要求，確定涂層厚度。地面平整度越差，應采用越厚的涂裝系統(tǒng)，涂層載重越大，涂層應越厚，如涂層過薄，使用過程中易損壞。

五、環(huán)氧自流平地坪的質量評估
目前國內有許多自流平涂料生產(chǎn)廠商以及施工工程公司，但最后自流平地坪的質量差異明顯，在此根據(jù)筆者多年研究，可作為地坪客戶以及最終用戶評價工程情況以參考：
1，表面狀況：作為一種表面裝飾性極強的自流平性涂料，要求自流平有良好的平整性，同時不應該有雜物等不良狀況。
2，飽滿度：以前國內的許多自流平廠家基本上沒有這個技術指標，但在日本等國家是一個基本的技術指標，我們通常采用反光率的一個指標來度量飽滿度，我們要求在固化好的自流平地面上的反光率達到95%，而我們目前對國內許多生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品進行測試表明，其反射率均不大于85%，從而造成亮度不高，這是上文提到的技術指導思想差異所致。
3，硬度：作為地坪，要求固化后的地坪表面有一定的硬度，從而達到足夠的耐磨性，填料會下沉的自流平涂料在固化后地坪的地面硬度不是太高，一般要求地坪的硬度>2H，以達到工業(yè)使用要求。

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