環(huán)氧自流平地坪涂料也稱功能性地坪裝飾材料，是能夠快速、經(jīng)濟(jì)和有效地得到平整、牢固且有著裝飾地面功能的一類材料。自流平地坪涂料通常分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)類自流平地坪涂料實(shí)際上是一種水泥基砂漿類材料，通常是由無(wú)機(jī)膠凝材料、超塑化劑、減縮劑、消泡劑、流平劑各類添加劑和細(xì)砂等混合而成的粉狀的單組分地面建筑材料，是功能性建筑砂漿的一種；有機(jī)類自流平地坪涂料，目前主要應(yīng)用的是環(huán)氧樹脂類自流平地坪涂料，本文主要研究的就是環(huán)氧自流平地坪涂料。
傳統(tǒng)的溶劑型環(huán)氧地坪涂料在生產(chǎn)、施工、固化過(guò)程中會(huì)排放出大量的有機(jī)溶劑(VOC)，造成環(huán)境污染，并影響人類身體的健康，近些年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)涂料的生產(chǎn)制定了相應(yīng)的法規(guī)，以限制溶劑(VOC)的排放量。無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料因?qū)Νh(huán)境友好，從而受到了人們的廣泛關(guān)注，它不僅無(wú)揮發(fā)性物質(zhì)(VOC)的排放[1-9]，而且附著力、柔韌性和抗沖擊性能好，機(jī)械強(qiáng)度和光澤高，耐磨，耐化學(xué)腐蝕，表面平整光滑，流平性好，施工和維護(hù)都比較方便，有一次性成膜厚達(dá)1 mm以上等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于地下停車場(chǎng)、汽車、航天、電子、食品、醫(yī)藥、化工、機(jī)械等工業(yè)地坪涂裝中。
1試驗(yàn)部分
1.1原料
環(huán)氧樹脂E-51：工業(yè)級(jí)，藍(lán)星化工新材料廠無(wú)錫樹脂廠；通用色漿：自制；超細(xì)天然硫酸鋇：工業(yè)級(jí)1.2涂料配方(見表1)
1.3生產(chǎn)工藝
將配方量的環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、助劑、填料依次加入容器中，攪拌均勻后至籃式砂磨機(jī)，研磨至所需的細(xì)度，再把顏料漿加入其中攪拌均勻，最后在分散研磨機(jī)中分散20～30 min即得產(chǎn)品，檢驗(yàn)此產(chǎn)品合格后過(guò)濾包裝。固化劑外購(gòu)。
1.4檢測(cè)方法
1.4.1環(huán)氧自流坪地坪涂料的性能檢測(cè)
厚漿型地坪涂料面漆按JC/T-1015-2006規(guī)定的制板，測(cè)試其干燥時(shí)間、耐沖擊性、耐磨性、耐水性、耐油性、耐酸性、耐堿性和耐鹽水性。施涂一道，干膜厚度為0.8～1.0 mm，除另有規(guī)定外，以上項(xiàng)目制板后放置7 d再進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見表2。
將流動(dòng)度試模水平放置在測(cè)試版中央，測(cè)試版表面平整光潔、無(wú)水滴，把制備好的試樣灌滿流動(dòng)度試模后，開始計(jì)時(shí)，在2 s時(shí)垂直向上提升5～10 cm，保持10～15 s使試樣自由流下。4 min后，測(cè)兩個(gè)垂直方向的直徑，取兩個(gè)直徑的平均值。流動(dòng)度試驗(yàn)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行兩次，流動(dòng)度為兩次試驗(yàn)結(jié)果的平均值，精確至1 mm。我們所做的環(huán)氧自流az平地坪涂料，按此方法測(cè)得的流動(dòng)度可達(dá)到170～180 mm（常溫）。
2結(jié)果與討論
2.1樹脂的選擇
自流平地坪涂料的樹脂一般選用環(huán)氧樹脂，但是環(huán)氧樹脂的分子量及其類型對(duì)涂料性能的影響很大。比如雙酚A型環(huán)氧樹脂，該樹脂分子里有極性高且不容易水解的脂肪族羥基鍵和醚鍵，因此在潮濕狀態(tài)對(duì)混凝土底材有較高的附著力，并且耐化學(xué)品的性能也高。雙酚A型環(huán)氧樹脂有著剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列的結(jié)構(gòu)，從而使得涂膜有著較好的物理機(jī)械性能，所以雙酚A型環(huán)氧樹脂應(yīng)為首選類型。
由于環(huán)氧樹脂分子量的不同，分為固體環(huán)氧樹脂和液體環(huán)氧樹脂兩種，根據(jù)無(wú)溶劑環(huán)氧自流平地坪涂料的要求：為了獲得良好的流平性，便于施工，所以應(yīng)選用低分子量的液體環(huán)氧樹脂[6-12]。表3是2種液體雙酚A型環(huán)氧樹脂的比較。
由表3的性質(zhì)比較可看出，采用E-51環(huán)氧樹脂作為自流平地坪涂料所用樹脂所做的自流平地坪涂料，黏度將會(huì)較低，流平性也會(huì)好，外觀自然平整光；E-44環(huán)氧樹脂黏度太大，所以加入較多量的填料是很困難的，固體含量很難提高，加入過(guò)多的顏填料后也難以自流平，因此所生產(chǎn)的自流平地坪涂料在價(jià)格上也將會(huì)比用E-51環(huán)氧樹脂生產(chǎn)的自流平地坪涂料貴。所以綜合考慮，作為自流平地坪涂料的樹脂應(yīng)選擇E-51環(huán)氧樹脂。
2.2活性稀釋劑的選擇
在環(huán)氧自流平地坪涂料中，低分子量的液體環(huán)氧樹脂由于黏度較高，因此需要采取適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)降低液體環(huán)氧樹脂的黏度，不然環(huán)氧自流平地坪涂料的流平效果不好將難以施工。使用活性稀釋劑是一種很有效的辦法，活性稀釋劑是黏度很低的一種無(wú)色透明的液體[6,8-12]，它能夠降低涂料的黏度并能起到稀釋的效果。活性稀釋劑的組成中含有環(huán)氧的官能團(tuán)，該官能團(tuán)能與胺類固化劑反應(yīng)成為涂膜的組分，因而在環(huán)氧自流平地坪涂料中加入適量的環(huán)氧活性稀釋劑，既能降低涂料的黏度，又不會(huì)增加涂料的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)含量。
活性稀釋劑按其分子結(jié)構(gòu)可以分為單環(huán)環(huán)氧活性稀釋劑和雙環(huán)環(huán)氧活性稀釋劑兩種，單環(huán)環(huán)氧活性稀釋劑如單環(huán)氧丁基縮水甘油醚，雙環(huán)環(huán)氧活性稀釋劑如1,4-丁二醇縮水甘油醚。單環(huán)氧活性稀釋劑的表面張力小，流平性好，因而能夠使涂膜具有很高的光澤，出現(xiàn)較好的鏡面效果。我們分別采用了丁基縮水甘油醚和脂肪族縮水甘油醚進(jìn)行了試驗(yàn)。
表4所示為不同活性稀釋劑基本性質(zhì)及其對(duì)環(huán)氧地坪涂料性能的影響。
由表4可以看出，丁基縮水甘油醚的黏度較低，其他與E-51樹脂的稀釋效果和混溶性要好于脂肪族縮水甘油醚與E-51樹脂的稀釋效果和混溶性，成本也比較低，所以在配方中確定活性稀釋劑采用丁基縮水甘油醚。并做了不同環(huán)氧活性稀釋劑的用量對(duì)漆漿黏度影響的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
由圖1可以看出，漆漿黏度過(guò)高不利于最后的施工，施工時(shí)要求黏度一般在100～120 KU(25℃)，所以選擇的活性稀釋劑的用量應(yīng)為3.0%～8.0%。
2.3顏填料的選擇
在涂料中顏料起著著色和遮蓋的作用，環(huán)氧自流平地坪涂料屬于厚漿型涂料，涂料的干燥時(shí)間比較長(zhǎng)，著色顏料的用量又比較少，所以在環(huán)氧自流平地坪涂料中最好選用耐化學(xué)介質(zhì)性能和耐候性能較好的無(wú)機(jī)顏料，比如選用氧化鐵紅、二氧化鈦和氧化鉻綠等。有機(jī)顏料的耐熱穩(wěn)定性、耐溶劑性和耐久性好，但是使用有機(jī)顏料易產(chǎn)生浮色和發(fā)花等問(wèn)題[7-12]，綜合考慮顏料選用無(wú)機(jī)顏料。
填料的選用對(duì)涂層的各項(xiàng)性能影響極大，在環(huán)氧自流平地坪涂料中應(yīng)加入低吸油量、細(xì)度適中、性能穩(wěn)定的填料，比如硫酸鋇、石英粉和滑石粉等。硫酸鋇具有微細(xì)晶體結(jié)構(gòu)特性和高折光率的特性，使色彩更顯豐富飽滿，有良好的化學(xué)惰性，使系統(tǒng)基本環(huán)境保持穩(wěn)定；相容性好，能與其他材料有機(jī)交叉復(fù)合，增強(qiáng)結(jié)合力；它的高密度性帶來(lái)良好的耐磨性能；具有特殊的射線吸收功能，大大提高涂料的耐候性。滑石粉的結(jié)晶構(gòu)造是呈層狀的，所以具有易分裂成鱗片的趨向和特殊的滑潤(rùn)性，滑石粉還具有耐火性、抗酸性、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。石英粉能明顯改善涂料的開罐效果，涂料不分層，具有觸變性、防流掛、施工性能良好等特點(diǎn)，尤其是抗沾污性能大大提高，具有優(yōu)良的自清潔能力和附著力。所以在涂料中適量地加入填料，不僅能提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和流平性等，而且能減少環(huán)氧樹脂在固化時(shí)的體積收縮，并給予涂料較好的貯存穩(wěn)定性能。要是過(guò)量加入則會(huì)增大涂料的黏度，在施工時(shí)難以流平，就會(huì)造成施工時(shí)的困難，所以不同性質(zhì)的涂料中應(yīng)選擇合適的填料。
2.4助劑的選擇
為了使涂料在生產(chǎn)、貯存和使用過(guò)程中有更優(yōu)異的性能，就需要加入一些合適、適量的助劑[7-12]。這些助劑包括潤(rùn)濕分散劑、防沉劑、流平劑和消泡劑。
2.4.1潤(rùn)濕分散劑
厚漿型環(huán)氧地坪涂料的黏度較大，顏填料的含量比較高，容易造成漆漿的沉降，漆漿對(duì)底材的潤(rùn)濕性不好，不易流平。因此必須加入高分子聚合物類潤(rùn)濕分散劑，以防止顏、填料的沉淀、浮色、發(fā)花，降低色漿的黏度，提高涂料的貯存穩(wěn)定性能，更重要的是能促進(jìn)流平。
2.4.2防沉劑
防沉劑在現(xiàn)代涂料中起著重要作用，防沉劑是一種流變控制助劑，能使涂料具有觸變性能，黏度也會(huì)大大提高，對(duì)涂料的生產(chǎn)、貯存、涂裝和涂膜性能有著很大的影響，因而防沉劑的使用越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注，不斷地研發(fā)出有更好性能的新型品種。因在環(huán)氧自流平地坪涂料中采用通用色漿進(jìn)行調(diào)色，而通用色漿在涂料體系中的穩(wěn)定性欠佳，所以試驗(yàn)中要用一定量的防沉劑以防止顏、填料的沉淀。
2.4.3消泡劑
在生產(chǎn)和施工中常常會(huì)帶入一定量的空氣，而厚漿型環(huán)氧地坪涂料黏度較高，氣泡不易逸出，因此需要在涂料中加入一定量的消泡劑來(lái)消除由于空氣的帶入而引起的這種氣泡，從而不會(huì)影響到地坪涂料的表觀效果。
2.4.4流平劑
流平劑是一種常用的涂料助劑，它能促使涂料在干燥成膜過(guò)程中形成一個(gè)平整、光滑、均勻的涂膜。流平劑種類很多，不同涂料所用的流平劑也不盡相同。厚漿型環(huán)氧地坪涂料的黏度較高，為了降低體系的表面張力，避免成膜過(guò)程中發(fā)生“縮邊”現(xiàn)象，提高涂料的流平性能，改善涂層外觀和質(zhì)量，需加入一定量的流平劑使得形成的涂膜表觀平整、光滑和均勻。
2.5固化劑的選擇
環(huán)保型自流平地坪涂料所使用的固化劑為腰果改性的脂環(huán)胺固化劑，并不是常用的聚酰胺類固化劑。腰果改性的脂環(huán)胺固化劑可以在低溫下快速固化，固化后涂膜具有交聯(lián)密度高、抗劃傷性能好、硬度高、干燥速度快等特點(diǎn)。同時(shí)針對(duì)環(huán)氧樹脂在低溫下黏度上升快的缺點(diǎn)，采用高溶解能力的活性稀釋劑進(jìn)行稀釋，稀釋后能達(dá)到施工所需要的黏度。
2.6試驗(yàn)樣板
環(huán)氧自流平地坪涂料試驗(yàn)樣板如圖2所示。
圖2是該樣板做好2個(gè)月后拍攝的，由圖2可以明顯看出，表面沒(méi)有發(fā)花，沒(méi)有氣泡等缺陷，天花板在樣板里顯現(xiàn)出明顯的倒影。這說(shuō)明該自流平地坪涂料具有表面光滑整潔、流平性好、光澤度高等優(yōu)點(diǎn) 。
3結(jié)語(yǔ)
環(huán)氧自流平地坪涂料作為一種潔凈度高的地面裝飾性材料，具有很好的裝飾效果，可以滿足100級(jí)潔凈度要求等級(jí)。特別適用于地下停車場(chǎng)、醫(yī)藥、食品、電子、精密儀器等行業(yè)。
環(huán)氧自流平地坪涂料具有如下特點(diǎn)：無(wú)揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的排放，對(duì)環(huán)境友好；固體分含量高，一次性成膜厚可達(dá)1 mm，是普通涂料成膜厚的10～20倍，高效省時(shí)；涂層具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐化學(xué)品性能；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，自流平效果好，表面光滑，裝飾效果佳；施工方便，用鏝刀鏝平即可，鏝刀可以起到控制涂膜厚度和消泡的作用；施工周期短，修補(bǔ)容易。環(huán)氧自流平地坪涂料的流動(dòng)度可達(dá)到170～180 mm，光澤為95%左右，各項(xiàng)性能滿足技術(shù)指標(biāo)，涂膜的豐滿度、流平性等外觀效果均優(yōu)良。環(huán)保型自流平地坪涂料在東部沿海地區(qū)已經(jīng)開始應(yīng)用，但在西北地區(qū)還沒(méi)有生產(chǎn)，我們研發(fā)成功的環(huán)保型自流平地坪涂料填補(bǔ)了西北地區(qū)沒(méi)有生產(chǎn)的空白。
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