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水性環(huán)氧地坪的透氣性驗(yàn)證與原理分析

姚俊海,章榮會(huì),霍利強(qiáng),朱碩

摘要:為驗(yàn)證水性環(huán)氧地坪透氣性能,建立了簡(jiǎn)捷的試驗(yàn)方法,通過(guò)對(duì)比油性、水性環(huán)氧涂料的
固化過(guò)程及力學(xué)性能,分析了水性環(huán)氧地坪的透氣性原理及影響性能的首要原因。同時(shí),考察了施工
工藝、分散條件等因素對(duì)其透氣性的影響。結(jié)果表明:水性環(huán)氧涂料因其獨(dú)特的“膠囊”式固化過(guò)程,
使得涂層具有良好的透氣性。其涂層的硬度、抗壓強(qiáng)度、粘接強(qiáng)度比油性環(huán)氧涂層略低,但滿足標(biāo)準(zhǔn)
要求,耐沖擊破壞性測(cè)試僅造成點(diǎn)狀破壞。多層復(fù)合工藝、分散條件對(duì)透氣性無(wú)影響,但不適當(dāng)?shù)姆?br />散條件會(huì)產(chǎn)生有缺陷的涂層,影響涂層表觀及性能。
關(guān)鍵詞:地坪涂料;水性環(huán)氧;透氣性

環(huán)氧地坪涂層由于具有潔凈、美觀、亮麗及整體無(wú)
縫等優(yōu)勢(shì),已在不同行業(yè)和領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。地坪
行業(yè)近幾年的調(diào)查報(bào)告顯示,在常規(guī)的應(yīng)用領(lǐng)域中,環(huán)
氧地坪涂料一直占據(jù)較高的市場(chǎng)份額.且有逐年遞增
的趨勢(shì)。其材料體系多數(shù)以油性環(huán)氧涂料為主。
油性環(huán)氧地坪涂料以環(huán)氧樹(shù)脂、胺類固化劑為主
劑,輔以其他不同的功能助劑、顏料和填料,從而獲得
具有不同功能的雙組分地坪涂料。該涂料固化成型
后無(wú)毒無(wú)害,但從生產(chǎn)到施工的過(guò)程都具有強(qiáng)烈的刺
激性氣味,尤其在密閉場(chǎng)所施工,氣味完全散去需要較長(zhǎng)時(shí)間。在綠色、環(huán)保、健康理念日益深入人心的
今天,這些因素逐漸成為油性環(huán)氧地坪涂料發(fā)展的制
約條件,而水溶性、高固含量、無(wú)溶劑涂料等綠色環(huán)保
型地坪涂料逐步成為發(fā)展的新趨勢(shì)[3]。
水性環(huán)氧地坪涂料是以水為溶劑.通過(guò)水溶性固
化劑與環(huán)氧樹(shù)脂或水性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合而成的雙組分
地坪涂料。市場(chǎng)上,第一代、第二代水性環(huán)氧涂料并
存,分別標(biāo)記為I型和Ⅱ型[4。]。I型涂料的特點(diǎn)是
環(huán)氧樹(shù)脂直接用乳化劑乳化,使用時(shí),將水溶性固化
劑與乳化環(huán)氧樹(shù)脂直接混合即可固化成型:Ⅱ型涂料
的特點(diǎn)是環(huán)氧樹(shù)脂未被乳化,仍然為油性樹(shù)脂,使用
時(shí),首先利用含有兩親基團(tuán)的固化劑乳化油性環(huán)氧樹(shù)
脂,待樹(shù)脂完全乳化后,分散于水相中,最終在水蒸發(fā)
的過(guò)程中固化成型。目前,由于乳化環(huán)氧樹(shù)脂的貯存
穩(wěn)定性較差,因此,I型涂料的推廣受到很大局限,市
場(chǎng)上的水性環(huán)氧涂料多以Ⅱ型為主。
近年來(lái),水性環(huán)氧地坪涂料的市場(chǎng)應(yīng)用逐步增
多。相關(guān)的理論研究也逐步深入.有些文獻(xiàn)闡釋了其
固化及透氣原理[6叫0I,如毛細(xì)管原理、造孔劑原理等,
但這些理論不能充分解釋水性環(huán)氧地坪的透氣性,也
無(wú)法消除終端用戶的質(zhì)疑。本研究立足于Ⅱ型水性
環(huán)氧地坪涂料的應(yīng)用。建立了簡(jiǎn)捷的水性環(huán)氧地坪透
氣性驗(yàn)證方法,通過(guò)與油性環(huán)氧地坪涂料的對(duì)比,從
新的角度分析涂料的固化過(guò)程,闡釋其透氣性原理及
涂料性能差異化的原因,同時(shí)考察了地坪施工工藝、
分散條件對(duì)透氣性的影響。
原材料設(shè)備及試驗(yàn)方法
1.1原材料
油性環(huán)氧地坪涂料(無(wú)溶劑型):自制;水性環(huán)氧
地坪涂料(Ⅱ型):自制。

1.2設(shè)備
SDF400多用分散砂磨機(jī):上海法孚萊機(jī)電科技
發(fā)展有限公司;壓力試驗(yàn)機(jī):無(wú)錫市錫東建材設(shè)備廠;
JT—C50墻面地面水分儀:泰州市精泰儀器儀表有限
公司;恒溫干燥箱:上海南陽(yáng)儀器有限公司。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1透氣性驗(yàn)證試驗(yàn)
在2個(gè)相同的、致密性一致的金屬桶中,分別在
其內(nèi)部制作厚度為100 mm的混凝土,在溫度(20攝氏度、濕度>=90%的條件下養(yǎng)護(hù)24 h,使混凝土的最
終含水率保持在60%左右,然后按照環(huán)氧地坪施工
工藝,分別施工水性環(huán)氧地坪涂料和油性環(huán)氧地坪涂
料,施工厚度5 mm(一般環(huán)氧地坪涂層厚度不超過(guò)
5 mm),涂料用量均為(180)g,如圖1所示。施工
完畢后,在25℃下靜置3 d,待涂層完全固化后,將2
個(gè)金屬桶放置于105℃的烘箱中烘烤24 h,觀察效
果,并對(duì)烘烤前后的質(zhì)量進(jìn)行記錄分析。

1.3.2性能測(cè)試方法
鉛筆硬度、粘接強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐沖擊性等力學(xué)性
能,按照<<GB/T 22374--2008地坪涂裝材料》進(jìn)行測(cè)試。
2結(jié)果與討論
2.1試驗(yàn)結(jié)果
2.1.1透氣性試驗(yàn)結(jié)果
在2個(gè)金屬桶的烘烤過(guò)程中,含水率較高的混凝
土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生蒸汽或潮氣,不斷向外逸出。在施工有
水性環(huán)氧涂層的金屬桶中,涂膜及桶底均未出現(xiàn)異
常;而在施工有油性環(huán)氧涂層的金屬桶中,涂層無(wú)異
常,但金屬桶底部發(fā)生了向外膨脹、鼓包的現(xiàn)象(見(jiàn)
圖2)。圖2(a)及圖2(b)中,左邊為水性涂料試驗(yàn)
桶,右邊為油性涂料試驗(yàn)桶。
這一現(xiàn)象說(shuō)明,油性環(huán)氧地坪涂層不具有透氣
性,而水性環(huán)氧地坪涂層具有透氣性。在高溫烘烤的
條件下,混凝土中的水分逐漸轉(zhuǎn)化為蒸汽逸m.水性
環(huán)氧地坪涂層的透氣性可以使這些蒸汽從內(nèi)部透過(guò),
從而涂層的表觀及鐵桶底部均無(wú)變化:但在油性環(huán)氧
地坪涂層下,由于涂層不具有透氣性且與混凝土粘接
強(qiáng)度較高,不斷逸出聚集的蒸汽產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)導(dǎo)致
底部桶皮與混凝土分離,隨著氣體的不斷膨脹,壓強(qiáng)
逐漸增大,迫使桶底變形。

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