0 　引　言

地坪涂料以光潔平整、美觀耐用、好洗易修的特點已經(jīng)得到廣泛的應用。無溶劑地坪涂料順應了地坪涂料的發(fā)展趨勢 , 具有綠色環(huán)保、高光厚膜、低吸塵性 [ 1 ] 等明顯的性能優(yōu)勢 , 近年來在地坪施工領域得到了越來越多的應用 , 從而環(huán)氧、聚氨酯、聚脲等多種類型的無溶劑地坪涂料也得到發(fā)展。地坪最終的涂裝效果不僅取決于涂料的配方設計與生產(chǎn)過程 , 更與其施工過程是否科學合理息息相關。相比于普通的溶劑型地坪涂料 , 無溶劑地坪涂料有著涂料黏度受溫度影響大、施工時不易調(diào)節(jié)黏度、一次性成膜厚、漆膜干燥時間取決其化學反應、固化效果受施工環(huán)境溫濕度影響大等迥然不同的施工特點 , 施工現(xiàn)場的環(huán)境要求較高 , 施工工藝的難度也較大 , 且不同的無溶劑地坪涂料的性能特點和施工要求有所不同。本文將分類說明環(huán)氧、聚氨酯、聚脲三類無溶劑型地坪涂料 , 探討各種常見無溶劑地坪涂料的施工工藝。

1 　常見的無溶劑地坪涂料

地坪涂料中常見的無溶劑涂料涂裝體系有 : 環(huán)氧樹脂涂裝體系、聚氨酯涂裝體系、聚脲樹脂涂裝體系等。不同種類的無溶劑地坪涂料所用的基料樹脂具有不同的官能團。表 1 為不同官能團的內(nèi)聚能�；�料樹脂的官能團具有不同的結構和內(nèi)聚能 , 樹脂的內(nèi)聚能愈高 , 涂膜物性的表現(xiàn)愈好 ; 樹脂的氫鍵愈多 , 通常樹脂與基材的親和力增加 , 附著性能亦增加。同時 , 樹脂的內(nèi)聚能愈高 , 氫鍵愈多 , 樹脂的黏度也愈大 , 反應性愈強 , 施工難度也愈高。當然 , 影響涂料施工性能和最終涂膜物性的因素有很多 , 各種樹脂配成的無溶劑涂料在性能、效果及應用領域上也各有優(yōu)勢。

表 1 　常見官能基團的內(nèi)聚能

1 .1 　環(huán)氧樹脂地坪涂裝體系

環(huán)氧地坪涂料的成膜是通過環(huán)氧樹脂與固化劑的反應來實現(xiàn)的。常見的環(huán)氧樹脂包括雙酚 A 型、雙酚 F 型、 EPN 型、 ECN 型等類型 , 無溶劑環(huán)氧地坪面漆 ( 自流平地坪涂料 ) 通常使用性價比較高的低相對分子質(zhì)量雙酚 A 型液態(tài)環(huán)氧樹脂。圖 1 為環(huán)氧樹脂含量為 50% 的 100 g 環(huán)氧自流平涂料在 35 ℃ 下圓柱杯 ( 直徑 5 cm ) 中進行固化反應的溫度曲線和升溫曲線。環(huán)氧自流平漆料的 A 、 B 組分混合 25 min 后 , 涂料溫度和溫度的上升速度均迅速增加 [ 2 ] 。通常 , 對無溶劑性環(huán)氧地坪涂料而言 , 將配方針對環(huán)境要求進行合適的調(diào)整 , 可操作時間可在 20 min 以上。

圖 1 　環(huán)氧自流平固化反應中反應物溫度和升溫速度隨時間變化的曲線

環(huán)氧樹脂涂料對極性底材有優(yōu)良的附著力 , 漆膜韌性好 , 耐化學品性能優(yōu)良 , 耐候性及低溫固化性能差。環(huán)氧樹脂涂裝體系廣泛應用于廠房、醫(yī)院、停車場、倉庫、潔凈室等場所。同時 , 正是環(huán)氧樹脂涂料有著這些特點 , 在聚氨酯涂裝體系和聚脲樹脂涂裝體系的施工中 , 也常會配套使用環(huán)氧樹脂的底涂層和中涂層。

1 . 2 　聚氨酯地坪涂裝體系

產(chǎn)品開發(fā)時可以通過改變聚氨酯樹脂的成分 ( 軟段和硬段的種類和比例 ) 配比來調(diào)節(jié)漆膜的硬度、拉伸強度、延伸率和彈性 ; 通過微調(diào)聚氨酯涂料中的催化劑 ( 成分、用量 ) 明顯改變涂料固化反應的速度。同時 , 不同用途的聚氨酯涂料在施工應用中的差異也會很大 , 且異氰酸酯基團十分活潑 , 副反應多 , 易與水反應 , 漆膜固化時受環(huán)境溫濕度的影響大。配方開發(fā)和施工使用前必須確認涂料的反應速度和施工要求。聚氨酯涂料有著優(yōu)良的耐磨性、耐油性 , 彈性好、吸震性能好、固化溫度范圍寬 , 在球場、跑道、室外停車場、高檔人行道及有彈性要求的工業(yè)地坪應用中常使用聚氨酯涂裝體系。由于環(huán)氧涂料對水泥基面有著很好的附著和滲透效果 , 用于工業(yè)地坪的聚氨酯涂裝體系多配套使用環(huán)氧底涂和環(huán)氧中涂 ( 砂漿層與膩子層 ) 。

1 . 3 　聚脲樹脂地坪涂裝體系

聚脲樹脂用含有氨基的樹脂代替了普通聚氨酯中含羥基的樹脂。全聚脲涂料使用端胺基聚醚和胺擴鏈劑作為活性氫組分 , 與異氰酸酯組分的反應活性極高 , 無須任何催化劑 , 即可在室溫 ( 甚至 0 ℃ 以下 ) 瞬間完成反應 , 從而有效地克服聚氨酯彈性體在施工過程中會因環(huán)境溫度和濕度的影響而發(fā)泡 , 造成材料性能急劇下降的致命缺點。聚脲涂料固化速度極快 , 可操作時間只有 5 s 左右 , 需要專門的雙組分噴涂機械。同時 , 在噴涂過程中對環(huán)境溫濕度要求低 , 可很方便地在立面、曲面、斜面上噴涂十幾毫米厚的涂層而不流掛 , 適應很多特殊的應用。脲基有著很高的內(nèi)聚能 ( 見表 1) , 因此聚脲涂料既具有優(yōu)異的物理性能 , 如抗張強度、柔韌性、耐磨性等 , 還有著出色的耐水解、耐酸堿等防腐蝕性能。很多高檔的運動場所、海岸碼頭、化學品車間地坪、化工實驗室、船舶甲板、艙室地面等會選擇使用聚脲樹脂涂裝體系。與聚氨酯工業(yè)地坪涂裝體系相似 , 聚脲樹脂涂裝體系也多會配套使用環(huán)氧樹脂的中底涂。

2 　無溶劑地坪涂料的施工

各種無溶劑地坪涂料的施工多有相似之處 , 如施工前素地表面的處理對于各種無溶劑涂料的施工而言是很相似也很重要的一道工序。不同的無溶劑地坪涂料也有著各自不同的要求 , 之后將根據(jù)基料樹脂的不同依次介紹環(huán)氧樹脂涂裝體系、聚氨酯涂裝體系和聚脲涂裝體系。

2. 1 　施工前底材表面要求

地坪涂料實質(zhì)是一層附著于底材表面的高分子膜 , 它在施工中的操作過程及最終展現(xiàn)出的性能效果均是在原有的基礎上達到的。無溶劑涂料多為一次性厚膜成型 , 要讓無溶劑地坪涂料體現(xiàn)出優(yōu)于普通溶劑型涂料的涂裝效果和地面強度 , 施工前務必考察基層的強度、濕度、密實度、平整度等指標 , 決不能忽視施工前對底材的處理。首先是對底材的考查檢測。這一步驟應該在地坪合同簽約進場前由市場人員完成 , 但施工人員在進場施工之前必須再次確認。底材的基本情況直接影響施工的工藝要求和最終效果。通常 , 對于水泥底材應做如下考查 :

①要求水泥基面硬度好 , 不起砂 , 決不能有水泥粉化及砂漿起殼現(xiàn)象 ;

②要求地面平整性小于涂裝要求厚度 ( 用 3 m 及以上直尺平靠 ) ;

③坡度應符合設計要求 , 允許偏差值為坡度的 2% , 并且不大于 30 mm ( 聚脲涂裝體系可用于垂直面 , 無此項要求 ) 。

其次 , 應對水泥底材進行必要的處理。

①必須處理好基面。松散的顆粒和砂漿必須去除干凈 , 保證地面無油污、其他油漆、乳膠漆、灰塵、蠟、口香糖等 , 確�；�面與地坪底漆優(yōu)良的附著力。不同的處理方法對基面的影響也略有不同。通常熱處理 ( 火焰處理 ) 能有效去除表面油污 , 不影響混凝土的強度。高壓蒸汽處理也對混凝土強度無明顯影響。高壓水噴射處理則能增強基面。機械處理的方法是國內(nèi)應用最多的基層表面處理方法。噴砂處理、鋼帚清除都能增強混凝土基面 , 研磨、碾磨對混凝土強度的影響與混凝土本身的質(zhì)量有關 ;

②表面的裂縫和其他缺陷也務必修復 ;

③涂料施工前水泥素地表面保持干燥 , 含水率低于 6% , 地面溫度在 5 ℃ 以上。若是新混凝土基材需至少固化 4 周 , 進場施工前 5 天不能用水沖洗或拖把拖地。

2. 2 　無溶劑環(huán)氧樹脂地坪涂裝體系的施工

在無溶劑環(huán)氧樹脂地坪涂裝體系的施工中 , 環(huán)氧封底涂料 ( 無溶劑環(huán)氧底漆 ) 的涂布、膩子層及砂漿層 ( 無溶劑環(huán)氧中涂漆 ) 的批刮等環(huán)節(jié)與業(yè)已廣泛使用的普通溶劑型環(huán)氧涂料施工要求相似 : 底涂施工要涂布連續(xù)表面飽滿 , 批刮膩子、砂漿層以調(diào)整地面平整度增強地面的耐磨及抗壓性能。整個無溶劑涂料涂裝體系的施工重點是作為面涂層的環(huán)氧自流平涂料的施工。它對施工溫度、施工方式的要求與普通溶劑型地坪不盡相同 , 施工中的注意要點也有所不同。

2. 2. 1 無溶劑環(huán)氧底漆的施工

無溶劑環(huán)氧底漆可輥涂、刷涂或噴涂施工。該道工序操作簡單 , 注意雙組分涂料的配比和可使用時間即可。施工的關鍵是涂布量的控制。涂布量過大會造成浪費 , 涂布量不足則成膜效果不佳難以達到封閉基面的目的。通常無溶劑環(huán)氧底漆的涂布量在 0 . 1 ～ 0 . 4 kg/m 2 , 視基面的密實度而定。工地上常以水泥地面是否不再泛白作為施工后底漆在地面上是否成膜的目測判斷辦法。

2. 2. 2 無溶劑環(huán)氧中涂漆的施工

無溶劑環(huán)氧中涂漆通常配合無機粉料進行批刮施工 : 添加 1 ～ 3 倍石英砂批刮砂漿層 , 添加 1 ～ 3 倍石英粉或者滑石粉批刮膩子層。批刮無溶劑環(huán)氧中涂漆這道工序的目的是為了讓基面平整 , 與普通溶劑型地坪涂料涂裝體系的施工一樣 , 這道工序是為了讓地面達到所要求的平整度 , 同時這道工序會直接影響無溶劑面涂的施工難易程度。目前地坪工程中平整的素地并不常見 , 這道工序的重要性也就更明顯了。

2. 2. 3 環(huán)氧自流平面漆的施工

(1) 施工溫度 : 環(huán)氧地坪漆施工溫度通常在 5 ～ 35 ℃ , 若施工時超出該溫度范圍 , 涂料的固化速度會過慢或者過快 , 容易導致漆膜色澤不均、機械性能下降等弊病。但 5 ～ 35 ℃ 的溫度區(qū)間對于不能使用稀釋劑的環(huán)氧自流平地坪涂料仍是較寬的溫度范圍。自流平涂料的黏度受溫度的影響極大。低溫下黏度合適的自流平涂料在高溫下會因涂料鏝涂時“像水一樣流動”而難以施工 , 高溫下黏度合適的自流平涂料在低溫下則會黏稠得難以鏝涂且表面不易流平。因此不少公司的環(huán)氧自流平涂料都設有夏用型和冬用型兩種體系以適應不同地域及不同季節(jié)的環(huán)境因素 , 尤其是溫度因素的差異。施工人員若在嚴寒或者酷暑季節(jié)使用自流平涂料 , 則應先核對一下所用涂料有否因為積壓庫存、工程延期等因素而用錯季節(jié)型號。

(2) 施工方式 : 鏝涂是環(huán)氧自流平地坪涂料傳統(tǒng)的施工方法 , 也是目前國內(nèi)首選的施工方法。其優(yōu)點是操作簡單、易于培訓、適用范圍廣。不足之處是單人施工效率較低 : 鏝涂自流平面漆 300 ～ 500 m 2 / 人·天。自流平地坪施工效果易受到施工人員水平參差不齊的影響。隨著自流平地坪涂料的應用 , 尤其是在大面積工程中的應用猛增 , 自流平的施工方法也不再局限于簡單的鏝涂。無氣噴涂的施工方式近年來逐漸開始流行 [ 3 ] , 施工安全高效 : 2 000 m 2 / 機器·天 , 且具有涂裝效果好、用料節(jié)省、涂層附著力高等優(yōu)點 , 尤其適合大面積工程的應用。鏝涂施工和無氣噴涂施工的區(qū)別如表 2 所示。

表 2 　自流平涂料鏝涂施工和無氣噴涂施工的差異

　　有些公司推薦環(huán)氧自流平涂料施工時可以使用消泡滾筒放氣消泡。是否宜于使用消泡滾筒 , 關鍵在于所做自流平涂層的厚度。一般涂層厚度低于 1 mm 時不必使用消泡滾筒。 (3) 施工要點 : 環(huán)氧自流平面漆施工時應做到作業(yè)區(qū)域一遍成型 , 避免漏涂、堆料、厚薄不均、各塊之間銜接時間過長等問題。施工速度以保證各條塊之間銜接能“濕碰濕”施工為限 , 不能單人施工過大的橫截面 , 以免施工不及時而產(chǎn)生接頭。若需要施工的地面面積過大不得不分兩次施工 , 則應以地面伸縮縫為界 , 否則“濕碰干”的施工方式易引起色塊差異的視覺感受。夏季施工時要堅持“專人配料、次多量少、供應不斷”的原則。否則高溫會加速固化 , 而固化反應本身又放熱升溫 , 兩者循環(huán)促進易引起未使用的涂料溫度猛升而迅速膠化 [ 2 ] , 既浪費涂料更容易影響施工質(zhì)量。冬季施工時要避免低溫高濕的環(huán)境 , 否則低溫下環(huán)氧樹脂的固化反應緩慢 , 胺類固化劑中的游離胺受潮氣影響易析出泛白 , 影響漆膜質(zhì)量。如必須在該環(huán)境下施工 , 則應在涂料混合后熟化片刻 ( ≥ 10 min) 再應用 , 使部分胺與環(huán)氧樹脂結合生成中間體 , 既能放熱升溫促進反應 , 更便于兩相之間互相混溶 , 減少縮孔、橘皮、泛白等弊病。

2. 3 　無溶劑聚氨酯地坪涂裝體系的施工

無溶劑聚氨酯地坪涂裝體系可以分為硬 PU 地坪涂裝體系、軟 PU 地坪涂裝體系 ( 也有稱彈性 PU 地坪涂裝體系 ) 和運動場 PU 地坪涂裝體系。硬 PU 地坪涂裝體系和軟 PU 地坪涂裝體系多用于工業(yè)地坪 , 它們的施工方法相似 , 只是在配方上通過改變成分、配比來調(diào)節(jié)漆膜的彈性和硬度。運動場 PU 地坪的施工方法自成一體 , 在球場、跑道、室外停車場、高檔人行道等運動性地面的應用中占有統(tǒng)治地位。

2. 3. 1 無溶劑硬 PU 地坪涂裝體系和無溶劑軟 PU 地坪涂裝體系的施工

硬 PU 地坪涂裝體系和軟 PU 地坪涂裝體系作為工業(yè)地坪涂裝體系的一種 , 與無溶劑環(huán)氧樹脂地坪涂裝體系的施工非常相似。硬 PU 地坪涂裝體系和軟 PU 地坪涂裝體系的底涂層和中涂層 ( 包括砂漿層與膩子層 ) 的施工與無溶劑環(huán)氧樹脂地坪涂裝體系十分相似 , 只是材料換成了無溶劑聚氨酯底漆和無溶劑聚氨酯中涂漆。如 1 . 1 節(jié)所闡述的 , 很多公司直接應用無溶劑環(huán)氧底漆和無溶劑環(huán)氧中涂漆作為 PU 地坪涂裝體系的底涂層和中涂層。這 2 個地坪涂裝體系的主要差異在于面漆 : 硬 PU 地坪涂裝體系的面涂層使用硬度在 50 ～ 80 shore D 的無溶劑聚氨酯面漆 , 軟 PU 地坪涂裝體系使用硬度在 40 ～ 70 shore A 的無溶劑聚氨酯面漆。這兩種面漆均具有一定彈性 , 硬度低于環(huán)氧自流平面漆 ( 常為 80 ～ 90 shore D) 。聚氨酯涂料對雙組分的配比準確度、基面的潮濕度以及環(huán)境中的水分含量更加敏感 , 使用前必須提防結露、返潮等高濕環(huán)境。

2. 3. 2 運動場 PU 地坪涂裝體系的施工

運動場 PU 地坪涂裝體系通常稱為 : 聚氨酯鋪面材、塑膠鋪地材料、塑膠地面等。相比于環(huán)氧做底的 PU 工業(yè)地坪涂裝體系 , 這是一種純聚氨酯的涂裝體系。它包括塑膠跑道鋪面、球場等運動場地鋪面、過街天橋人行道鋪面、兒童樂園鋪面等 , 硬度范圍 45 ～ 80 shore A, 施工方式已經(jīng)發(fā)展出全塑型 ( 傳統(tǒng)型 ) 、透氣式、復合型等多種方法。不同的施工方式直接影響 PU 地坪的強度、耐久度、透水性。總括各種施工方式 , 運動場 PU 地坪涂裝體系多以單組分或者多組分聚氨酯涂料封底 , 其上鋪設多組分 ( 常為雙組分或者三組分 ) 的無溶劑聚氨酯涂料。其中 , 雙組分涂料施工時多用大秤稱量 , 配比固定 , 常會分為夏用型和冬用型。三組分涂料則必須加一臺精確稱量的小秤 , 其催化劑組分的添加量根據(jù)施工溫度的高低進行增減 , 然后根據(jù)不同的施工方式將固體橡膠粒按比例拌入涂料 , 或者撒在施工好的面層 , 或者不加。有的則在面層再薄噴一層 PU 面漆。

2. 4 　聚脲地坪涂裝體系的施工

聚脲涂料又叫噴涂聚脲彈性體。 20 世紀 80 年代以后 , 隨著 R IM 技術的發(fā)展 , 撞擊混合式高壓噴涂設備的出現(xiàn) , 噴涂聚氨酯 ( 脲 ) 彈性體技術開始發(fā)展。聚脲涂料通常不含催化劑 , 快速固化 , 可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型 , 5 s 凝膠 , 10 min 即可達到步行強度。它對水分、濕氣不敏感 , 100% 固含量 , 一次施工達到厚度要求 , 且具有優(yōu)異的物理性能 ( 如抗張強度、柔韌性、耐磨性等 ) 、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性等。聚脲無溶劑噴涂成型主要是利用壓力將聚脲原料由計量泵輸送至噴槍 , 經(jīng)過快速混合后 , 噴至物體表面成型。噴涂設備體積小 , 質(zhì)量輕 , 易于搬運 , 操作靈活 , 施工方便 , 效率高 , 特別適用于大面積地坪的施工。由于機械的成本高 , 聚脲施工中常見的噴涂機械多固定以 1 ∶ 1 的體積比進行雙組分噴涂。聚脲固化時會快速放熱 , 進行地坪涂裝時大量散熱易導致基面內(nèi)氣體迅速膨脹出現(xiàn)漆膜起鼓的現(xiàn)象。聚脲地坪常由專業(yè)聚脲噴涂的工程隊施工。聚脲地坪涂裝體系中必須使用底漆進行致密地封底 , 且其底漆涂膜需要有足夠的厚度。

3 　結　語

(1) 常見的無溶劑地坪涂裝體系有環(huán)氧樹脂涂裝體系、聚氨酯涂裝體系、聚脲樹脂涂裝體系等。各種無溶劑涂料在性能、效果及應用領域上各有優(yōu)勢。 (2) 地坪涂料的性能效果是在原有底材的基礎上達到的 , 涂料施工前務必對材料進行考察和處理。 (3) 地坪涂裝體系的底涂要達到封閉基面的效果 , 中涂應達到平整基面的效果。 (4) 無溶劑面涂施工時有著較高的溫度及濕度要求、工藝要求以及獨特的施工方法。 (5) 聚脲地坪涂料固化迅速、性能優(yōu)異、施工不易受環(huán)境影響 , 但配套的底漆要能形成致密且厚的涂膜。