符合GMP要求的環(huán)氧自流平涂料技術(shù)探討
王天堂 龔巍 陸士平 沈偉
（上海富晨化工有限公司, 上海 200235）
摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了滿足GMP要求的自流平涂料的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)踐施工經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂 自流平 GMP 應(yīng)用
1、 前言
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)于清潔生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，要求車間地坪耐腐蝕、潔凈和耐磨，室內(nèi)空氣含塵量盡量的低，如食品、煙草、電子、精密儀器儀表、醫(yī)藥、醫(yī)療手術(shù)室、汽車和機(jī)場(chǎng)等生產(chǎn)制作場(chǎng)所，均要求潔凈車間。這不僅是改善勞動(dòng)條件的需求，更是現(xiàn)代產(chǎn)品質(zhì)量的保證。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，其中基本上以一種稱為“自流平涂料”的材料為主，由于一般情況下涂料的化學(xué)基材為環(huán)氧樹脂，所以國(guó)內(nèi)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(guó)內(nèi)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(guó)家開始在制醫(yī)行業(yè)實(shí)施GMP標(biāo)準(zhǔn)，其中一個(gè)基礎(chǔ)的硬件水平就是潔凈地坪的制作。
環(huán)氧自流平涂料是以環(huán)氧樹脂為成膜物，通過(guò)加入各種助劑、顏料、填料等加工而成，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①涂料自流平性好，一次成膜在
2、 環(huán)氧自流平涂料的介紹
2．1耐環(huán)氧自流平潔凈地坪涂料是以環(huán)氧樹脂為涂料成膜物,再通過(guò)添加固化劑、無(wú)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(wú)溶劑型的高性能涂料。環(huán)氧自流平涂料的成膜過(guò)程是一種化學(xué)成膜方法，**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(yīng)而使分子量進(jìn)一步增加或發(fā)生交聯(lián)而形成堅(jiān)韌的漆膜。其中選用的環(huán)氧樹脂要求樹脂能夠在常溫下成膜，并且涂料膜要求具有高粘接力、較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)藥品性和良好的電氣性。
2．2國(guó)內(nèi)外自流平涂料的比較
涂料在施工后能否達(dá)到平整光滑的特性,稱為流平性,流平性是涂料應(yīng)用中的非常重要問(wèn)題,它影響涂層的表觀和光澤,當(dāng)涂料涂刷在基材上時(shí),將留下刷痕,此刷痕可因涂料未干燥前的流動(dòng)而減輕。當(dāng)涂料流平性差時(shí)，用肉眼便可以看出涂層表面不平的情形。當(dāng)肉眼看不出差別來(lái)，此時(shí)稱漆膜是平的，涂膜由不平向平滑的推動(dòng)力不重力，而是表面張力，一般情況下，流平性可以用ORCHARD公式評(píng)價(jià)。從理論上說(shuō)，涂料粘度越低或涂層越厚，流平性就越好。由于自流平涂料的特殊性，一般要求成膜后的涂膜具有良好的流平性的同時(shí)，又要保持良好的表面性。目前縱觀國(guó)內(nèi)外的環(huán)氧自流平材料體系，主要有兩個(gè)技術(shù)指導(dǎo)思想，一是國(guó)內(nèi)的一般眾多廠家所采用的指導(dǎo)思想（A類），A類技術(shù)主旨是：利用適量的溶劑來(lái)達(dá)到涂料良好的流平性，在涂裝過(guò)程中，涂料中填料會(huì)逐漸下降，固化后的涂膜具有較好的流平性，但表面硬度不高，耐磨性較差，同時(shí)在施工中可能會(huì)產(chǎn)生較多的表面瑕斑等不足，這是片面追求流平性的結(jié)果；二是國(guó)外等眾多廠商沿用的技術(shù)（B類），而B類自流平涂料是在保證樹脂良好的流平性同時(shí)，依舊保持填料的均勻性，從而確保固化后的涂膜具有更好的表觀裝飾性。
正因?yàn)檫@兩種不同技術(shù)指導(dǎo)思想，從而對(duì)自流平涂料及**后工程產(chǎn)生不同的影響結(jié)果，主要在于表面狀況、貯存性和耐磨性，下面就分別對(duì)各個(gè)性能作一詳細(xì)分析。
影響自流平涂料地坪的表觀性能主要有三方面：a）固化劑的選擇；b）活性稀釋劑的選擇；c）流平消泡劑的選擇。
a） 固化劑的選擇是影響自流平地坪表面狀況的主要原因，對(duì)于環(huán)氧自流平涂料，要達(dá)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**重要的工作，普通固化劑無(wú)法全部滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求，一般采用改性固化劑復(fù)配而成，在硬化過(guò)程中無(wú)游離胺析出。國(guó)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(wú)暇點(diǎn)，色澤均勻豐滿，而反觀國(guó)內(nèi)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(shí)，施工質(zhì)量不能得到很好的保證；同時(shí)一般情況下表面有油斑、白化點(diǎn)、針孔等現(xiàn)象。固化劑的選擇原則上應(yīng)該選用2種或多種固化劑進(jìn)行復(fù)配，以達(dá)到所需要的鏡面效果，一般來(lái)說(shuō)，復(fù)配固化劑中應(yīng)該含有抗水斑與抗白化的成份，同時(shí)速度相對(duì)較快的與較慢的固化劑復(fù)配以調(diào)節(jié)固化速度。由于各個(gè)廠家主方的配方各不相同，所以應(yīng)用戶應(yīng)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(diào)節(jié)到一個(gè)**佳的適合點(diǎn)。
b） 活性稀釋劑的選擇：國(guó)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(guó)內(nèi)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(shí)BGE材料的蒸汽壓較高，較易揮發(fā)，在影響表面效果的同時(shí)，又不利于環(huán)保；另外由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)的BGE大多為國(guó)產(chǎn)原料，由于生產(chǎn)控制技術(shù)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。
c） 流平消泡劑：自流平材料對(duì)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(shí)間內(nèi)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(guān)鍵的因素。一方面通過(guò)加入各類助劑，降低涂膜成膜時(shí)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(guò)多的加入會(huì)引起不相溶物，對(duì)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(duì)自流平涂料的漆膜的表觀有重要的促進(jìn)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(fù)試驗(yàn)比較，并**后優(yōu)化結(jié)果。
A類的自流平涂料的貯存穩(wěn)定性不好，涂料在放置一段時(shí)間后，會(huì)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(xué)意義上的變質(zhì)，但給**終用戶或施工廠家?guī)?lái)諸多不便，用戶在啟用這些自流平涂料前，必須充分?jǐn)嚢杌旌线@些發(fā)生沉降現(xiàn)象的涂料，而在一些施工現(xiàn)場(chǎng)不可能具有這些充分?jǐn)嚢璧臈l件，即使具有攪拌的條件下，但也不能確保涂料與出廠的質(zhì)量保證一致，這就可能導(dǎo)致質(zhì)量隱患，而B類的自流平涂料則不會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象，我司出口自流平涂料到其它國(guó)家時(shí)，在放置3個(gè)月后未有這種“沉降”現(xiàn)象。
3、 環(huán)氧自流平涂料的施工
3.1基層檢查及處理
基層檢查包括混凝土含水率的測(cè)定、平整度的測(cè)定、PH值的測(cè)定、強(qiáng)度的測(cè)定。因PH值、平整度、強(qiáng)度測(cè)定較為簡(jiǎn)便，這里不再累述，而因含水率對(duì)涂膜的影響很大，故對(duì)其測(cè)定作一介紹。
含水率的測(cè)定有以下幾種方法：
a）塑料薄膜法（ASTM4263）：把
b）無(wú)線電頻率測(cè)試法：通過(guò)儀器測(cè)定傳遞、接收透過(guò)混凝土的無(wú)線電波差異來(lái)確定含水量。
c）氯化鈣測(cè)定法：測(cè)定水分從混凝土中逸出的速度，是一種間接測(cè)定混凝土含水率的方法。測(cè)定密封容器中氯化鈣在72h后的增重，其值應(yīng)≤
混凝土含水率應(yīng)小于9%，否則應(yīng)排除水分后方可進(jìn)行涂裝。排除水分的方法有以下幾種：
a）通風(fēng)：加強(qiáng)空氣循環(huán)，加速空氣流動(dòng)，帶走水分，促進(jìn)混凝土中水分進(jìn)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(qiáng)制空氣加熱或輻射加熱。直接用火源加熱時(shí)生成的燃燒產(chǎn)物（包括水），會(huì)提高空氣的霧點(diǎn)溫度，導(dǎo)致水在混凝土上凝結(jié)，故不宜采用。
c）降低空氣中的露點(diǎn)溫度：用脫水減濕劑、除濕器或引進(jìn)室外空氣（引進(jìn)室外空氣露點(diǎn)低于混凝土表面及上方的溫度）等方法除去空氣中的水汽。
對(duì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~15%的鹽酸清洗混凝土表面，待反應(yīng)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(xì)的粗糙度。
b）機(jī)械方法（適用于大面積場(chǎng)地）：用噴砂或電磨機(jī)清除表面突出物，松動(dòng)顆粒，破壞毛細(xì)孔，增加附著面積，以吸塵器吸除砂粒、雜質(zhì)、灰塵。對(duì)于有較多凹陷、坑洞地面，應(yīng)用環(huán)氧樹脂砂漿或環(huán)氧膩?zhàn)犹钇叫扪a(bǔ)后再進(jìn)行下步操作。
經(jīng)處理后的混凝土基層性能應(yīng)符合以下指標(biāo)。
表1 合格混凝土基層指標(biāo)
檢查項(xiàng)目 濕度 強(qiáng)度 平整度 PH值 表面狀況
合格指標(biāo) ≤9% >21.0MP ≤
3．2 涂刷底漆：用刷涂或滾涂方式涂底漆1至2道，每道間隔時(shí)間為8小時(shí)以 上；在舊基層上需再增1道底漆。
3．3膩?zhàn)有扪a(bǔ)：對(duì)水泥類面層上存在的凹坑，采用EPOXY mortar填平修補(bǔ)，自然養(yǎng)護(hù)干后打磨平整。
3．3刮涂面層：采用刮板將已熟化的混合料輕刮，使其均勻分布。按不同要求進(jìn)行多道刮涂，厚度可達(dá)1～3mm。
3．4 打蠟養(yǎng)護(hù)：待自流平層施工完24hr后，對(duì)其表面采用蠟封養(yǎng)護(hù)，2周后即可使用。
3．5 施工驗(yàn)收：表面平整光潔、色彩一致、無(wú)明顯色差。
4、 環(huán)氧自流平地面的質(zhì)量評(píng)估
目前國(guó)內(nèi)有許多自流平涂料生產(chǎn)廠商以及施工工程公司，但**后自流平地坪的質(zhì)量差異明顯，在此根據(jù)我們的多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提供一些實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)給客戶以及**終用戶以評(píng)價(jià)工程情況：
4．1表面狀況：作為一種表面裝飾性極強(qiáng)的自流平性涂料，要求自流平有良好的平整性，同時(shí)也不應(yīng)該有氣泡、雜物等不良狀況。
4．2飽滿度：以前國(guó)內(nèi)的許多自流平廠家基本上沒(méi)有這個(gè)技術(shù)指標(biāo)，但這在日本等國(guó)家是一個(gè)基本的技術(shù)指標(biāo)，我們通常采用反光率的一個(gè)指標(biāo)來(lái)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(dá)到95%，而我們目前對(duì)國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)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(shù)指導(dǎo)思想差異所致，除了以上之外差別之外，飽滿度不好的自流平表面會(huì)出現(xiàn)一種如松花蛋上的“松花”形狀的暗花，對(duì)著光線側(cè)視時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)表面有一層模糊的霧狀的油污。根據(jù)我們多年的工程經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)比較快捷的目視方法是，在開燈情況下，若飽滿度比較好的地坪，上方的熒光燈（俗稱“日光燈”）管在地坪上的投影清楚而不會(huì)發(fā)生走形現(xiàn)象；而在飽滿度不好的情況下，燈管的投影像則會(huì)模糊、變形。
4．3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(dá)到足夠的耐磨性，填料會(huì)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(dá)到工業(yè)使用要求。
5、 環(huán)氧自流平涂料的應(yīng)用案例
作為一種高性能的環(huán)氧自流平涂料，迄今為止在大量的醫(yī)藥工廠、電子工廠等大量使用，面積從幾十平米到20000平米的地坪，**早自1999年開始投入市場(chǎng)應(yīng)用的地坪經(jīng)過(guò)多年使用后依舊保持良好的表面情況。
6、 自流平涂料的技術(shù)發(fā)展
隨著合成技術(shù)的發(fā)展，自流平涂料的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)得到一些發(fā)展，具體如下：
6.1 聚氨酯系自流平涂料的出現(xiàn)，考慮到聚氨酯涂料耐磨性、良好工藝性的特點(diǎn)，一些廠家開始發(fā)展聚氨酯基的自涂平涂料，目前在一些小工程上得到應(yīng)用。
6.2 亞光型自流平涂料：考慮到一些實(shí)際生產(chǎn)以及美觀的需求，有時(shí)要求表面呈現(xiàn)亞光效果，以前一些廠家或工程公司在施工時(shí)只能通過(guò)刷子在表干的表面壓制出亞光效果，這樣就可能導(dǎo)致亞光效果的不均勻，現(xiàn)在一些廠家通過(guò)配方調(diào)整，發(fā)展了一種天然的亞光效果的自流平涂料，采用這種涂料施工后，不再需要其它工藝就能獲得亞光效果。
