建筑装饰材料课程设计报告

          题目：水性环氧树脂地坪涂料的制作

专业：建筑材料及检测

                  班级：建材10-1

                  学号：1040283140

                  姓名：张恒 

                  指导教师：卢经扬

      设计时间：2012.9.3—2012.9.7

目录

绪论

设计制品的使用要求

原料选择

配比

制品制作工艺流程

技术参数

性能特点

质量控制

涂料施工

结论

主要参考文献

     

     

    

绪论

  建筑材料是指组成建筑物或建筑物各部分实体的材料。随着历史的发展、社会的进步，特别是科学技术的不断创新，建筑材料的内涵也不断在丰富。从人类文明发展早期的木材、石材等天然材料到近代以水泥、混凝土、钢材为代表的主体建筑材料进而发展到现代由金属材料、高分子材料、无机硅酸盐材料互相结合而产生的众多复合材料，形成了建筑材料丰富多彩的大家族。纵观建筑历史长河，建筑材料的日新月异无疑对建筑科学的发展起到了巨大的推动作用。

现代工业对地坪提出了越来越严格的要求，如食品、医药等工业要求地坪不起灰，无有害挥发物，干净无尘；机械工业要求耐强烈的机械冲击，耐磨损，能长期经受叉车等车辆的辗轧，即使局部损坏也容易维修；机床、仪器仪表等工业车间地面常受到各种油类侵蚀渗漏，难以彻底清除，要求地坪耐油性好；化学工业则要求地坪能耐各种化学介质的腐蚀。此外，现代文明的车间和家庭地坪应该平坦、亮丽、色彩丰富，给人们创造一个良好的工作和生活环境；这样，随着涂料技术的飞速发展，地坪涂料的存在就有了其必要性和必然性。传统的溶剂型地坪涂料和无溶剂型地坪涂料基本性能优良。但是，其中存在着许多挥发性溶剂，对人体和环境存在不同程度的危害；另外，由于传统的溶剂型涂料漆膜非常致密，透气性极差，当应用在地下潮气较重的基面时，容易出现漆膜鼓泡、剥离脱落等现象，这样的例子屡见不鲜。而水性环氧树脂涂料同溶剂型环氧树脂涂料相比，漆膜具有微孔结构，它能允许水汽渗透而液体不能渗透，能释放水泥内部的气体压力，从根本上解决漆膜鼓泡的毛病。这样，地坪涂料向水性化发展成为必然趋势。环氧地坪涂料对混凝土等多种底材的附着力优良、固化收缩率低；具有良好的耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀等化学特性；同时具有优良的耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等物理特征；在使用时不易产生裂纹且易冲洗、易维修保养。环氧地坪涂料在工业地坪行业占有重要地位，是现代工业较理想的长效地坪涂料品种。国外采用环氧树脂作聚合物混凝土、砂浆及水性地坪涂料已相当普遍。如美国为埃及阿斯旺大坝建造时用环氧砂浆处理软地基、灌浆修复空洞层、浇注粘接发电机坑等；日本和英国的海底隧道也用环氧混凝土、砂浆、涂料等作防渗补强材料。美国的DOW公司、Shell公司、瑞的Ciba和Sika公司以及日本的东洋化工等都在开发应用乳化型环氧树脂和固化剂等水性化系列品种。国内在葛洲坝水利枢纽、三门峡水电站等水利设施中大量应用环氧树脂混凝土和砂浆，在岩基裂缝处灌浆，在坝体冲砂、泄洪闸基及混凝土构件裂纹处修补及在输水渠道密封堵漏加固补强都取得成功，这些都表明水性环氧树脂地坪涂料前景可观。国内也有一些公司推出了水性环氧地坪系列产品，在潮湿混凝土基面防护地坪涂料得到了应用，但性能不是很理想；水性环氧地坪涂料正是凭借其环保优势、优异的透气性能以及和混凝土良好的相容性在近年来得到了快速发展。

设计制品的使用要求

原料选择    

1、环氧树脂

环氧树脂对水性环氧地坪涂料有很大的影响作用。因为环氧树脂分子中含有不容易水解的醚键和羟基，因此对混凝土的很多基材都都很好的附着力，在固化的时候，收缩率比较低，并且对化学药品的耐性也很好。并且双酚A型环氧树脂为刚性的苯环和柔性的醚键交替排布的结构，赋予涂膜较好的物理机械性能，所以这类环氧树脂被广泛用于地坪涂料，而其他类型的环氧树脂如双酚F型和酚醛环氧树脂则应用的较少。

    （1）直接乳化法指的是环氧树脂的直接乳化、不用外加乳化剂的自乳化或水性环氧固化剂乳化将环氧树脂和乳化剂混合，加热到合适的温度，在激烈的搅拌下缓慢加水完成相反转来制得水性环氧树脂乳液。可采用的乳化剂有聚氧化乙烯烷基醚和聚氧化烷基酯，当然也可合成专用的水性环氧乳化剂，本公司采用聚四氢呋喃合成水性环氧乳化剂，用该乳化剂乳化形成的水性环氧树脂粒径较小，储存稳定性较好，并且加入固化剂固化后的涂膜耐化学药品性能和耐热性也较好。

（2）自乳化环氧树脂则是将环氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂，再用小分子量的碱或酸进行中和在环氧树脂分子链中引入亲水性氧化乙烯链段或氧化丙烯链段，同时保证每个改性后的环氧树脂分子上含有两个或多个环氧基，不用外加乳化剂即可自分散形成乳液。本公司采用聚氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物与双酚A型环氧树脂和双酚A反应制得具有自乳化功能的高分子量环氧树脂，反应过程中以三苯基膦作为催化剂，改性后的环氧树脂很容易分散在水中，可预先制成水性环氧树脂乳液或在施工场合就地乳化，且由于亲水链段包含在环氧树脂的分子链中，固化后涂膜的耐化学药品性能有所提高。

（3）水性环氧固化剂乳化环氧树脂

水性环氧固化剂乳化环氧树脂的原理是对多元胺进行改性，使其成为具有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂，同时该固化剂又作为阳离子型乳化剂完成对环氧树脂的乳化，用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性，并且由于环氧树脂组分不需进行亲水改性，可以保证涂膜的耐化学药品性能良好。用这三种方法制备的水性环氧树脂乳液均适用于水性环氧地坪涂料，用水性环氧固化剂乳化环氧树脂法宜选用低粘度的液体环氧树脂，这样有利于固化剂的混合乳化；对于高分子量环氧树脂则应该用直接乳化法或自乳化法制备，并且所用的高分子量环氧树脂需过量40-60％才能保证涂膜的最终性能。

2、水性环氧固化剂

水性环氧固化剂是决定水性环氧地坪涂料最终性能的关键组分之一。作为水性环氧树脂的固化剂，应能够较好地溶解或分散在水中，而且在水中能够稳定存在，与环氧树脂要有良好的相容性。固化剂可直接乳化环氧树脂或与水性环氧树脂乳液配成稳定的水性环氧树脂体系，同时体系的流变性能、适用期、固化条件和涂膜性能也应满足地坪涂料使用的要求。

3、颜填料

水性环氧地坪涂料的着色宜选用那些耐化学药品性能和耐候性较好的无机颜料或其水性色浆。水性环氧地坪涂料配制时填料的选择原则是采用低吸油量、细度适中、性能稳定的填料。当然，考虑到水性环氧固化剂呈弱碱性，应避免采用酸性的颜填料。水性环氧地坪涂料是双组分涂料，颜填料既可加到环氧树脂组分中，也可以加在水性环氧固化剂组分中。填料的用量（用颜基比来表示）对水性环氧地坪涂料的最终性能影响很大，适量的加入不仅能降低水性环氧地坪涂料的成本，缩短涂膜表干时间，还可以提高涂膜的机械强度、耐磨性、光泽和遮盖力，减少涂料固化时的体积收缩，并赋予涂料良好的贮存稳定性；但过量加入则会增加水性涂料的粘度，导致涂料的流平性变差，施工困难，涂膜的表面效果变差。

4、助剂

因为水的表面张力较高，对底材的润湿性较差，特别是有油脂残余的表面更难以润湿，这时应加入润湿流平剂来提高其润湿性，同时也改善了涂料的流平性。但在水性环氧固化剂组分中配漆会因为胺固化剂的存在，降低了表面张力而容易存在夹带空气的问题，水性环氧地坪涂料的配制和施工也不可避免的会带入空气，同时加入润湿流平剂之类的表面活性剂也很容易造成泡沫，因此，配漆时要加入抑泡剂和消泡剂，通常在分散前加入抑泡剂来减少形成泡沫的可能，分散后再加入消泡剂来消除混入的气体，这样才能使水性环氧地坪涂料在涂装时形成光滑平整的表面。此外，还可以加入增稠剂来调节固化剂色漆的粘度，使得两个组分的粘度相差不大，便于混合乳化。

5、共溶剂

共溶剂（又叫成膜助剂）通常是挥发很慢的溶剂，如各类醇醚、醇醚醋酸酯和醇酯等，特别是那些对环境不会产生污染的溶剂（如丙二醇甲醚等），加入后可使水性环氧地坪涂料的最低成膜温度逐渐降低，有利于固化凝结成膜。同时共溶剂还能调节涂料体系的粘度，改善水性环氧地坪涂料的流平性和最终涂膜的外观。良好的共溶剂通常需满足以下条件：良好的水解稳定性；低的凝固点；适中的挥发率；高效的凝结效率。在一般情况下，共溶剂的添加量按基料的1-5%左右考虑，在温度较低的季节施工，共溶剂的加入量可适当增加以得到更好的涂膜效果。

6、环氧基与胺氢当量比

研究发现环氧树脂和水性环氧固化剂的使用比例（用环氧基与胺氢当量比来表示）对水性环氧地坪涂料的性能有很大的影响[1]，水性环氧地坪涂料的性能可通过调节当量比来改变，一般当量比可作百分之二十的增减，表2总结了环氧基与胺氢当量比对水性环氧地坪涂料性能的影响。具体的当量比因应用场合不同而异，环氧基过量可使水性环氧地坪涂料的适用期延长，涂膜的耐水性、耐化学药品性能以及耐湿性等性能有所提高；而胺氢过量又可加快涂膜的固化，涂膜的固化，涂膜的光泽度、附着力、耐磨性和耐溶剂性也相应改善。

配比

普通光泽A:B=1:5

A组分                                 份（质量）         

标准液体环氧树脂（EEW=190,型号为E-51,128）     59。4

丙二醇甲醚                                      8。91                  

B组分

水性环氧固化剂                                  40                   

水                                              60

消泡剂                                          0。2                 

润湿剂                                           2   

钛白粉/填料                                     105  

抗刮伤剂                                         5 

水性环氧固化剂                                  60      

水                                              50

水性色浆                                     视颜色而定                 

消泡剂                         0。8（如果不加抗刮伤剂，加量减少至0。4）

消泡剂                         1。5（如果不加抗刮伤剂，加量减少）

制品制作工艺流程

(1) 将水、消泡剂、润湿剂、水性环氧固化剂四种原料加入洁净容器中，低速分散5分钟，待水性环氧固化剂水性环氧固化剂溶解均匀即可。

(2) 加入抗刮伤剂和填料，先分散均匀，然后砂磨至合适细度。

(3) 水性环氧固化剂 、水、水性色浆和消泡剂在低速下加入，再于中速下分散均匀后出料。

钛白粉用量根据最终涂膜颜色深浅而定，如果配制深色漆，需用部分沉淀硫

酸钡、硅灰石粉或滑石粉等填料来替代该配方中的钛白粉含量。

如因气温较低，液体环氧树脂较粘稠，A组分可用部分丙二醇甲醚稀释，这样也可改善流平性，丙二醇甲醚的用量为液体环氧树脂量的5－20％。

技术参数

性能特点

   抗冲击优、硬度好、高负裁、耐磨损；无接缝、防尘、防潮、防腐、防霉；耐酸、碱、盐及其它化学溶剂性腐蚀，耐油污、耐化学品腐蚀、硬化收缩率小；色彩丰富，营造美丽清洁环境；施工方便，涂刷、喷刷、滚涂均可。是一种自流平、无缝、非溶剂型的环氧树脂类地面材料。低粘度自流平、高光泽性、室温固化、耐腐蚀性好、韧性好、附着力高，具有多层结构，厚度在 1 ～ 3mm ，适用于有无尘卫生要求的环境中，可获得令人满意的装饰效果，具有极其良好的抗机械磨损和适度的抗化学腐蚀性能。

抗大地反潮环氧树脂工业地板、工业地坪成功问世，是引领环氧类工业地坪行业技术进步的一个标志。据专家介绍，作为水性复合树脂材料，它将替代普通环氧树脂地坪材料在地坪中底涂的应用，可抗大地返潮，特别是能解决一楼地面未做防潮处理及混凝土施工未达养护周期所面临的问题。该材料具有高流动性、低收缩率，施工厚度可达 2 ～ 3 ㎜，不易产生龟裂，施工快捷、硬化迅速，早期强度高，同时耐磨、耐压、防水、防尘一次完成。

 该地坪材料整体无缝、平整亮丽，可达镜面效果、易清洁便于维护，坚韧、耐磨、耐腐蚀、附着力强、耐冲击、施工快捷。可以设计成为防尘地板、防潮地板、防腐地板、防静电地板。比普通地板漆更加耐用、使用寿命更加长久，可广泛应用制药、食品、电子、医疗、化工、军事、科研、塑料、机械、半导体车间、血液制品等行业。

质量控制

1、地面处理：彻底清理表面的浮尘、油污及其它杂质，然后用吸尘器进行最后清理，将基材表面的灰尘全部清理干净。

2、伸缩缝的修补：将伸缩缝的灰尘和杂质全部清理干净后，再用无穷花水性双组份弹性腻子进行缝隙修补直至补满为止。也可以采用各种弹性聚氨脂胶进行灌封处理，如对伸缩缝无特殊要求，也可用玻璃胶进行处理。

3、封闭底漆的施工：检查地面，采用无穷花水性底漆和固化剂配合，配比比例为3：1，施工方法：将底漆和固化剂分别按上述要求计量后，混合搅拌均匀后进行刮涂或滚涂施工，如遇到疏松地面，需要进行两遍以上封闭施工。

4、水性环氧腻子层：检查地面，用水性环氧腻子作为增强层，采用本公司的底漆和固化剂和42。5普通硅酸盐水泥（白水泥也可以）配合，配比为：底漆：固化剂：水泥：水=200：60：1000：240~300，施工方法：将白水泥称量好后，加入清水搅拌；将底漆和固化剂分别按上述要求计量后，混合搅拌均匀后，再倒入已计量好的水泥中搅拌均匀，根据天气情况和施工要求可适当加清水搅拌均匀后施工。一般需要进行两次批刮，控制1公斤材料刮4个平方，以获得均匀致密的表面。经过20小时干燥后，可采用喷涂机进行增强层的喷涂，用量为每平方米2公斤左右。

5、面漆的施工：混凝土层经检查干燥后，养护24小时后便可进行面漆的涂装。按2：1的比例将面漆与固化剂混合均匀后便可涂装。推荐先刮涂施工一遍，再滚涂或喷涂一遍。如施工过程中涂料较粘，可加适量清水，配好的漆应在2小时内用完。春冬季施工时需要熟化30分钟后再施工，以保证施工效果，建议采用喷涂，喷涂次数2-3次。喷涂时间间隔：夏天为12小时，气温较低时为24小时。（注意：再次喷涂时应保证面层清洁干净，不得带入灰土、杂物等影响表观质量）。为保证获得良好的干燥效果，应保持施工场所具有良好的通风，必要时可采用排风扇等辅助工具以加强通风。

6、罩光漆的施工：面漆经检查干燥后，养护24小时后可进行罩光漆的涂装，按2：1的比例要求将罩光漆与固化剂进行混合均匀后便可涂装。春冬季施工时需要熟化30分钟后再施工，以保证施工效果，一般采用喷涂或滚涂，如涂料较粘可加适量清水，配好的漆应在1小时内用完。

7、保养及维护：完工后，在24小时内应严禁人员进入，夏季气温较高时，养护4天即可投入使用。气温较低时，养护时间10天以上就可使用。

注意事项：

1、天气湿度在于80%或下雨天应尽量停止施工，避免因天气影响涂层的使用性能。

2、由于工期原因不能在24小时内进行下一道工序的涂刷，如间隔时过长（2—3天以上）再涂刷必须将表面的灰尘重新清理后，再进行下一道工序的施工。

3、涂料的施工适用期：底漆≤4小时，面漆≤2小时，罩光漆≤2小时，春冬季施工时，需要熟化30分钟后再施工以保证施工效果。

4、加水注意：必须在两组份混合均匀后，再加少量的水，再次搅拌均匀后才能施工。

涂料施工

(1) 主要施工用具 : 地板打磨机 , 吸尘机械 , 搅拌机 , 刷子 , 刮刀或锯齿状镘刀 , 消泡辊子 ( 带钉子的辊筒 ) 等。 　　

(2) 涂装环境条件 : 一般胺类固化的环氧涂料在 5 ℃ 以下时基本上不固化 , 10 ℃ 以下时固化极为缓慢 , 所以要求在 15 ℃ 以上才可应用。低温时涂料黏度大 , 也不易施工。高温时 , 涂料两组分反应快 , 使用期短 , 涂料有时来不及流平 , 施工时也应注意。高湿度也对涂装有一定影响 , 特别要避免在低温高湿环境下施工。此类涂料一般可通时调整固化剂来适应不同的施工条件。 　　

(3)底涂施工:将低黏度无溶剂环氧封闭底漆配好后, 辊涂,充分润湿混凝土,并渗入到混凝土内层。 　　

(4)中涂施工:中涂施工比较关键,将环氧色浆、固化剂与适量混合料径的石英砂充分混合搅拌均匀 , 用镘刀镘涂成一定厚度的平整密实层 , 也可采用抹光机抹平 , 加砂量更大一些 , 还可采用刮涂。中涂层固化后 , 刮涂批土两道并打磨平整 , 为面涂提供良好表面。 　　

(5) 面涂施工 : 将环氧色浆及固化剂混合均匀后 , 可镘涂、刷涂、辊涂或喷涂 , 使其自流平 , 以获得平整均匀的表面涂。面涂层也可制成防滑或抗静电涂层。 　　

(6) 施工完成 : 36 h 后方可上人 , 96 h 后方可重压。以室温为准 , 低温开放时间需适度延长。

结论

通过对环氧树脂、固化剂、颜填料以及助剂的精心选择，制备了性能优良的水性环氧地坪涂料，它以水为分散介质，VOC含量极低、气味小、环保、安全性高，可在潮湿环境施工，涂膜附着力强、柔韧性好、耐冲击、透气性良好、不鼓泡，适用范围较广，对一般地面涂装都适用。特别适用于医院、食品厂、超市、乳品厂和化妆品厂等需要保持高度清洁的场所及潮湿环境，如地下停车场、一楼地面、潮湿季节。

主要参考文献

建筑材料，魏鸿汉主编。—3版. —北京：中国建筑工业出版社，2010

新型建筑材料，姜继圣，张云莲，王洪芳编. —北京：化学工业出版社，2009.2

建筑装饰材料，葛新亚主编，武汉理工大学出版社，2004

室内装饰材料

涂料涂装工艺

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