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環(huán)氧和不飽和樹脂及乙烯基酯樹脂交叉作業(yè)的奧秘(二)
01 典型問題1的解決方案探討
目前地坪工程行業(yè)對乙烯基酯樹脂防腐地坪有一個比較“混亂”的概念,認為只要是最表面一層,不管是1mm,還是0.2mm,只要是有乙烯基酯樹脂那一層了,就算是乙烯基酯樹脂重防腐地坪。誠然,目前行業(yè)內(nèi)對重防腐乙烯基酯樹脂地坪也沒有一個標(biāo)準的定義。國標(biāo)上寫了乙烯基酯樹脂自流平防腐地坪,也只是側(cè)重解釋了乙烯基酯樹脂面涂層的作業(yè)工法。目前行業(yè)內(nèi)還沒有自上到下全采用乙烯基酯樹脂的方案和實例,毋庸置疑成本非常高,其次全部采用乙烯基酯樹脂,并沒有體現(xiàn)出該方案的優(yōu)點,我們應(yīng)該選擇性價比更高更合適的其他施工方案完全可以達到重防腐地坪各項性能要求。
1.1 不同方案的對比分析
方案1:VER打底+VER砂漿或FRP結(jié)構(gòu)層+VER面涂層。只要基材處理到位,這種做法風(fēng)險非常小,但是成本太高,現(xiàn)在市場上幾乎沒有這樣做的案例了。
方案2:VER打底+UPR砂漿或FRP做結(jié)構(gòu)層+VER面涂層。UPR指的是不飽和聚酯樹脂,如DC191,197等。方案2是目前市場上采用較多的一種方案,既節(jié)省成本,又達到防腐效果,并且工藝操作風(fēng)險極小。
方案3:環(huán)氧打底+環(huán)氧砂漿作結(jié)構(gòu)層+VER面涂層。這種方案極易出現(xiàn)面涂層和砂漿層層間出現(xiàn)咬底、附著力不足的缺陷。盡管理論上,只要環(huán)氧結(jié)構(gòu)層固化完全,這種方案是可行的,但是實際工程中,不可能等環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)層固化半個月再去做乙烯基酯樹脂的面涂層,因此務(wù)必做出一些適當(dāng)?shù)拇胧瑏斫鉀Q界面層溶脹帶來的層間粘結(jié)能力不足問題。
通常市場上的解決方案有幾種:①環(huán)氧結(jié)構(gòu)層保養(yǎng)期延長,砂漿層拉毛,形成粗糙面,再上乙烯基酯樹脂面涂層;②在環(huán)氧砂漿層上面做一層隔離層,隔離層材料通常選用聚氨酯材料,聚氨酯層固化完全后,再上乙烯基酯樹脂面涂層;③環(huán)氧砂漿層上拉毛,再涂一層不飽和聚酯樹脂,在樹脂凝膠前稀撒一層細石英砂,固化后再上乙烯基酯樹脂面涂層;④EPR砂漿層、膩子或玻璃層,不用T31作固化劑,采用乙二胺作為固化劑,界面層再撒一層中砂,室溫保養(yǎng)48h以上,再做VER耐腐蝕的膠泥層或玻璃鋼層,最后上VER的面涂層。筆者聯(lián)合上海陽森精細化工有限公司做過定量的拉拔實驗數(shù)據(jù),采用乙二胺為固化劑VER玻璃鋼層和EPR玻璃鋼層的拉拔強度達到2.7MPa,而采用T31作為固化劑則無拉拔數(shù)據(jù),界面層剝離。
方案4:EPR打底+UPR砂漿結(jié)構(gòu)層+VER面涂層。該方案中,UPR砂漿結(jié)構(gòu)層和VER面涂層和方案2一樣,在環(huán)氧底漆和UPR砂漿結(jié)構(gòu)層間注意點,也是需要在環(huán)氧底漆上上一層膩子或者撒一層細石英砂,形成粗糙面后再做UPR砂漿層。
方案5:EPR打底+UPR的FRP結(jié)構(gòu)層+VER面涂層。該方案和方案4的注意點類似,也需要在UPR結(jié)構(gòu)層積層前,稀撒一層石英砂形成粗糙面。
以上面涂層乙烯基酯樹脂,都需添加液蠟,一般添加樹脂量3%~5%比例的苯乙烯石蠟液(5%左右濃度)。面涂乙烯基酯樹脂,要求后固化速度較快,放熱峰溫度較高的類型,最終的面漆施工至地坪結(jié)構(gòu)層上之后,最好做到30~45min凝膠,同時凝膠后表干迅速,硬度上來得快,二甲基苯胺在環(huán)境溫度較低時經(jīng)常用來提高放熱峰溫度。
乙烯基地坪面漆成品里面,不僅僅只含有乙烯基樹脂、液蠟、促進劑、色漿,加上現(xiàn)場稱量誤差攪拌不均勻,所以建議下游客戶盡可能選擇乙烯基的地坪面漆成品,也就是商品級的,現(xiàn)場只需要加另一個組分固化劑即可。盡管商品級的乙烯基面漆要貴一些,但一定會“物有所值!”,請相信歐陽的話!
值得提示的還有一種非常規(guī)的方法解決表面發(fā)黏,那就是清苯乙烯料,多加藍白水,迅速用羊毛滾滾涂一道或噴涂一道。該解決方法是借鑒格柵作業(yè)中的方法,對最后一層苯乙烯罩面的時機把握很關(guān)鍵,因為地面工程中下面樹脂結(jié)構(gòu)層的放熱量不像格柵領(lǐng)域有模具熱水可以帶起來。
固化劑白水的選擇,目前大家關(guān)注還不是很多,其實像這類要求固化放熱較高的要求,是需要采用乙烯基酯樹脂專用的雙氧水含量較低、過氧化甲乙酮和過氧化甲乙酮二聚體含量較高的MEKP品種,如目前Akzo Nobel的Butanox LPT,但該固化劑的市場售價稍高,所以目前在地坪行業(yè)幾乎沒人用。
固化劑方面,目前還沒有廠家去嘗試AAP(過氧化乙酰丙酮)或者其他復(fù)配固化劑,AAP可以大大提高常溫固化的放熱峰溫度,對薄涂特別適用,復(fù)配固化劑里面適當(dāng)加入少量的TBPB之類的高溫固化劑,也有利于面漆樹脂發(fā)生二次固化,提高固化度。但可惜的是,目前在這個行業(yè)筆者還沒有看到這么用的人,哪怕是嘗試這么用的廠家都幾乎沒有。
1.2 乙烯基酯樹脂重防腐地坪和池槽防腐襯里施工的區(qū)別
乙烯基酯樹脂玻璃鋼襯里施工技術(shù)本是另一范疇的問題,其工藝過程為基材處理→打底→膩子→鋪氈/布→刷樹脂→鋪氈/布→刷樹脂→鋪表面氈→制作表面富樹脂層。從中可以看出,玻璃鋼襯里的施工和乙烯基地坪施工有很多相似和相同的地方,如廣義基材處理、樹脂膠料配制等。這里不談相同點,僅談它們的最大區(qū)別。
(1)“一次性積層”和“分層積層”的區(qū)別。乙烯基酯樹脂玻璃鋼襯里并不需要去提供剛度和承受載荷,因此一般池槽防腐內(nèi)襯只做3mm,而地坪不一樣,乙烯基防腐地坪除了提供耐腐蝕功能外,往往還需要同時承受載荷、具有一定的整體強度,具有一定的整體厚度,一般一次施工完成不了。此外一次性太厚也容易導(dǎo)致固化放熱劇烈而開裂,這些都決定了地坪不能像前者FRP襯里一樣一次性連續(xù)積層作業(yè),而是分層積層施工。也有部分業(yè)主,不遵循GB 50212和圖集08 J333中規(guī)定設(shè)計厚度,強行要求施工方做地坪做得更厚,認為這樣做抗?jié)B透性更好,其實從技術(shù)角度上看不僅沒必要,也不可取。
(2)由于(1)中的積層方法不一樣,導(dǎo)致每一次積層后樹脂積層的放熱量就不一樣,越薄放熱越少,這就是一次性作業(yè)2~3mm的乙烯基酯樹脂內(nèi)襯,不容易出現(xiàn)固化不良,而只有最后一層薄薄的面涂采用乙烯基酯樹脂的地坪施工時,往往容易出現(xiàn)面涂樹脂難以固化,或者盡管表干不粘手了,但一直軟乎乎的。
(3)乙烯基的玻璃鋼襯里一次性成型,從底到面都用的是乙烯基酯樹脂,并且池槽襯里中間層沒人去做砂漿層(實則豎立面也沒法做砂漿層)。而地坪只有最表面部分或者打底部分用乙烯基酯樹脂,稍微厚一點的地坪,基本都做砂漿層。做砂漿層時,砂的粗細、砂和粉料配級、攪拌均勻程度、樹脂含量等不合理的話,都會引起一系列的施工質(zhì)量問題。
(4)表面氈的使用。玻璃鋼襯里表面富樹脂層一般都會用到表面氈,但乙烯基地坪,用表面氈的人很少,一是面積大了,表面氈在施工作業(yè)時平鋪不易,二是表面氈貴舍不得用,三是表面氈用了之后,再用羊毛滾不易作業(yè),所以更多的人是做一層富樹脂層(里面會稍許加些色漿和粉料),或者直接做完膠泥層之后滾上一道清的帶顏色的乙烯基酯樹脂面層。
1.3 乙烯基酯樹脂重防腐地坪表面淌水后泛白的頑癥。!
1.4 乙烯基酯樹脂重防腐池槽襯里過水/泡水后表面泛白的頑癥。!
這兩個的現(xiàn)象的本質(zhì)是一樣,因此放到一起說吧!
從業(yè)十幾年來,沒問過無數(shù)次表面“泛白”的問題。這次借這個機會徹底講明白一點。
采用乙烯基做面層或面涂,要想浸水后完全不“泛白”,那是不可能的,原理是:再怎么做,乙烯基酯樹脂里面還是含有“酯鍵”的,盡管相比不飽和樹脂少很多,但還是有的,只有有,哪怕是一點點,遇到水后都會發(fā)白。我認為如何起減少發(fā)白或降低發(fā)白的程度才是我們從業(yè)人員需要去考慮的。以下歐陽從機理以及實際操作面講講如何去做到這點。
降低“泛白”本質(zhì)是去提高表面層乙烯基酯樹脂的固化度,由于乙烯基酯樹脂是自由基固化機理,而氧氣(空氣中含有氧氣)是自由基固化的阻聚劑,因此不可避免會影響到表面層樹脂的固化。再者往往施工時(尤其不規(guī)范的施工,中間做環(huán)氧再去做乙烯基的)面涂乙烯基做得很薄,自由基固化需要靠熱量帶起來,太薄,熱量散發(fā)太快,最終樹脂的固化度會大大降低,F(xiàn)場做沒有加溫后處理,甚至可能工期也短,那就固化度更加不足。這些個種種因素都導(dǎo)致最終發(fā)白嚴重。
以下講講如何去解決吧,或者最大限度降低發(fā)白現(xiàn)象吧。治不了本,就治標(biāo)吧!矮個里面去拔高個吧!
(1)首當(dāng)其沖是,面涂或地坪面漆里面務(wù)必加空干劑,也就是液蠟。加入量請遵照賣給乙烯基的廠家的技術(shù)人員的建議,盡可能讓廠家去配液蠟,因為不同廠家的液蠟采用石蠟熔點規(guī)格不一樣,乙烯基采用的往往和不飽和采用的,冬季和夏季采用都有所不同,要是在市場上隨便買,往往會出現(xiàn)液蠟難以浮上來的問題。還有只有樹脂廠家的人才知道液蠟的具體含量,里面多少苯乙烯,多少石蠟,額外補加了多少阻聚劑(阻聚劑補多點,便于液蠟的儲存,但一旦液蠟加到樹脂中去,加入量超過3%,很可能會對最終樹脂的凝膠時間發(fā)生較大影響或漂移,這個只有賣你乙烯基的樹脂廠的技術(shù)人員懂得配方的人才知道,外人不可能知道)。
當(dāng)然,很多人要問,液蠟加入固化后表面油乎乎的,等一系列問題,經(jīng)常也有人問起歐陽,有沒有不需要加液蠟的又具有空氣干燥性的乙烯基酯樹脂。在這里我解釋一下:這類無需加液蠟具有空氣干燥性的乙烯基樹脂,的確有,引入一些共軛鍵或者對分子式結(jié)構(gòu)進行特殊設(shè)計是可以做到的,但成本是個大問題,生產(chǎn)倉儲也是大問題。所以說,至今為止,盡管專利很多,但并無任何一個乙烯基酯樹脂廠家向市場推出一個成熟的商品級此類樹脂(包括歐陽自己的公司也未推出來這類商品級的乙烯基酯樹脂),不是歐陽不會做,不懂配方,而是其他一些非技術(shù)層面的因素。
(2)第二點,的確是,面涂或面漆并不適合做得太薄,尤其是采用目前市場上較為通用的標(biāo)準乙烯基酯樹脂時,顯得更為明顯。原理就是薄了,熱量就散發(fā)掉了,導(dǎo)致面層樹脂固化不足。在現(xiàn)場施工,基本不可能進行加溫后處理的情況下,一旦面層樹脂固化不足,是很難去解決的。
為了面層樹脂的固化度,建議最后一層至少做到0.5mm厚以上,最好是連同下面的積層一起做(這對施工質(zhì)量以及中間工程要求較高,很多人做不到),那就厚了。
這里提出一個技術(shù)層面相對而言可行的方案,面涂如果做得較薄,或者最后像刷涂料一樣刷一層,可以從樹脂本身分子式結(jié)構(gòu)去做些文章。大家知道,普通的標(biāo)準雙酚A型乙烯基,再怎么去調(diào)配藍白水的配比,一定出現(xiàn)一個現(xiàn)象:要么凝膠太快來不及做(固化快,放熱也會快,可以保證熱量散發(fā)少);要么凝膠時間太長,導(dǎo)致后面固化放熱放不起來(尤其是薄了,一旦凝膠時間拉長,就勢必會造成最終薄薄的一層面涂固化根本就上不去,嚴重的甚至第二天第三天還會橡皮糖一樣,指甲都掐得出印來)。
從樹脂本身分子式結(jié)構(gòu)做工作,從助劑和輔料做工作,是完全可以做到:長凝膠時間(保證足夠的施工操作時間)同時兼顧極短的后程固化時間(保證足夠高的放熱峰溫度)。樹脂的放熱最終的焓變和吉布斯自由能變化是一樣,只不過是經(jīng)過技術(shù)層面的工作,將原本3-4小時釋放的熱量,縮短到1h~1.5h之內(nèi)放完,這樣以來勢必會提高放熱峰溫度,這就會大大提高薄層乙烯基的固化度。
上面提到的這個技術(shù),其實在歐陽本人公司以及目前這些主流的乙烯基樹脂廠家,應(yīng)該都已經(jīng)掌握了。但因為一些非技術(shù)層面的因素,這個技術(shù)的相應(yīng)樹脂產(chǎn)品并未差異化得在市場上出現(xiàn),比如專門針對薄涂、面涂、地坪這些有這個特殊需求的應(yīng)用場合就沒很少見到定制化的樹脂。很遺憾!!歐陽本人以及歐陽的團隊和公司致力于引導(dǎo)市場朝一些差異化針對性的方向走,本人做了很多工作,推出了一系列針對性的產(chǎn)品。希望不止是歐陽一個人一個公司在引導(dǎo)市場的發(fā)展,希望更多做乙烯基的同行的技術(shù)人員加入到這方面的引導(dǎo)的工作上來。差異化和針對性都是針對客戶需求而言的,是每一個技術(shù)工程師需要努力的,不論是外企,還是國內(nèi)企業(yè)。
(3)間歇性施工和連續(xù)性施工積層,可以參考前文我的觀點。連續(xù)法積層面層樹脂的固化度相對而言更高一些。更多有問題地方,請大家聯(lián)系歐陽。歐陽現(xiàn)在只是隨性而寫一些文字和觀點!
02 典型問題2的解決方案探討
就事論事吧,直接在碳鋼上去做乙烯基酯樹脂的FRP襯里的話,并不難。
(1)噴砂除銹到Sa2.5;
(2)刷底漆,采用乙烯基酯樹脂專用碳鋼底漆更好,目前市面上主流的乙烯基廠家都有提供商品級這類底漆。不采用的話,噴砂到位,直接用積層用的乙烯基樹脂也可以,只是在效果上打點折扣,但滿足建筑防腐蝕標(biāo)準5MPa的拉拔強度是沒有問題的。
(3)底漆:注意底漆的凝膠時間控制切不可太長,底漆需要的是快速定型。不同廠家的底漆或樹脂的調(diào)整配方不一樣,盡量去咨詢賣樹脂的廠家的技術(shù)人員。但相通的原則是一致的:如少量多次原則,瓢里面的膠料的凝膠時間不可太長,刷到碳鋼基材上的初凝時間應(yīng)該是30到60min。注意是初凝,不是實干,底漆只要是初凝了就可以進入下一步貼短切氈積層的步驟,無需等底漆的實干(這里面自由基固化機理對底漆的固化程度要求和環(huán)氧樹脂逐步聚合對底漆的要求完全是兩回事。 至于更詳細的自由基固化的空氣中的氧阻聚的深層次原因,還是請大家閱讀歐陽我本人編著的《乙烯基酯樹脂及其應(yīng)用》一書吧,或者單獨和我交流吧。
(4)底漆初凝之后就可以進行貼短切氈方格布去積層。積層時建議:
4.1 為防止過度流掛,建議樹脂中少許加點粉料(尤其是豎立面);
4.2 少量多次原則,小面積現(xiàn)場施工,建議瓢里面的膠料的初凝時間大致在15min左右,刷上去之后,滾壓氣泡,最終FRP的初凝時間在30~40min左右。注意自由基固化FRP積層,這種情況無需間歇性施工,厚度小于5mm的話,可以一次性積層到這個厚度。環(huán)氧地坪或者環(huán)氧涂料做得多的人習(xí)慣性間歇性復(fù)涂施工,這在乙烯基領(lǐng)域是行不通的,這方面前文已經(jīng)詳細深入說明了。
4.3 早上、中午、下午稍許變化微調(diào)固化劑加入量,原則是少量多次。
4.4 最終FRP積層完了,最后一層,建議加液蠟(空干劑)。但在夏天,控制好刷上去之后的初始凝膠時間不大于60min,而且FRP積層厚度可以達到3mm甚至以上,是可以無需空干劑液蠟的表面也會固化很好,不會發(fā)粘。
4.5 氣泡是不可能完全徹底趕凈的,因此添加粉料,甚至色漿可以在一定程度上避免氣泡這些瑕疵。
4.6 最后一層的面漆,如果需要刷的話,肯定是在前面積層固化后,修繕好了缺陷毛刺之后再去做的,這個過程只能是間歇法,最后刷一層面漆富樹脂層。這部分也是很薄,務(wù)必少量多次,將凝膠時間調(diào)的快些(類似底漆的配料比),這樣更有利于最終的固化和成型。
在已經(jīng)刷好了環(huán)氧富鋅底漆的鋼管(默認碳鋼基材)上去做乙烯基的玻璃鋼。出現(xiàn)這個情況,首先肯定是設(shè)計人員本身就不懂,要是內(nèi)行設(shè)計就不可能出現(xiàn)這樣的配套和方案,做玻璃鋼,不是涂料!另外乙烯基的玻璃鋼和環(huán)氧煤瀝青的貼布也完全不是同一碼事。無論是設(shè)計還是哪個環(huán)節(jié)出了問題,已經(jīng)到了這一步了,怎么辦?! 這里面問題就是很復(fù)雜,前文提到相容性的問題,出現(xiàn)咬底幾乎100%,所以很難去治本了,如果不鏟掉底漆的話,那么也只能是治標(biāo)的方法了。建議先去詳細把我前文寫的觀點原理仔細閱讀理解一遍,有利于大家再去理解下面的方案。默認不清除環(huán)氧富鋅底漆,再在上面去做乙烯基的FRP積層。
(1)在環(huán)氧富鋅底漆涂層表面制造粗糙面。 至于采用什么方法可以自己想辦法。對于你們現(xiàn)在的情況最理想最現(xiàn)實的無外乎于: 噴砂、打磨、粗一點的砂紙手工擦一遍。 最省事的還是最后一種。
(2)如果有聚氨酯甲組分涂料的話,可以在粗糙面之后刷一道界面過度的聚氨酯涂料。但很多人嫌麻煩不去做,也沒辦法!
(3)刷底漆!注意這時底漆就不要等初凝了就直接做FRP積層了! 因為僅僅刷底漆,那么薄,加之咬底,完全固化不可能,初凝都已經(jīng)很難了。像前文說的一樣,底漆里面多加促進劑和固化劑,刷完后,馬上進行FRP積層(貼布貼氈)。小面積施工控制方法和前文是一樣的,配料比、加粉料、壓趕氣泡、少量多次原則、控制初凝時間等都和前面一樣的。
(4)另外涂裝的朋友大部分對玻璃鋼很生疏,有必要交代一些注意事項:
4.1 樹脂已經(jīng)很稀,不要隨便再去加稀料!即使要加,只能加苯乙烯,絕對不能像環(huán)氧一樣加二甲苯、環(huán)己酮、丙酮等!
4.2 促進劑固化劑不可直接接觸,會死人的。!
4.3 把握住一個原則:少量多次。!為的就是在滿足施工作業(yè)時間要求前提下,盡可能快速讓乙烯基樹脂去初凝,這在做豎立面或弧度面(圓管就是)時,快速初凝定型顯得很異常重要。
4.4 稱量工具非常重要,加料準確性務(wù)必保證,尤其是在夏季和冬季的極端溫度時。
4.5 濕度大于85%以上,要停止施工。如果還想干,一定要電話咨詢樹脂工程師。
4.6 要是已經(jīng)在環(huán)氧富鋅底漆上做好了底漆和FRP,F(xiàn)RP固化了,但底漆因為咬底沒固化,如果不鏟掉重新做的話,那么這時候沒有其他什么特別的辦法了,只能加溫措施加速固化。夏季戶外高溫曬曬,有利于咬底的界面層固化度上去點,只要界面層固化度上去了,質(zhì)量就沒問題了。如果不在夏天,也可以采用額外的紅外燈烘烤加溫。