不同检测方法对环氧自流平地坪耐腐性的影响
0前言
环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称[1]。环氧树脂涂料以其硬度高、耐磨性好、附着力强、耐化学药品性优异等特点，被广泛应用于工业地坪的涂装[2]。环氧树脂地坪是一种以环氧树脂为主要成膜物，辅以颜填料、级配骨料，配合专用机具及辅材，经过现场铺装而成的一种彩色、整体无缝的地坪[1]，具有高强度、耐磨损、美观、易清洁、维护费用低廉、防腐等优点[1]，其中耐腐蚀性是最为关键的性能指标，决定了产品的的应用领域和方向。
环氧地坪按照分散介质来分类可以分为：溶剂型环氧地坪、无溶剂型环氧地坪、水性环氧地坪。
环氧地坪按照功能性产品来分类大致可以分为：普通环氧地坪、环氧防静电型地坪、耐高温防火环氧地坪、抗菌型环氧地坪、重防腐环氧地坪等。
市场上主要占主导的地坪涂料为：溶剂型地坪涂料、无溶剂型环氧自流平地坪涂料、特种耐酸自流平地坪涂料以及防静电自流平地坪涂料等。
随着现代工业的发展与进步，人们对地坪的要求也越来越高，不仅要美观，更要有优良的使用性能，如抗冲、抗压、耐磨、耐水、耐油污、耐酸碱腐蚀等都是非常重要的性能指标。因此对其性能的严格检测与合理评估显得尤为重要，而这都需要建立在有效的检测方法上。
1 涂膜耐水性检测
涂料产品在实际使用中往往与潮湿的空气或水分直接接触，随着漆膜的膨胀与透水，就会发生起泡、变色、脱落、附着力下降等各种破坏现象，直接影响到产品的使用寿命。所以对涂膜的耐水性能必须检测。影响涂膜耐水性的因素主要是：组成涂料的组分物质；被涂物的表面处理质量及涂装质量等。
目前常用的耐水性测定方法有常温浸水法、浸沸水法、加速耐水法等。
1）常温浸水法用得较广。适用于醇酸、氨基漆等绝大多数品种。国家标准GB1733-93《漆膜耐水性测定》规定了具体检测涂膜耐水性的方法和要求。
2）浸沸水检测法浸沸水检测法用于经常与盛有热水、热汤等器皿物件的涂膜。测定时将涂漆样板在2/3面积浸挂在沸腾的蒸馏水中，达到产品规定的时间后取出样板观察涂膜的变化状况，以此评定涂膜的耐水性。
3）加速耐水法为了缩短检测时间，按国家标准GB5209-85《色漆和清漆-耐水性测定-浸水法》的规定进行具体操作，可在当天就能看到结果。
2 涂膜耐盐水性检测
涂膜在盐水中不仅受到水的浸泡而发生溶胀，同时又受到溶液中氯离子的渗透而引起强烈的腐蚀破坏。所以可用耐盐水性试验来检测涂膜的防腐蚀性能。
目前常用质量分数为3%的氯化钠溶液浸湿试板的2/3面积，按产品规定的时间后取出并检查其涂膜变化状况。也可按国家标准GB1763-79《漆膜耐化学试剂性测定法》规定的具体方法进行检测。
3 涂膜耐化学品性的检测
涂膜在使用过程中，常受到工业化学品如酸、碱、盐及有机溶剂等的“干蚀”而使涂膜受到破坏，涂膜抵抗这种“干蚀”的能力为耐化学品性。这也是涂膜性能检测的重要项目之一。主要检测内容如耐酸性、耐碱性、耐溶剂性等。具体的检测方法可按GB1763-79《漆膜耐化学试剂性测定法》、GB 9274-88《色漆和清漆耐液体介质的测定》、GB9265-88《建筑涂料涂层耐碱性的测定》等标准规定的方法进行检测。
以上国家标准对检测项目等都进行了相关规定，但具体的检测方法及细节并未做详细规定，因此也造成了科研及生产中检测结果的误差。例如GB 9274-88《色漆和清漆耐液体介质的测定》中提出了3中测试方法：甲法（浸泡法）、乙法（使用吸收性介质）、丙法（点滴法）[4]。但是这些方法都存在这一定的问题，比如甲法在使用高电导率液体时存在电解效应而加剧对漆膜的腐蚀。而乙法、丙法中也存在溶液溶剂挥发，溶质浓度升高，从而加剧腐蚀等问题。由于检测方法的不同，导致溶剂对漆膜破坏程度有所不同，最终导致检测结果的误差。
为了寻找合适的严格的检测方法，减少这种误差，本研究设计了六种不同的化学试剂腐蚀方式——点滴法、点滴加盖法、海绵球浸泡法、海绵球浸泡加盖法、玻璃管浸泡法、完全浸泡法，通过这六种不同的腐蚀方法对无溶剂环氧自流平材料的耐水、耐油污、耐酸碱化学性能进行检测。
4 实验部分
4.1 实验准备
1）准备四块无溶剂环氧自流平面涂样板，至于水平桌面。
2）适量10%H2SO4、20%NaOH、120#溶剂油、三级水。
3）实验用工具
滴管、一次性塑料杯、玻璃表面皿、海绵、塑料瓶
4.2 实验方法
按照GB/T 22374-2018《地坪涂装材料》表四：水性、溶剂型、无溶剂型地坪涂装材料面涂及涂层体系的基本性能要求，耐水、耐化学性能要求的试剂浓度和溶剂腐蚀时间对无溶剂环氧自流平面涂耐化学性能进行检测[5]，具体测试项目为：耐酸性—10%H2SO4、耐碱性—20%NaOH、耐油性—120#溶剂油、耐水性。
在4块样板上，每块样板做一种化学试剂。不同处理方法做在同一块样板上，便于排除因样板不同产生无法解释的实验误差，能更清楚的比较不同腐蚀方式对无溶剂环氧自流平面涂耐化学性能影响的区别。
1）点滴法：取适量10%H2SO4/20%NaOH/水直接滴加于样板表面，做三个平行试验。由于120#溶剂油暴露在空气中极易挥发，(1)-(3)方法不适用于测试耐120#溶剂油性能，故只做(4)-(6)。
2）点滴加盖法：取适量10%H2SO4/20%NaOH/水直接滴加于样板表面，用一次性塑料杯盖住并加上重物以减少溶剂挥发，做三个平行试验。
3）海绵球浸泡法：取一块适量海绵球，浸满10%H2SO4/20%NaOH/水，放在样板表面，做三个平行试验。
4）海绵球浸泡加盖法：取一块适量海绵球，浸满10%H2SO4/20%NaOH/120#溶剂油/水，放在样板表面，用一次性塑料杯盖住并加上重物以减少溶剂挥发，做三个平行试验。
5）玻璃管浸泡法：将50mm高度透明玻璃管通过玻璃胶或其他防水胶提前固定于样板表面（玻璃胶需提前一天粘好），往玻璃管中加入20mm高度10%H2SO4/20%NaOH/120#溶剂油/水，玻璃管上端盖上表面皿以减少溶剂挥发，做三个平行试验。
6）完全浸泡法：分别从四个样板上切取长宽约两厘米的无溶剂环氧自流平面涂小样块三块置于试剂瓶中，加入适量10%H2SO4/20%NaOH/120#溶剂油/水，没过试块最高点，使小样块完全浸泡于试剂中。
到达测试时间后，分别撤去试剂，擦拭并清洗干净样板后观察表面效果。具体实验过程如下图1-4所示。
图1 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐10%H2SO4性能测试
图2 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐20%NaOH性能测试
图3 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐120#溶剂油性能测试
5 实验结果与讨论
1）在20%NaOH、120#溶剂油、水的测试项目中，该无溶剂环氧自流平材料在六种检测方法中检测结果表现一致（测试时间均比GB/T 22374-2018延长24h），测试前后漆膜无明显可见变化，说明该材料对以上三种介质有优良的抵抗性能。检测结果如下图5-7所示。
图5 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐20%NaOH性能测试结果
图6 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐120#溶剂油性能测试结果
图7 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐H2O性能测试结果
2）在10%H2SO4的测试项目中，如下图8所示，该无溶剂环氧自流平样板经10%H2SO4溶液测试72h后均有轻微变色膨胀的现象，详细比较观察发现在六种检测方法中，玻璃管法测试后的样板表面光泽度要比其他五种方法好一点。
对于此种差异，我们认为在点滴法、海绵球浸泡法中，由于存在溶剂挥发的原因，导致硫酸浓度增加，从而增强了腐蚀作用，而我们通过点滴加盖法和海绵球浸泡加盖法也未能有效阻挡溶剂的挥发，因此加盖与未加盖组无明显差异。而在完全浸泡法中，虽然硫酸的浓度变化不大，但由于样品表面完全浸泡在溶剂当中，且其横截面被暴露，增加了溶剂腐蚀路径；其次在使用较高电导率的试液时，溶剂与试块之间也可能存在电解效应，加快了溶液对试块的腐蚀，因此也表现出了比玻璃管浸泡法更强的腐蚀效果。综上，我们认为这六种方法中，玻璃管浸泡法显示出了更准确的检测结果，这与其能有效维持溶质浓度，且相比完全浸泡法只通过表面腐蚀有关。
图8 不同检测方法下无溶剂环氧自流平面涂耐10%H2SO4性能测试结果
6 总结
本研究设置了点滴法、点滴加盖法、海绵球浸泡法、海绵球浸泡加盖法、玻璃管浸泡法、完全浸泡法六种不同的溶剂腐蚀方式，并通过这六种不同的腐蚀处理方法对环氧面涂的耐水、耐油污以及耐酸碱腐蚀的性能进行了检测。
经检测，通过六种不同测试方法该材料均能满足GB/T22374-2018《地坪涂装材料》中无溶剂面涂耐水、耐化学性能要求。
实验证明，在六种检测方法中，无溶剂环氧自流平样板经10%H2SO4(60-72h之间）腐蚀后，玻璃管浸泡法样板表面光泽度等指标要比其他五种方法要好。
通过测试结果比较及理论分析，玻璃管浸泡法显示出了更准确的检测结果。