地坪涂料防滑性影响因素及测试方法概述
0前言
近年来，防滑性作为一项安全技术指标日益受到重视。在我国，很多地面用材料在制定产品标准时，都将材料的防滑性作为一项重要技术指标进行考量。地坪材料因其特有的多功能性及丰富的装饰效果，已成为地面材料领域不可或缺的组成。技术的发展使得人类的活动范围不断扩大，同时也促使人们对生活、工作环境有了更高的要求。为了满足特定应用环境、特定功能及装饰性的要求，地坪涂料研发工作者推出了种类繁多的地坪产品。因此，地坪涂料防滑性能的研究工作也尤为复杂。本文对地坪涂料防滑性能的影响因素做简单分析，同时针对目前地坪涂料防滑性测试方法进行分析、总结。
1 地坪涂料防滑性影响因素
地坪涂料防滑性能的影响因素众多，但大致可以从两方面来研究。一方面是地坪涂料自身的因素，主要包括地坪涂料的组成和地坪表面特性；另一方面是外界环境因素，主要有地坪涂料表面的污染物（污染介质）和与地坪涂料接触的接触面（鞋底、轮胎等）特性。
1.1 地坪涂料自身因素
1.1.1 地坪涂料组成的影响
针对地坪涂料组成对防滑性能的影响，我们做了两方面分析：
1）水性环氧地坪面涂与溶剂型环氧地坪面涂、无溶剂型环氧地坪面涂的比较。经过对来自不同厂家的多组水性、溶剂型、无溶剂型环氧地坪面涂的防滑性结果比对发现，水性环氧地坪面涂在干、湿两种状态下的静摩擦系数普遍高于其他两种类型的环氧地坪面涂。这是由于水性环氧地坪涂料在干燥成膜的过程中，涂膜表面会形成微小的孔隙结构。干燥状态下，漆膜受到来自外界（鞋底、轮胎等）的挤压作用时，微孔隙中的空气流失，孔隙中形成负压，导致地坪涂料表面对接触表面产生吸附作用，从而增大了静摩擦系数；而在含水的湿膜状态下，微孔隙中的水分在受到外界挤压作用时，同样会出现水分由孔隙中流失，形成负压吸附作用，从而在一定程度上增大了静摩擦系数。
2）无溶剂型环氧地坪面涂与无溶剂型聚氨酯地坪面涂比较。经过对来自不同厂家的多组无溶剂型环氧地坪面涂及无溶剂型聚氨酯地坪面涂的防滑性结果比对发现，无溶剂型聚氨酯地坪面涂在干、湿两种状态下的静摩擦系数普遍高于无溶剂型环氧地坪面涂。这是由于从基料组成上来讲，聚氨酯树脂相对环氧树脂而言，具有更好的柔韧性。因此，当与鞋底或轮胎等界面接触时，聚氨酯地坪面层会因外加荷载而产生相对环氧树脂地坪更大的形变，这种细微的、不规则变形在一定程度上增加了两个界面的接触面积[1]，最终导致静摩擦系数也相应增加。
注1：上述测试中，参比地坪面涂均为未添加防滑骨料的地坪涂料。
注2：上述测试均在实验室条件（23±2）℃，（50±5)%RH下，采用GB/T 4100-2015标准中附录M[2]方法进行。
1.1.2 地坪材料表面特性
为了适应某些特定场所对于地坪涂料防滑性的高要求，防滑地坪涂料应运而生。这类地坪涂料在施工完毕后，会形成具有一定粗糙度的表面。具体做法包括：
1）在地坪涂料中添加防滑骨料，以增加涂膜表面粗糙度。此方法对涂料生产及施工工艺均有较高要求，需很好控制骨料粒径、骨料添加量、骨料的分散及涂层厚度等技术指标，若骨料粒径小，而漆膜太厚，则可能导致漆膜固化后，骨料不能有效曝露在漆膜表面；反之，则可能导致骨料不能有效附着在漆膜上，在使用过程中产生脱落等缺陷；骨料添加量太少，则不能形成足够粗糙的表面，骨料太多则会导致骨料附着力不佳，使用过程中有脱落的隐患；而骨料的分散性也影响地坪整体面层防滑性。
2）通过改变施工工艺形成粗糙表面。橘纹地坪就是典型代表。橘纹地坪涂料通常具有相对较高的黏度，在施工过程中，前期的步骤与普通地坪涂料一致，不同之处仅在于橘纹面涂在施工过程中，采用了拉毛滚筒进行表面处理，使固化后的涂层表面产生纹路，从而增加防滑性能。值得注意的是，对于橘纹地坪，在湿态下测定静摩擦系数时，相比较大橘纹地坪，小橘纹地坪防滑性能更好。
1.2 外界环境因素
1.2.1 污染介质
Kai Way Li研究团队以水、植物油等不同污染介质对防滑性的影响做了对比测试，结果显示，在水、油等污染介质条件下，静摩擦系数均有下降，且相比较而言，油介质条件下，静摩擦系数降低较水更明显，即，对于相同的路面和鞋底材料，两接触面间的污染介质不同，测得的静摩擦系数也不同。
1.2.2 接触界面性能
路正辉对四种不同材质的鞋底的防滑性做了对比试验，结果为：干态下，静摩擦系数表现为EVA>NR>PVC>TPR，这说明，同种地面相对于不同材质的接触面，会表现出不同的防滑性能。另外，研究还发现，接触面的表面形态也会影响防滑性能。Kai Way Li团队及罗向东团队[4,6]研究发现，鞋底花纹的纹路走向，纹路深度等指标均对鞋底的防滑性能有一定程度影响。
2 测试方法及相关标准
2.1 静摩擦系数法
静摩擦系数法是目前在地坪测试领域普遍认可的测试方法。GB/T 22374-2018《地坪涂装材料》，JC/T 2327-2015(2017）《水性聚氨酯地坪》等地坪材料产品标准均以静摩擦系数作为衡量其防滑性能的方法。其测试原理如下：将规定的试样放置于静摩擦系数测试仪载样台上，测试面向上，而后将固定材质、规格、硬度，且经过校准的橡胶块置于待测表面上，并在其上施加固定荷载，而后对橡胶块体系均匀地施加水平方向的拉力，测得其最大静摩擦力，从而计算出静态摩擦系数。测试装置原理图如图1所示。具体操作参照标准GB/T 4100-2015《陶瓷砖》中附录M进行。
2.2 摆式仪法（抗滑值，BPN值法）
摆式仪法通常用于评定路面在潮湿状态下的抗滑能力。路面防滑涂料的产品标准JT/T 712-2008采用本方法对材料的防滑性能进行评价。这种方法的测试原理是：安装于摆臂末端的橡胶片在待测试件表面划过固定距离的过程中，摆的势能损失量与摆克服测试试件表面的摩擦阻力所做功相等，而后得出测试表面的防滑性能，结果以抗滑值（BPN值）来表示。这种方法测试速度快，且运用了滑动摩擦的理念对潮湿路面进行测试，可以反映材料实际使用状态下的湿态防滑性能，因此广泛应用于公路、路面防滑涂料、防滑步道等众多产品的现场验收测试中。不仅如此，运动地坪相关标准，如GB/T14833-2011《合成材料跑道面层》、GB 36246-2018《中小学合成材料面层运动场地》等也采用本方法对材料的防滑性能进行测量评价。
2.3 步行法（斜率测试法）
步行法（斜率测试法）通过测试人员在倾斜的测试试件表面，安全进行行走时，测试面可以达到的最大倾斜角度来对试件表面的防滑性能进行评价的测试方法。相关标准有GB/T 26542-2011《陶瓷砖防滑性能试验方法》，德国标准DIN 51130-2004《地板覆盖物测试—防滑性能的测试—工作区域或者易滑危险区域，步行法—斜率测试》，欧洲标准CEN/TS16165-2012《人行地面防滑性检测—评价方法》[16]等。上述标准中虽测试原理相近，但具体操作中仍存在许多不同。李文清等就以上标准的测试原理及测试中的不同进行了详细解析。
我国地坪类材料防滑性能的测试中，本方法应用依然受限。目前的应用主要是陶瓷类地面材料。但由于本方法可以模拟人在不同面层，不同污染介质条件下的行走过程的防滑性能，相信在未来，该方法会得到广泛应用。
3 改善地坪涂料防滑性的措施
3.1 地坪材料的组成
由于材料组成对地坪防滑性有直接影响，在选择地坪涂料时，要根据设计要求、使用环境、各类地坪涂料的性能特点等因素综合考虑，选择适宜的地坪涂料进行施工。以路面防滑涂料为例，选择适用的基料、骨料、准确的基料——骨料比（即地坪涂料组成）是保障防滑路面防滑性能的必要前提。
3.2 施工工艺
根据设计要求选择适合的施工方法。如橘纹型地坪涂料，在充分了解设计要求及产品特点的前提下，选择适当规格的拉毛滚筒、拉毛处理的时间等是有效保障地坪防滑性能的关键步骤。
3.3 日常维护
地坪涂料表面的污染物（污染介质），如水、油、砂砾、灰尘等都可能对地坪的防滑性造成不良影响，因此，及时清理地坪的表面，才能使其更好的发挥自身的防滑性能。
3.4 研发新材料与新技术
研发新型高防滑性地坪涂料及改善防滑性的施工工艺，从根本上提高地坪涂料的防滑性能。
4 结论
1）影响地坪涂料防滑性能的因素不仅是材料的组成及施工工艺，还包括污染介质及接触面的特性。因此，在设计和施工过程中，应综合考虑这些影响因素，才能获得良好的防滑性能。
2）地坪涂料防滑性测试中常用的技术指标为静摩擦系数（包括干、湿两种状态）及摆式仪（抗滑值、BPN值）测试法。
3）可以通过改善涂料组成、施工工艺、以及日常清理维护等方式来改善地坪的防滑性能。