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防滑涂料的种类配方及发展现状配件


2022年07月28日

防滑涂料的种类、配方及发展现状

1 概述 防滑涂料对人们来说并不陌生,在人行天桥、体育场、舰船甲板、离岸平台、水上浮桥上都可见到防滑地板。防滑性是防滑涂料的基本特性,是涂膜所具有的一种特殊性能。防滑涂料主要含有防滑粒料、成膜树脂等物质,防滑粒度是为了提高漆膜防滑性能的添加剂,赋予漆膜防滑能力,防止人员滑倒摔倒;成膜树脂具有固定防滑粒料的作用,同时保护底材不受破坏okmart.com。 防滑涂料的开发利用已有多年的历史。在国外,基料通常选用普通的醇酸树脂、氯化橡胶、酚醛树脂或改性环氧树脂,这些树脂的耐候性、机械性能好。树脂中掺以硬而大的粒子,如廉价的石英砂或类似物,这些填充物粒子大而突出于表面,产生较大的摩擦阻力,从而达到防滑的目的。 防滑涂料最成功的应用是在航空母舰和舰船甲板上,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了滑动,在航母航行时涂料可防止飞机和车辆在甲板上滑动,正是由于这些特殊的用途,使防滑涂料的发展突飞猛进,由一般的民用范围到专门为航母的防滑研究,已成立了专门的防滑涂料生产、研究中心,防滑涂料品种繁多、用途广泛,专用性和通用性防滑涂料应运而生。例如,美国AST中心生产的EPOXO 300C环氧聚酰胺防滑涂料被用于美国海军全部航空母舰飞行甲板和90%以上大型舰船甲板,是安全保障最高的防滑涂料,这种涂料摩擦力大、耐久性长,已有20年的应用。采用具有金刚石级硬度的氧化铝型耐磨粒料,在水、油状态下摩擦系数几乎不变,耐热喷气能力、耐化学品能力强,且附着力好。 国内最早开发生产防滑涂料的厂家是上海开林造漆厂,以后各大油漆厂也有批量生产。我国早期的防滑涂料一般采用黄砂、水泥作为防滑耐磨材料。黄砂用清水洗净后晒干,过筛,取738-246μm(20-60目)的砂料与400#水泥按指定的比例,调至不见夹心为止。施工一般采用橡皮刮刀,刮1至3层,其厚度为1-2mm。但这种防滑涂料使用寿命较短,易磨平,在北方严寒的冬季里容易冻裂,耐钢板的热胀冷缩性能较差。后来,有许多厂家加以改进,采用了环氧聚酰胺或聚氨酯型作为防滑涂料,加入耐磨的碳化硅、金刚砂等。如江苏太仓生产的SH-F型防滑涂料、青岛海洋化工研究院生产的HF-05型防滑涂料都已在某些舰船上大量应用,且使用效果不错。 2 防滑涂料的种类和组成配方 目前大多数是以树脂的种类而分类的,比如环氧防滑涂料、聚氨酯防滑涂料、醇酸防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料等。 按照涂料的组成还可以分为单组分防滑涂料、双组分防滑涂料和多组分防滑涂料。单组分防滑涂料只有一个组分,施工方便,但性能没有双组分的好。单组分防滑涂料品种有醇酸防滑涂料、氯化橡胶防滑涂料、湿固化聚氨酯防滑涂料、环氧酯防滑涂料等。在混凝土上不选用醇酸防滑涂料,水泥的碱性能使醇酸涂料中的游离脂肪酸皂化,易分层,而环氧酯耐化学品性强,效果就好些。双组分防滑涂料是最常用的一种,树脂与固化剂分开包装,防滑料可放在其中一个组分中,施工时两组分混合,然后施工,目前品种有环氧聚酰胺防滑涂料、聚氨酯防滑涂料等。目前绝大多数用的是双组分环氧体系,固化剂常是能与环氧起化学反应的胺类,这种热固型体系反应后很硬且耐磨,可用于钢铁和混凝土上。多组分防滑涂料是把成膜树脂、固化剂、防滑粒料等分开包装,使用时机械混合,或涂完漆后立即喷撒防滑粒料,让防滑粒料牢固地嵌在漆膜中。 防滑粒料是防滑涂料中的重要的组分,防滑粒料按其材质分为2类: a、合成有机材料:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯树脂粒子、聚氨酯树脂粒子、橡胶粒子等惰性高分子材料。 b、无机物:硅石粉、石英砂、玻璃片、碳化硅、结晶氧化铝、云母等。 这些防滑粒料一般具有不同形状和不同粒径,可直接掺入涂料中或最后一道涂料施工后且未固化时喷撒在面漆上。 根据国内外公布的资料,下面列举了几组防滑涂料的配方。 (1)美国航空母舰用甲板防滑涂料: A组分 B组分 氨基树脂 0.4% 液体环氧树脂 13.0% 酰胺树脂液 5.7% 增稠剂 0.4% 滑石粉 18.1% 纤维填料 0.4% 钛白粉 0.7% 炭黑 0.5% 石脑油 5.4% 氧化铝颗粒 50.0% (2)双组分聚氨酯防滑涂料(美国专利US3652485) A组分 B组分 聚氨酯树脂 48份 硅酸镁44μm(325)目 20份 醋酸戊酯 6份 石棉粉(纤维状) 10份 二甲苯(无水) 6份 金刚砂12/30网 115份 (3)国内公布的聚氨酯弹性防滑涂料(上海新星科技公司生产 中国专利CN 1163917A) 甲组分 乙组分 丙组分 聚四氢呋喃聚醚-MDI预聚体 40份 MOCA 6.2份 聚氨酯弹性体的粉碎 30~50份 二甲苯(脱水) 10~20份 环己酮 5~10份 粒料1476~175μm(10~80目) 二甲基甲基磷酸酯 5~8份 金刚砂 5份 硅酸盐微珠 3份 (4)高氯化聚乙烯甲板防滑涂 高氯化聚乙烯(HCPE) 70份 改性树脂 7份 钛白粉 10份 炭黑 1.2份 其他助剂 1份 稀释剂 11份 防滑材料 120份 3 防滑涂料的防滑原理 防滑涂料已大量应用,但它又是怎样防滑的呢?一般说来,静摩擦系数越大,防滑性能越好,摩擦学的领域又涉及到自然的磨擦形式、表面磨损情况、物理和化学影响以及界面的支持。根据摩擦学原理,摩擦系数μ =摩擦力f/正压力N,即静态摩擦系数是一个无单位的比值,指物体开始运动时的拉力和重力之比,大多数的物体的μ值在0.5~1.2之间,而物体表面在水、油存在下μ值都会变小。涂膜的防滑效果可以理解为物体在涂膜表面移动的阻力,阻力的大小表示物体与涂膜之间摩擦力的大小,也表示涂膜表面的不光滑程度。μ值越大,说明物体在涂膜表面的摩擦力愈大,涂膜愈不光滑,表示防滑效果越好。 4 防滑涂料的发展 很多年来,美国海军用环氧防滑涂料涂在舰船(包括航母)的表面,涂料增大了甲板的摩擦系数,避免了舰船航行中飞机和车辆的滑动,减少了军人滑倒摔倒事故。后来,人行道、车厢、化工环境、体育场跑道、码头、钻井平台等出现了不同的防滑涂料。但是由于以前的防滑涂料含有大量的有机溶剂,施工时全部挥发到空气中,造成环境污染。每年美国海军用于航母的有机防滑涂料约3.79×10 5 L(10万加仑),向大气和水中排出大量的有机溶剂、致癌物和结晶硅石,这不仅增大了危险品的处理费用,而且给环境造成了极大的污染。很多人士对目前的防滑涂料提出了批评,因此需要改进防滑涂料。目前有3个途径可以发展: (1)无溶剂型100%固体含量的防滑涂料问世。国内外已经出现了无溶剂型聚氨酯防滑涂料、环氧防滑涂料以及各种粉末防滑涂料,如美国AST中心生产的AS-2500聚氨酯防滑涂料。这种涂料不会产生大气污染。 (2)向水性防滑涂料的发展。水性涂料是涂料工业发展的热门方向,国内外都有研究,但国内还没有专门用于防滑涂料的水性涂料生产厂家。 (3)向无机涂料发展。激光诱导改善表面(LISI,Laser Lnduced Surface Lmprovement)是在防滑涂料使用方面的一个新的方法,它用激光熔化金属粉末,一部分形成长期防腐的底层,一部分形成耐磨面层。比如用钛金属,或其他重金属与陶瓷复合在一起形成一层无毒的金属粉末。目前的激光法还没有大量的应用,激光束的宽度仅4mm,应增加宽度(30~40mm)和扫描速度,这种方法是完成防滑甲板涂料的一种创新。预期用LISI方法施工和修补的航母甲板防滑面漆能超过当前有机防滑涂料体系的性能,还能减少维修费用。

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