“保特佳”表面防護(hù)材料的試驗(yàn)分析

宋華旸 徐毅剛 張茜

摘要：城市環(huán)境的建設(shè)，需要科學(xué)的方法與先進(jìn)的技術(shù)做支撐，而良好環(huán)境的保持，同樣需要有先進(jìn)的手段對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。本文簡(jiǎn)述了對(duì)一種表面防護(hù)材料試驗(yàn)效果的對(duì)比分析，希望通過(guò)對(duì)這些試驗(yàn)的分析，能夠進(jìn)一步推廣試用此類(lèi)技術(shù)，為市容環(huán)境保護(hù)尋求更好的途徑。

關(guān)鍵詞：表面防護(hù)；市容；試驗(yàn)；分析

Abstract：City environment construction,eed scientific methods and advanced technology to support,nd the good environment to maintain,lso needs to have the advanced method to protect it. This paper describes a surface protection material and test effect analysis, Hope that through the test analysis, To further promote the trial of such technology, To seek better ways of city appearance and environmental protection.

Key words：Surface protection；Environmental；Test；Analysis

中圖分類(lèi)號(hào)： R142 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

把北京建設(shè)成世界城市目標(biāo)的提出，除了經(jīng)濟(jì)建設(shè)以外，市容市貌的建設(shè)也同樣不容忽視。隨著流動(dòng)人口的增多，保護(hù)良好的城市環(huán)境成為擺在城市管理者面前的一道難題。尤其是具有代表性的廣場(chǎng)、建筑和街道的干凈與整潔，必將成為展示北京風(fēng)貌的立體名片。因此，除加強(qiáng)這些有代表性地段的清潔衛(wèi)生工作外，更需要尋求一種具有長(zhǎng)期效應(yīng)的方法對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。本文章對(duì)使用“保特佳”表面防護(hù)材料進(jìn)行有針對(duì)性試驗(yàn)的過(guò)程與結(jié)果進(jìn)行了初步的探討與分析。

1表面防護(hù)材料簡(jiǎn)介

1.1簡(jiǎn)述潤(rùn)濕原理

潤(rùn)濕是一種流體從固體表面置換另一種流體的過(guò)程。而接觸角是指氣—液界面通過(guò)液體與固—液界面所夾的角，如圖1。

圖1 接觸角示意圖

當(dāng)接觸角為0°，液滴會(huì)鋪展開(kāi)；當(dāng)0°＜接觸角＜90°，液滴可以潤(rùn)濕固體；當(dāng)接觸角＞90°，液滴不能潤(rùn)濕固體；當(dāng)130°＜接觸角＜140°，液滴開(kāi)始對(duì)固體表面有排斥性；當(dāng)接觸角＞150°，液滴只是“坐”在固體表面，一有機(jī)會(huì)就會(huì)離開(kāi)，呈現(xiàn)出高度的排斥性。而水滴在荷葉表面上的接觸角約為170°，即所謂的荷葉效應(yīng)。而本文中介紹的表面防護(hù)材料正是通過(guò)獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)形成荷葉效應(yīng)，使之具有憎水、憎油等高性能。

1.2防護(hù)材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)

“保特佳”表面防護(hù)材料的憎水、憎油和高耐磨性，來(lái)源于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，主要成分為有機(jī)氟改性丙烯酸聚合物，其分子含以下不同功效的基團(tuán)：

①全氟烷烴鏈：氟原子降低了被處理基材的表面能，形成真正憎水、憎油的屏障；

②陽(yáng)離子基團(tuán)：賦予防護(hù)材料良好的水溶性和與礦物性基層的結(jié)合力；

③非離子基團(tuán)：防護(hù)材料分子在被處理材料表面交聯(lián)，最終形成防護(hù)所必不可少的部分；

④尾狀聚合基團(tuán)：提高了防護(hù)材料與基層的結(jié)合力、耐磨性和耐久性。

1.3防護(hù)材料的透氣性

“保特佳”表面防護(hù)材料保持了被防護(hù)基材的良好的呼吸性，在防止水、油對(duì)基材破壞的同時(shí)，保持了空氣和水汽的暢通，使基材不會(huì)因內(nèi)部氣體不能排出而發(fā)生病變，也不會(huì)因此而出現(xiàn)鼓泡、漆皮和脫落等現(xiàn)象，如圖2。

圖2 防護(hù)層透氣性示意圖

2防護(hù)試驗(yàn)

2.1石材地面的防護(hù)試驗(yàn)

2.1.1試驗(yàn)位置及面積

我們選擇了三處不影響天安門(mén)游客的正常參觀(guān)游覽的石材地面進(jìn)行防護(hù)試驗(yàn)。這樣既能體現(xiàn)試驗(yàn)的效果，也方便清洗防護(hù)后的維護(hù)。

第一處：天安門(mén)西環(huán)衛(wèi)工人辦公及休息室的門(mén)口，其石材與天安門(mén)廣場(chǎng)一樣，且是最容易臟污的地方，試驗(yàn)面積約為1㎡。

第二處：北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所院內(nèi)員工餐廳門(mén)口，其石材為大理石，試驗(yàn)面積約為1㎡。

第三處：北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所院內(nèi)停車(chē)場(chǎng)，其石材為大理石，試驗(yàn)面積約為2㎡。

2.1.2試驗(yàn)時(shí)間

2010年8月6日，我們對(duì)天安門(mén)西和北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所院內(nèi)共計(jì)三處試驗(yàn)位置分別進(jìn)行了清洗和防護(hù)。

2.1.3試驗(yàn)方法

首先對(duì)擬防護(hù)的石材地面用高壓水槍進(jìn)行清洗，待自然干燥后，再選擇具體的防護(hù)位置，由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行防護(hù)。然后在清洗防護(hù)后7天、45天和60天，分別在已做防護(hù)與清洗未做防護(hù)的兩種石材地面上滴上食用油、辣椒油、果汁、干紅酒、鮮橙多、醬油、墨汁、柴油等常見(jiàn)的污染源，經(jīng)過(guò)四十分鐘后，試驗(yàn)人員觀(guān)察兩種地面是否出現(xiàn)明顯的滲入現(xiàn)象，且是否容易清理。

2.1.4效果分析

經(jīng)過(guò)清洗防護(hù)后，無(wú)論是7天、45天還是60天，滴在已做防護(hù)的石材地面上的各種污染源均呈現(xiàn)為液珠狀，荷葉效應(yīng)明顯，且用餐巾紙即可很好地清除污染源；而滴在清洗后未做防護(hù)石材地面上的污染源很快就滲入到基材內(nèi)部，且很難清理干凈，如圖3、圖4和圖5。而且已做防護(hù)的石材地面在雨后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的擦拭，非常容易恢復(fù)干凈，如圖6；而未做防護(hù)的石材地面就需要通過(guò)比較復(fù)雜的清洗作業(yè)才能恢復(fù)到原有的干凈。

圖3 防護(hù)7天后效果對(duì)比照片（環(huán)衛(wèi)科研所）

圖4 防護(hù)60天后效果對(duì)比照片（環(huán)衛(wèi)科研所）

圖5 防護(hù)60天后效果對(duì)比照片（天安門(mén)西）

圖6 防護(hù)45天后雨后效果對(duì)比照片（環(huán)衛(wèi)科研所）

總之，從多次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的情況看，做了清洗防護(hù)的石材地面，具有很好的防污效果，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，有色飲料、食用油料、調(diào)味劑等污染源不易滲入基材內(nèi)部。而對(duì)于未做防護(hù)的石材地面會(huì)被污染源很快滲入基材內(nèi)部，且不易清洗；尤其是柴油等污染源，會(huì)很快滲入未做防護(hù)的石材地面，清理起來(lái)十分麻煩，而且清理后的效果也不理想，如圖7。

圖7 防護(hù)7天擦拭后效果對(duì)比照片（天安門(mén)西）

2.2水泥制品（橋梁防撞墩）的防護(hù)試驗(yàn)

2.2.1試驗(yàn)位置及面積

我們選擇了南四環(huán)新建榴鄉(xiāng)橋不同位置進(jìn)行防護(hù)。由于此橋是新建的橋體，所以清洗與防護(hù)的效果會(huì)更加明顯。

第一處： Z1~3至Z1~5北側(cè)防撞墩的內(nèi)側(cè)約60米長(zhǎng)，試驗(yàn)面積約為60㎡。

第二處： Z1~5至Z1~8北側(cè)防撞墩的內(nèi)側(cè)約75米長(zhǎng)，試驗(yàn)面積約為75㎡。

第三處： Z1~5至Z1~6南側(cè)防撞墩的內(nèi)側(cè)約25米長(zhǎng)，試驗(yàn)面積約為25㎡。

2.2.2試驗(yàn)時(shí)間

2010年7月22日，對(duì)需進(jìn)行防護(hù)的基材表面用高壓水槍進(jìn)行了沖洗；27日對(duì)基材表面進(jìn)行處理和修補(bǔ)；28日進(jìn)行拉色；29日進(jìn)行防護(hù)。歷時(shí)4天完成了Z1~3至Z1~5北側(cè)防撞墩的拉色防護(hù)試驗(yàn)；8月16日完成了Z1~5至Z1~8北側(cè)防撞墩和Z1~5至Z1~6南側(cè)防撞墩的無(wú)色防護(hù)。

2.2.3試驗(yàn)方法

拉色防護(hù)是為了保證防護(hù)后的表面顏色基本統(tǒng)一，首先對(duì)基材表面進(jìn)行了處理，對(duì)氣孔、麻面和部分缺損進(jìn)行修復(fù)，以達(dá)到表面基本平整的效果，之后進(jìn)行了拉色和補(bǔ)色，最后進(jìn)行無(wú)色防護(hù)。

無(wú)色防護(hù)，先要對(duì)基材表面進(jìn)行高壓沖洗，待自然干燥后，對(duì)基材表面實(shí)施防護(hù)。

2.2.4效果分析

2010年12月20日，從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試了解的情況看：無(wú)論是拉色還是無(wú)色防護(hù)，防護(hù)后的表面灑上水和滴上污染源后均呈珍珠狀，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)滲入表面內(nèi)部，而未防護(hù)的表面灑上水后，水滴和污染源很快滲入水泥間隙之中，如圖8。

圖8 防護(hù)后效果對(duì)比照片（水泥橋體）

模擬下雨試驗(yàn)。對(duì)做了防護(hù)涂層的防撞墩內(nèi)立面，用壓力噴壺模擬下雨，做清水噴灑試驗(yàn)。試驗(yàn)中用清水噴灑防護(hù)后的內(nèi)立面，即可看到立面上的臟污隨水珠滾落流走，基材表面明顯干凈，且水不會(huì)滲入基材內(nèi)部，如圖9。

圖9 防護(hù)后雨后效果對(duì)比照片（水泥橋體）

綜上所述，拉色防護(hù)后的防撞墩表面，整體顏色基本一致；無(wú)色防護(hù)后的防撞墩表面，不改變表面顏色和質(zhì)感。而通過(guò)這兩種防護(hù)后的防撞墩表面都具有憎水、憎油、抗污、易清洗等特點(diǎn)。對(duì)基材無(wú)遮蓋、不成膜、高保真，可防暴皮、龜裂和脫落，具有雨水自潔的功效。

3結(jié)論與建議

“保特佳”表面防護(hù)材料對(duì)石材地面防護(hù)后具有較好的憎水、憎油、抗污、雨水自潔等功能，可以達(dá)到好清洗、易清洗的目的，且施工簡(jiǎn)易方便，容易推廣。建議市政環(huán)衛(wèi)作業(yè)單位可在類(lèi)似基材上擴(kuò)大試用范圍，而由于防護(hù)作業(yè)比傳統(tǒng)直接清洗的成本略高，故應(yīng)委托相關(guān)單位做一年以上的長(zhǎng)期跟蹤試驗(yàn)，以便更直接、更全面的了解和掌握試用結(jié)果，如達(dá)到預(yù)期效果，便可大面積推廣使用。

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作者簡(jiǎn)介：宋華旸 （1979-），工程師，主要從事環(huán)衛(wèi)設(shè)備研究與檢測(cè)。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。