關於環氧樹脂

主題

  1. 環氧樹脂(Epoxy)是什麼?
  2. 油性、水性Epoxy或壓克力的選擇?
  3. 環氧樹脂地坪品質規範
  4. 施作方法

環氧樹脂(Epoxy)是什麼?

環氧樹脂地板的優點

  • 一體成型無接縫
  • 耐重壓超耐磨
  • 耐久壽命長
  • 抗靜電防塵易清洗
  • 耐水性防腐蝕
  • 耐蒸氣無浸透性
  • 著力強耐衝擊
  • 施工工期短

環氧樹脂(Epoxy),又稱作人工樹脂、人造樹脂、樹脂膠等。是一類重要的熱固性塑料,廣泛用於膠粘劑,塗料等用途。人造樹脂(Epoxy resins/Epoxy/Polyepoxide)是熱固性環氧化物聚合物。

環氧樹脂最常見於印刷電路板、各種電子器件、集成電路封裝材料、玻璃鋼製品、水塔、遊艇等之複合材料層,也廣泛用於塗料及黏合劑,土木建築結構物補強,可與碳纖維或玻璃纖維搭配使用成為具有極高抗拉強度的補強材料,應用層面廣泛。因為環氧樹脂本身對紫外線有脆化性,故表面一般會補上PU或UP塗層以保護其環氧樹脂層。

環氧樹脂地坪是利用主劑(環氧樹脂)與硬化劑(胺基樹脂),以一定比例適當混合,在尚未硬化前鋪設於水泥地上,經交鏈硬化後,則形成三度空間之網狀結構,如一般所熟知的AB膠一樣,因而賦予地坪有特殊的物性、機械性及耐化學品性等。

因為環氧樹脂也適合於場地的塗裝,故各式電子科技廠、製藥廠、食品廠、醫院等無塵室及學校、圖書館、遊樂場、廠房、倉庫、大賣場、停車場、車道與輕重工業作業場所等皆適合環氧樹脂(Epoxy)地板的施工。

油性Epoxy、水性Epoxy或壓克力的選擇?

要如何選擇油性Epoxy,還是水性Epoxy或壓克力,要視使用者的需求與場地的功能性而定,比如使用場所在戶外,時常下雨,需要水氣有吸附或透出的功能;或是室內不是需要耐高重壓區,可選用水性的Epoxy或壓克力即可。若場地功能需不滲水外,更需要防塵、耐磨、耐壓或止滑,就得施作油性Epoxy,才能符合需求。

油性與水性EPOXY比較表
項目 素地要求 防水 防塵 耐重 耐磨
油性
水性

油性環氧樹脂對於素地要求很高,混凝土必須完全乾噪,素地需要到含水率低於8%以下才能施作,完全隔絕混凝土內的水氣向上滲透,使地面保持乾淨,適合場所如工廠的無塵室、倉庫、醫院、停車場等。

水性環氧樹脂或壓克力則對於潮濕混凝土有較好的附著性,不必等待混凝土完全乾噪即可施工,水性環氧樹脂硬化後塗膜中仍有少量的水分存在,無法完全隔絕混凝土內的水氣向上滲透,適合場所如戶外的人行道、學校的跑道、球場等。

油性Epoxy施作在停車場等耐壓性高的場所仍目前之主流產品,無論是油性Epoxy與油性Epoxy接著,或油性Epoxy與水泥地接著,兩者都是公認且很久實踐試驗非常好的產品。甚至加石英砂後耐用程度很好,只是抗紫外線較薄弱,故面塗不能用於戶外。其中塗、面塗的試驗報告中,抗壓、抗彎抗曲、抗拉能力都很好,故在重壓下不會裂開,且廠商原料的穩定性較強,是可以穩定的用於耐磨地坪的施工上。

水性壓克力施作在停車場等耐壓性高的場所不是主流產品,無論是水性壓克力與油性Epoxy接著,或水性壓克力與水泥地接著,兩者不是很穩定。加石英砂後耐壓程度變化也很大,有些施工廠商節省成本或特殊區域才用。其中塗、面塗的試驗報告中,純的水性壓克力抗壓能力很高,抗彎抗曲、抗拉能力差,故重壓容易裂開,如附件檢驗報告所示,也可以看一下台北火車站地下停車場與桃園國際機場行李處理場,施工後重壓沒多久就裂開脫落的情形,後續的處理多很難。所以重壓下易裂開,且廠商原料製造很不穩定,用於耐磨地坪的施工上是有待商榷。

環氧樹脂地坪品質規範

業主或設計人員一般先會考慮地坪的需求、經費、材質等綜合因素後,如果決策是要施一個作長期耐用的Epoxy地坪為原則,需考慮有下列幾個因素,第一、基底要堅固,水泥表面磅數不可過低或過高,如果接地要特殊處理;第二、水泥地與Epoxy間的接連要好且堅固,用何種研磨、工法、底塗最洽當,都需考量;第三、Epoxy地坪施工品質要好,也需原料的品質(不要用到水性Epoxy)、砂量、工法等配合。上述三點說明,不僅要規範原料的品質而已,相關的專業施作配套也相當重要,如水泥磅數太高,只用一般鑽石刀磨一磨是底塗是接著不了的,需要有特殊鑽石刀打毛方可;用水性Epoxy取代厚度來源,也是地坪失敗因素。所以找一個優良專業施工商才是施作Epoxy地坪成敗的關鍵因素。

如果不考慮其他因素,純以素地表面以上的施作,一般施作Epoxy環氧樹脂地坪,大致分為底塗層、中塗層、面塗層三層來施工,其品質關鍵因子大約有底塗、中塗、面塗、砂、施工方法、溫度、溼度等,有些業主或設計人員到底要用什麼原料,規範、檢驗的標準也很攏統不清楚,也無法替業主設計最適當的需求規範,只要求檢驗及厚度而已,故市場上就有以底中塗用水性Epoxy環氧樹脂取代,面塗才用油性Epoxy環氧樹脂;或用其他原料、其他簡單施工方法來取代,以降低整體的成本來爭取訂單,使得工程品質大幅下降。

很多設計人員認為抗壓、抗彎曲、抗拉強度約高越好,它只能說明數字越好,原料所含樹脂量越高而已,但很多因素並不代表品質越好,有些不同原料數字好,不見得可用,如水性亞克力砂漿,抗壓強度越高越容易龜裂;有些是原料商加入必要配方而降低樹脂量,但施工商拿高樹脂來自己配,品質不見得好;有些原料是需要一定的配比,品質才會最好,水泥與沙的配比為1:3一樣,變多變少都不好。

這三層中,底塗因沒有厚度以接著強度為主;中塗層因有厚度,是主要受力的來源,檢驗中塗原料以抗壓強度、抗彎抗曲強度、抗拉強度為主要;面塗層則以厚薄而定,薄塗型檢驗耐磨耗即可,厚塗型則可檢驗檢驗抗壓強度、抗彎抗曲強度、抗拉強度等,有些面塗需要抗化學藥劑,故需檢驗耐酸鹼的程度。內政部營建署所提供Epoxy的基本型規範中,以原料的品質、石英砂配比為主,如何處理素地與使用的施工方法也有一半的關鍵因素,可參考本公司網站的資訊來設計。

其原料規範以中華民國中央標準局(CNS)、美國材料試驗協會(ASTM)為主要檢驗標準,其檢驗標準以CNS大致如下表所示。

市場一般的Epoxy環氧樹脂檢驗規範(內政部營建署)
產品 抗壓 抗彎抗曲 抗拉 耐磨耗 接著 硬度 檢驗方法
底塗 >10 kgf/cm² CNS 10639
中塗 >510 kgf/cm² CNS 10141
中塗 >306 kgf/cm² CNS 10141
面塗(薄) <0.5 g CNS 10785
CS-17
面塗(厚) >510 kgf/cm² CNS 10141
面塗(厚) >306 kgf/cm² CNS 10141
面塗(厚) <0.5 g CNS 10785
CS-17

註:

  1. 壓力之定義為單位面積上所受力之大小,若一大小為F之力,作用於大小為A之面積上,則此面積所承受之壓力P為於氣液壓系統中,壓力P常用之單位在公制為kgf/cm²,亦即每平方公分上作用多少公斤力;英制為psi,亦即每平方英吋上作用多少磅之力,二者間之換算關係約為:1 kgf/cm² ≈ 14.2 psi;1 psi ≈ 0.07 kgf/cm²。
  2. psi(英鎊/平方英吋)(lbs/in²)→例如3000 psi = 每平方英吋面積,可承受3000英鎊之外力!kg/cm²(公斤/平方公分)→例如210 kg/cm² = 每平方公分面積,可承受210公斤之外力!
  3. 一般水泥地的基本規範約2500 psi,換算成抗壓強度約176 kgf/cm²。
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