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地坪材料中的有害物質(zhì)

文章出處：網(wǎng)責(zé)任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2017-05-19 18:08:00

隨著中國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展, 各種基礎(chǔ)設(shè)施和建筑工程建設(shè)方興未艾, 對(duì)地坪材料的需求也日益增加。目前地坪材料已廣泛應(yīng)用在車庫(kù)、超市等民用建筑地坪裝飾工程中, 其他行業(yè)如煙草、食品、醫(yī)療也逐步開(kāi)始使用地坪涂裝系統(tǒng)。除了生產(chǎn)總量不斷增加,對(duì)地坪材料的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。其中隨著國(guó)家環(huán)保政策日益嚴(yán)格, 綠色環(huán)保成為建材的發(fā)展趨勢(shì), 地坪材料的環(huán)保性能也越來(lái)越受到人們關(guān)注。

近幾年國(guó)家出臺(tái)了多項(xiàng)地坪材料的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地坪產(chǎn)品性能進(jìn)行了規(guī)范,但標(biāo)準(zhǔn)多關(guān)注產(chǎn)品的物理性能,對(duì)地坪材料的環(huán)保性能關(guān)注度不夠,尚沒(méi)有制定專門的地坪材料有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn), 而對(duì)比其他產(chǎn)品如內(nèi)外墻材料、膠粘劑、木器涂料等均制定了強(qiáng)制性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 因此制定強(qiáng)制性的地坪材料有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)意義重大, 可有效降低或避免生產(chǎn)、施工、使用中有害物質(zhì)對(duì)人們身體健康的危害。

地坪材料類型與有害物來(lái)源

根據(jù)材料組成,地坪材料可分為無(wú)機(jī)地坪材料和有機(jī)地坪材料。無(wú)機(jī)地坪材料又可分為水泥基地坪材料和石膏基地坪材料。相對(duì)于無(wú)機(jī)地坪材料,有機(jī)地坪材料種類眾多,主要有環(huán)氧樹脂地坪、聚氨酯地坪、丙烯酸地坪以及近年來(lái)興起的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)地坪和聚脲地坪。從地坪材料有害物質(zhì)源頭分析, 來(lái)源于有機(jī)地坪材料的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)地坪材料。

無(wú)機(jī)地坪材料

無(wú)機(jī)地坪具有使用壽命長(zhǎng)、防火性能好的特點(diǎn)。可分為水泥基和石膏基地坪材料, 主要以自流平產(chǎn)品為主。無(wú)機(jī)地坪對(duì)侵蝕性介質(zhì)特別是酸的抵抗性差, 裝飾效果也相對(duì)單調(diào) 。另外由于無(wú)機(jī)材料具有天然脆性,使用過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)變形、開(kāi)裂。無(wú)機(jī)地坪材料環(huán)保性能優(yōu)異,基本不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。但由于無(wú)機(jī)地坪材料為粉狀產(chǎn)品,生產(chǎn)、使用過(guò)程中應(yīng)注意粉塵的危害。

有機(jī)地坪材料

有機(jī)地坪材料主要由樹脂、顏填料、溶劑和助劑組成。其中地坪材料的物理性能主要取決于樹脂,樹脂類型包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸、聚脲樹脂以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

2.1環(huán)氧樹脂地坪

環(huán)氧樹脂最先應(yīng)用于有機(jī)地坪材料中, 在歐美已具有50 年以上的使用歷史。早期的產(chǎn)品以溶劑型產(chǎn)品為主,主要成分為環(huán)氧樹脂和固化劑。環(huán)氧樹脂地坪材料發(fā)展到今天,已成為用量最大、技術(shù)最成熟的地坪材料。目前國(guó)外產(chǎn)品以無(wú)溶劑體系為主,少量使用水性體系, 多數(shù)公司已不生產(chǎn)溶劑型環(huán)氧地坪材料。在國(guó)內(nèi)地坪材料中也基本以環(huán)氧類產(chǎn)品為主, 但多為溶劑型產(chǎn)品, 比例可占到全部環(huán)氧材料的70%左右, 水性和無(wú)溶劑體系由于成本、性能等因素尚未大面積推廣。

環(huán)氧樹脂地坪材料中,環(huán)氧樹脂種類眾多,其中雙酚 A型環(huán)氧樹脂分子中含有極性高且不易水解的脂肪族羥基和醚鍵, 因此對(duì)水泥底材有較高的附著力, 并且耐化學(xué)品性較強(qiáng),被列為首選類型。常用于地坪材料的環(huán)氧樹脂有: E-51, E-44, E-42, E-20等。

固化劑作為環(huán)氧地坪材料中不可或缺的組分之一 , 其主要是通過(guò)直接與環(huán)氧樹脂發(fā)生固化反應(yīng)而結(jié)合在漆膜結(jié)構(gòu)中。環(huán)氧樹脂及其固化劑單獨(dú)存放使用時(shí)都有一定的揮發(fā)性和毒性, 但使用過(guò)程中兩者按一定比例混合反應(yīng)固化后安全性大大提高,通常就沒(méi)有毒性。目前為了提高產(chǎn)品的環(huán)保性能, 已開(kāi)發(fā)出水性環(huán)氧樹脂和固化劑。其主要特點(diǎn)是 voc幾乎為零,特別適合在潮濕混凝土上施工, 在性能上也幾乎能與溶劑型產(chǎn)品媲美。但由于工藝相對(duì)復(fù)雜,成本較高,使用受到一定限制。

為降低地坪涂料黏度,獲得合適的施工性,通常還在配制環(huán)氧地坪涂料時(shí)添加一定比例的稀釋劑, 也叫溶劑。稀釋劑可分為非活性和活性兩種類型,前者通常不參與反應(yīng), 固化時(shí)會(huì)從漆膜中部分逸出, 成為有害成分的主要來(lái)源。

　為了提高地坪材料的裝飾性, 通常在地坪材料中添加顏料進(jìn)行著色。由于環(huán)氧樹脂材料具有表干時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn), 使用有機(jī)顏料會(huì)出現(xiàn)浮色、發(fā)花等問(wèn)題,,而且有機(jī)顏料耐化學(xué)腐觸性差, 特別在戶外條件下容易褪色, 因而較少在地坪材料中使用, 而主要采用無(wú)機(jī)顏料進(jìn)行著色, 如鈦白粉、氧化鉻綠和氧化鐵系等顏料。填料主要選用高耐磨、低收縮的品種,如天然礦石粉。顏填料的有害物質(zhì)主要是重金屬,如鉻黃等。因而在材料選擇時(shí)應(yīng)盡量選擇無(wú)毒的顏填料品種,如氧化鐵系列、鈦白粉、石英粉等材料。

2.2聚氨酯地坪材料

相對(duì)于環(huán)氧樹脂地坪材料,聚氨酯地坪具有更好的柔韌性、低溫穩(wěn)定性和抗化學(xué)腐觸性。相對(duì)于國(guó)外的發(fā)展, 我國(guó)聚氨酯地坪材料發(fā)展較晚, 其中高性能的無(wú)溶劑和水性體系主要依靠進(jìn)口, 主要的消費(fèi)也是外資企業(yè),其中85%的聚氨酯地坪材料應(yīng)用在外資企業(yè)的食品廠、飲料廠、化工廠倉(cāng)庫(kù)及儲(chǔ)藏區(qū)等生產(chǎn)區(qū)域。聚氨酯材料名稱來(lái)源于分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯的重復(fù)鏈節(jié), 它是由異氰酸酯(-NC0)禾D含活性羥基化合物(-OH)“逐步聚合”而成的。有些聚氨酯地坪材料中含有相當(dāng)多的游離異氰酸酯, 具有較高的活潑性,吸入人體會(huì)危害健康。

　　聚氯酯地坪固化劑主要成分為聚合物多兀醇, 其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)以上的羥基, 相對(duì)分子質(zhì)量一般為幾百至幾千范圍內(nèi),是一種低聚化合物。主要類型有聚離多元醇、聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇等。同樣, 為了改善聚氨酯地坪材料的施工性和提高裝飾效果,也會(huì)添加稀釋劑和顏料,材料組成同環(huán)氧樹脂地坪材料類似。

2.3其他有機(jī)地坪材料

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是以丙烯酸單體為主要成分, 經(jīng)自由基聚合而成的樹脂材料, 其主要特點(diǎn)是固化時(shí)間快、耐化學(xué)品性能優(yōu)異。同時(shí)PMMA材料適用于低溫環(huán)境,零下30℃的低溫環(huán)境也可固化成膜, 大大拓寬了使用范圍。

　　聚脲是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的新型地坪材料, 主要成分為由異氰酸酯組分和氨基化合物反應(yīng)生成的彈性物質(zhì)。其固含量可達(dá)到100%,無(wú)溶劑,環(huán)保性能大大提高, 已應(yīng)用在高鐵、卷煙廠和游樂(lè)場(chǎng)等多個(gè)重點(diǎn)工程中。

有害物質(zhì)種類及限量

A揮發(fā)性有機(jī)化合物

根據(jù)規(guī)定,在101.3 kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力下, 任何初沸點(diǎn)低于或等于250℃的有機(jī)化合物屬于揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)范疇。有機(jī)地坪材料中的溶劑和殘余單體會(huì)在施工、成膜過(guò)程中揮發(fā)出來(lái), 成為危害健康的主要成分,其絕大多數(shù)屬于VOC范圍。研究證明有機(jī)溶劑通過(guò)人的呼吸和皮膚的吸收, 對(duì)人的造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肝和腎等器官造成損壞,部分有機(jī)溶劑已經(jīng)被列入致癌物, VOC不但對(duì)人們的身體健康造成直接的傷害, 對(duì)人們賴以生存的大氣也同樣造成破壞。

由于 VOC對(duì)人體健康影響因素很多, 除濃度外VOC的種類影響也較大。即使空氣中單個(gè)VOC含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其限制濃度, 但由于多種VOC的混合存在及其相互作用,使危害強(qiáng)度增大,整體暴露后對(duì)人體健康的危害仍相當(dāng)嚴(yán)重。因而為保證身體健康,施工、檢測(cè)時(shí)除佩戴必要的防護(hù)措施外, 最主要的是保持作業(yè)環(huán)境通風(fēng)狀態(tài), 降低VOC的濃度,感覺(jué)不適時(shí)應(yīng)立即停止作業(yè),如有必要需送醫(yī)院檢査。

B重金屬

為了提高地坪材料的裝飾性, 通常會(huì)在地坪材料中添加各種顏填料。與有機(jī)顏料相比,無(wú)機(jī)顏料具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性, 廣泛應(yīng)用在地坪材料中。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)顏料主要有鈦白粉、氧化鐵系列、鉻黃、鉻綠等品種,此外為提高地坪材料的抗靜電性, 還會(huì)在抗靜電地坪材料.中添加金屬粉末,如 N1-Ag、Cu-Ag等。地坪材料在使用或廢棄后,其中部分重金屬會(huì)遷移進(jìn)入土壤、水源中,進(jìn)而對(duì)人體產(chǎn)生危害。人體里存在著各種各樣的化學(xué)物質(zhì)包括蛋自質(zhì), 是重金屬良好的配體。一旦重金屬進(jìn)入人體,就會(huì)與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生配位, 改變其正常生理功能, 甚至進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng),產(chǎn)生致病致死的后果。

C其他有害物質(zhì)

為了改善地坪材料的使用、貯存性能, 通常還會(huì)添加一些助劑,如防腐劑、 pH調(diào)節(jié)劑,在使用過(guò)程中會(huì)釋放一定濃度的甲醛和有機(jī)胺。以上物質(zhì)對(duì)人體特別是呼吸系統(tǒng)有較大危害, 嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致白血病和癌癥等嚴(yán)重疾病。

D地坪材料環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)家已出臺(tái)了4項(xiàng)地坪材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn), 分別是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22374-2008 «地坪涂裝材料»、建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T1015-2006 «環(huán)氧樹脂地面涂層材料»、電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11294-2003 «防靜電地坪涂料通用規(guī)范»和化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T3829--2006«地坪涂料» 。為進(jìn)一步推廣環(huán)保地坪材料的使用, 制修訂相關(guān)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。2011年年底中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)地坪分會(huì)和中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)共同承擔(dān)了制定 «水性聚氨酯地坪涂料»標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù), 預(yù)計(jì)2013年年底頒布、實(shí)施。此外地坪材料有害物質(zhì)限量國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)也在醞釀制定中。

隨著建筑材料無(wú)毒環(huán)?；陌l(fā)展趨勢(shì), 地坪材料也將朝著水性化、高固含、無(wú)溶劑的方向發(fā)展。目前無(wú)溶劑型和水性地坪材料由于優(yōu)越的環(huán)保性能, 得到了人們?cè)絹?lái)越多的重視。除制定相關(guān)的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)外, 更重要的是研發(fā)、使用各種高性能、壞保的原材料。無(wú)溶劑、水性產(chǎn)品由于性能、成本等與傳統(tǒng)的溶劑型產(chǎn)品仍有定差距,也需加大研發(fā)力度。同時(shí)提高無(wú)機(jī)顏料環(huán)保性能、實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛化生產(chǎn)已經(jīng)成為顏料廠家的共識(shí)。