“保特佳”表面防護材料的試驗分析

宋華旸 徐毅剛 張茜

摘要：城市環境的建設，需要科學的方法與先進的技術做支撐，而良好環境的保持，同樣需要有先進的手段對其進行保護。本文簡述了對一種表面防護材料試驗效果的對比分析，希望通過對這些試驗的分析，能夠進一步推廣試用此類技術，為市容環境保護尋求更好的途徑。

關鍵詞：表面防護；市容；試驗；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

中圖分類號： R142 文獻標識碼： A 文章編號：

把北京建設成世界城市目標的提出，除了經濟建設以外，市容市貌的建設也同樣不容忽視。隨著流動人口的增多，保護良好的城市環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、建筑和街道的干凈與整潔，必將成為展示北京風貌的立體名片。因此，除加強這些有代表性地段的清潔衛生工作外，更需要尋求一種具有長期效應的方法對其進行養護。本文章對使用“保特佳”表面防護材料進行有針對性試驗的過程與結果進行了初步的探討與分析。

1表面防護材料簡介

1.1簡述潤濕原理

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

圖1 接觸角示意圖

當接觸角為0°，液滴會鋪展開；當0°＜接觸角＜90°，液滴可以潤濕固體；當接觸角＞90°，液滴不能潤濕固體；當130°＜接觸角＜140°，液滴開始對固體表面有排斥性；當接觸角＞150°，液滴只是“坐”在固體表面，一有機會就會離開，呈現出高度的排斥性。而水滴在荷葉表面上的接觸角約為170°，即所謂的荷葉效應。而本文中介紹的表面防護材料正是通過獨特的化學結構形成荷葉效應，使之具有憎水、憎油等高性能。

1.2防護材料的化學結構

“保特佳”表面防護材料的憎水、憎油和高耐磨性，來源于其獨特的化學結構，主要成分為有機氟改性丙烯酸聚合物，其分子含以下不同功效的基團：

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陽離子基團：賦予防護材料良好的水溶性和與礦物性基層的結合力；

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

④尾狀聚合基團：提高了防護材料與基層的結合力、耐磨性和耐久性。

1.3防護材料的透氣性

“保特佳”表面防護材料保持了被防護基材的良好的呼吸性，在防止水、油對基材破壞的同時，保持了空氣和水汽的暢通，使基材不會因內部氣體不能排出而發生病變，也不會因此而出現鼓泡、漆皮和脫落等現象，如圖2。

圖2 防護層透氣性示意圖

2防護試驗

2.1石材地面的防護試驗

2.1.1試驗位置及面積

我們選擇了三處不影響天安門游客的正常參觀游覽的石材地面進行防護試驗。這樣既能體現試驗的效果，也方便清洗防護后的維護。

第一處：天安門西環衛工人辦公及休息室的門口，其石材與天安門廣場一樣，且是最容易臟污的地方，試驗面積約為1㎡。

第二處：北京市環境衛生設計科學研究所院內員工餐廳門口，其石材為大理石，試驗面積約為1㎡。

第三處：北京市環境衛生設計科學研究所院內停車場，其石材為大理石，試驗面積約為2㎡。

2.1.2試驗時間

2010年8月6日，我們對天安門西和北京市環境衛生設計科學研究所院內共計三處試驗位置分別進行了清洗和防護。

2.1.3試驗方法

首先對擬防護的石材地面用高壓水槍進行清洗，待自然干燥后，再選擇具體的防護位置，由有經驗的技術人員進行防護。然后在清洗防護后7天、45天和60天，分別在已做防護與清洗未做防護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、柴油等常見的污染源，經過四十分鐘后，試驗人員觀察兩種地面是否出現明顯的滲入現象，且是否容易清理。

2.1.4效果分析

經過清洗防護后，無論是7天、45天還是60天，滴在已做防護的石材地面上的各種污染源均呈現為液珠狀，荷葉效應明顯，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石材地面上的污染源很快就滲入到基材內部，且很難清理干凈，如圖3、圖4和圖5。而且已做防護的石材地面在雨后經過簡單的擦拭，非常容易恢復干凈，如圖6；而未做防護的石材地面就需要通過比較復雜的清洗作業才能恢復到原有的干凈。

圖3 防護7天后效果對比照片（環衛科研所）

圖4 防護60天后效果對比照片（環衛科研所）

圖5 防護60天后效果對比照片（天安門西）

圖6 防護45天后雨后效果對比照片（環衛科研所）

總之，從多次現場測試的情況看，做了清洗防護的石材地面，具有很好的防污效果，在較長時間內，有色飲料、食用油料、調味劑等污染源不易滲入基材內部。而對于未做防護的石材地面會被污染源很快滲入基材內部，且不易清洗；尤其是柴油等污染源，會很快滲入未做防護的石材地面，清理起來十分麻煩，而且清理后的效果也不理想，如圖7。

圖7 防護7天擦拭后效果對比照片（天安門西）

2.2水泥制品（橋梁防撞墩）的防護試驗

2.2.1試驗位置及面積

我們選擇了南四環新建榴鄉橋不同位置進行防護。由于此橋是新建的橋體，所以清洗與防護的效果會更加明顯。

第一處： Z1~3至Z1~5北側防撞墩的內側約60米長，試驗面積約為60㎡。

第二處： Z1~5至Z1~8北側防撞墩的內側約75米長，試驗面積約為75㎡。

第三處： Z1~5至Z1~6南側防撞墩的內側約25米長，試驗面積約為25㎡。

2.2.2試驗時間

2010年7月22日，對需進行防護的基材表面用高壓水槍進行了沖洗；27日對基材表面進行處理和修補；28日進行拉色；29日進行防護。歷時4天完成了Z1~3至Z1~5北側防撞墩的拉色防護試驗；8月16日完成了Z1~5至Z1~8北側防撞墩和Z1~5至Z1~6南側防撞墩的無色防護。

2.2.3試驗方法

拉色防護是為了保證防護后的表面顏色基本統一，首先對基材表面進行了處理，對氣孔、麻面和部分缺損進行修復，以達到表面基本平整的效果，之后進行了拉色和補色，最后進行無色防護。

無色防護，先要對基材表面進行高壓沖洗，待自然干燥后，對基材表面實施防護。

2.2.4效果分析

2010年12月20日，從現場測試了解的情況看：無論是拉色還是無色防護，防護后的表面灑上水和滴上污染源后均呈珍珠狀，在一定時間內不會滲入表面內部，而未防護的表面灑上水后，水滴和污染源很快滲入水泥間隙之中，如圖8。

圖8 防護后效果對比照片（水泥橋體）

模擬下雨試驗。對做了防護涂層的防撞墩內立面，用壓力噴壺模擬下雨，做清水噴灑試驗。試驗中用清水噴灑防護后的內立面，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，且水不會滲入基材內部，如圖9。

圖9 防護后雨后效果對比照片（水泥橋體）

綜上所述，拉色防護后的防撞墩表面，整體顏色基本一致；無色防護后的防撞墩表面，不改變表面顏色和質感。而通過這兩種防護后的防撞墩表面都具有憎水、憎油、抗污、易清洗等特點。對基材無遮蓋、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結論與建議

“保特佳”表面防護材料對石材地面防護后具有較好的憎水、憎油、抗污、雨水自潔等功能，可以達到好清洗、易清洗的目的，且施工簡易方便，容易推廣。建議市政環衛作業單位可在類似基材上擴大試用范圍，而由于防護作業比傳統直接清洗的成本略高，故應委托相關單位做一年以上的長期跟蹤試驗，以便更直接、更全面的了解和掌握試用結果，如達到預期效果，便可大面積推廣使用。

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作者簡介：宋華旸 （1979-），工程師，主要從事環衛設備研究與檢測。

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。