Эпоксидные наливные полы

Введение

Краткое описание

Эпоксидные наливные полы – это монолитные покрытия, создаваемые на основе эпоксидных смол. Они формируют гладкую, бесшовную поверхность с высокими эксплуатационными характеристиками, что делает их востребованными в различных отраслях.

Основные преимущества

• Высокая механическая и химическая стойкость.
• Долговечность (срок службы до 20 лет).
• Гигиеничность и простота ухода.
• Возможность реализации декоративных решений.

Сферы применения

• Промышленные предприятия. Производственные цеха, машиностроение, металлообработка, химическая промышленность. Эпоксидные полы служат надёжной защитой для бетонного основания, предотвращая его разрушение, воздействие химических веществ и ударные нагрузки.
• Склады и логистические комплексы. Наливной пол, устойчивый к проезду погрузчиков и штабелёров, не истирается и не деформируется при постоянной нагрузке. Это делает его идеальным выбором для таких объектов.
• Медицинские учреждения и лаборатории. Гладкая и бесшовная структура позволяет легко поддерживать стерильность. Эпоксидные покрытия выдерживают частую влажную уборку с дезинфицирующими средствами.
• Пищевая промышленность. Молочные и мясные цеха, хлебозаводы – везде, где требуется соблюдение санитарных норм, эпоксидный наливной пол станет идеальным решением. Он не впитывает запахи и не разрушает структуру даже при постоянной влажности.
• Магазины, торговые центры, выставочные залы. Эстетичный внешний вид и возможность дизайнерской отделки делают эпоксидные полы идеальным выбором для общественных пространств с высокой проходимостью.
• Частные дома и квартиры. Всё чаще наливной эпоксидный пол применяется в интерьере – на кухнях, в санузлах, прихожих и даже для декорирования столов. Благодаря декоративным возможностям и водостойкости он является альтернативой плитке.

 

2. Химический состав и принцип отверждения

Основные компоненты

Эпоксидная смола – основа состава, обеспечивающая адгезию и прочность. Эпоксидные смолы – это смесь макромономеров (олигомеров с высокой молекулярной массой от сотен до нескольких тысяч), которые содержат эпоксидные функциональные группы и могут образовывать сшитые полимеры при взаимодействии с отвердителями.

Отвердитель – вещество, вступающее в химическую реакцию с функциональными группами эпоксидных смол. В результате происходит удлинение цепи и образование поперечных связей.

Типы отвердителей

Отвердители можно разделить на следующиегруппы:

Отвердители холодного отверждения – формирование сетчатой структуры происходит при комнатной температуре без дополнительного нагревания (5-25 °C).

Отвердители горячего отверждения – формирование сетчатой структуры происходит только при повышенной температуре (80-200 °C).

Ещё одной важной характеристикой отвердителей является их активность, которая обычно измеряется временем гелеобразования.

Различают низкоактивные отвердители, которые можно использовать только для «горячего» отверждения (Т_отв > 60 °C), высоко- и среднеактивные, которые способны обеспечить «холодное» отверждение (Т_отв близка к комнатной температуре) или отверждение при небольшом нагреве (температура отверждения не выше 60 °C).

Каждый тип отвердителей формирует определённую структуру отверждённых эпоксиполимеров, которая зависит от условий отверждения.

Кинетические закономерности отверждения эпоксидных систем являются общими для определённого типа отвердителей.

В связи с этим все отвердители эпоксидных олигомеров можно разделить на три группы по механизму действия:

Отвердители «сшивающего» типа – полифункциональные соединения, которые участвуют в химическом взаимодействии функциональных групп отвердителя и эпоксидного олигомера (реакция поликонденсации) и формировании трёхмерной сетчатой структуры. Важнейшими отвердителями «сшивающего» действия являются ди- и полифункциональные соединения с амино-, карбоксильными, ангидридными, изоцианатными, метильными и другими группами. Для протекания реакции поликонденсации исходные мономеры должны содержать в молекуле не менее двух функциональных групп.

Отвердители «каталитического» типа – соединения, которые инициируют реакции цепной или ступенчатой ионной полимеризации с раскрытием эпоксидного кольца или полиприсоединения с гидроксильными группами.

Комбинированные отвердители, которые содержат катализирующие и реакционноспособные функциональные группы.

В определённых условиях отвердители каталитического типа могут вступать в реакцию сополимеризации гидроксильных и эпоксидных групп эпоксидного олигомера. При этом катализаторы не становятся частью структуры формирующейся в процессе отверждения сетки.

В качестве катализаторов отверждения используются комплексные соединения на основе BF₃, третичные амины или их соли.

К отвердителям комбинированного типа можно отнести полимочевины и триэтаноламинотитанат.

Также некоторые отвердители, в зависимости от условий отверждения и количества используемого вещества, могут отверждать эпоксидные смолы по смешанным механизмам. Например, алифатические и арилалифатические полиамины и имидазолины выступают не только «сшивающими» агентами, но и часто ускоряют реакцию поликонденсации и инициируют полимеризацию.

Наполнение кварцевым песком

Кварцевый песок, используемый для создания эпоксидных полов, можно классифицировать по двум основным критериям: способу обработки и размеру частиц.

По способу обработки:

• Мытый песок – очищенная смесь кварца и глины.
• Дроблёный песок – результат разрушения кварцевого монолита.
• Песок из отсевов дробления – побочный продукт производства мраморного щебня, мелкий, невысокого качества.
• Крашеный песок – цветной, окрашен эпоксидными или полиуретановыми смолами.
• Фракционированный песок – «обогащённый», получают частицы разных размеров после просеивания.

В зависимости от размера частиц кварцевый песок можно разделить на несколько типов:

• Пылевидный (0,1–0,63 мм). Также известен как кварцевая мука или кварцевая пыль.
• Мелкий (0,5–2 мм).
• Средний (1–3 мм).
• Крупный (2–5 мм).

Для тонких полов используют кварцевую пыль (0,1-0,2 мм, 0,1-0,63 мм). Для толстых покрытий применяют песок с более крупными частицами (0,5-0,8 мм, 0,63-1,2 мм, 0,8-2,0 мм).

Типы систем

Двухкомпонентные наливные составы – смешиваются перед нанесением, подходят для создания толстых слоёв.  В составе покрытия присутствуют два ключевых компонента: эпоксидная смола и отвердитель. Смола выступает в качестве основы, обеспечивая прочность покрытия, а отвердитель запускает процесс полимеризации.

Окрасочные составы – тонкослойные покрытия для декоративных целей.

Механизм полимеризации

При смешивании смолы и отвердителя происходит реакция поликонденсации, которая сопровождается экзотермическим эффектом. Молекулы смолы сшиваются, образуя плотную трёхмерную сетку. Процесс отверждения занимает 24–72 часа, в зависимости от температуры и влажности.

3. Классификация эпоксидных наливных полов

По толщине и назначению

Тонкослойные (0,2–0,5 мм). Основная функция таких покрытий заключается в повышении прочностных характеристик бетонной поверхности, а также в обеспечении её защиты от проникновения влаги, пыли и механических воздействий.  Нанесение материала на основание осуществляется вручную. Далее слой равномерно распределяют с использованием специализированных валиков с ворсом малой высоты, варьирующейся в пределах от 8 до 12 миллиметров. В некоторых случаях, эпоксидные полы могут служить как окрасочное покрытие. Такой тип наносится методом распыления и выполняет функцию финишного слоя, придавая поверхности эстетически привлекательный внешний вид.  Применяются для помещений (для коридора, кладовой и т.д.), а также для небольших офисов.

Стандартные (1–3 мм) – выдерживают умеренные нагрузки (торговые центры, гаражи). Используются в качестве защитного слоя, обеспечивающего высокую стойкость к средним и высоким механическим нагрузкам. 

Высоконаполненные (4–6 мм и более) – для промышленных объектов с интенсивными механическими воздействиями. Введение наполнителя в состав покрытия значительно повышает его устойчивость к истиранию и механическим ударам. Кроме того, наполнитель способствует снижению коэффициента теплового расширения, что минимизирует вероятность возникновения трещин.

По типу покрытия

• Гладкие (глянцевые или матовые) – эстетичны, легко моются. Полы с глянцевым покрытием обладают особым привлекательным внешним видом. Они могут имитировать текстуру натурального камня, создавать разнообразные узоры и быть представлены в широкой цветовой палитре. В отличие от глянцевых, полы с матовым покрытием не отражают свет, что позволяет скрыть мелкие дефекты, такие как неровности и микротрещины. Они не требуют особого ухода, поскольку для них подходят различные чистящие средства. Благодаря шероховатой текстуре, царапины и следы износа на матовых полах практически незаметны.
• Шероховатые – антискользящие, подходят для бассейнов, производств. Наиболее прочные, износостойкие и противоскользящие покрытия. Их поверхность может быть, как слегка шероховатой, так и более грубой. Они идеально подходят для мест с высокой проходимостью.
• Декоративные – с чипсами, флоками, 3D-эффектами. Эпоксидные наливные полы, обладающие декоративным эффектом, широко применяются в различных типах помещений, включая жилые дома, студии, коммерческие объекты, такие как магазины, кафе и рестораны. Флоки, представляющие собой дисперсные элементы, играют ключевую роль в формировании визуальной и тактильной текстуры наливных полов. Они не только придают поверхности эстетическую привлекательность, но и выполняют функциональные задачи, такие как маскировка микродефектов и неровностей, а также сглаживание цветовых переходов.
• Ремонтные составы – покрытия, отличающиеся высокой прочностью. Изготавливается на основе эпоксидной смолы. Также к эпоксидной основе добавляют кварцевый песок в больших количествах. Соотношение компонентов варьируется в зависимости от поставленной задачи. Такие составы применяют для ремонта, выравнивания, шпатлевание и укрепления различных поверхностей. В строительстве используют для подготовки полов перед укладкой финишного покрытия, а также для ремонта трещин и сколов на бетонных и кирпичных поверхностях. В судостроении этот материал применяют для ремонта трещин и сколов на корпусах судов, а также для защиты металлических элементов от коррозии.
• Антистатические – нейтрализуют статическое электричество (лаборатории, электроника). Антистатические эпоксидные наливные полы представляют собой инновационное решение для промышленных и коммерческих помещений, где необходимо эффективно контролировать и нейтрализовать статическое электричество, генерируемое в процессе эксплуатации различного оборудования. Основной принцип действия антистатических эпоксидных полов заключается в их способности обеспечивать электропроводность, что позволяет своевременно отводить статическое электричество в землю, предотвращая его накопление и разрядку через человека или оборудование. Это достигается за счет введения в состав покрытия специальных добавок, таких как углеродные волокна, графит или металлические порошки, которые обеспечивают необходимый уровень проводимости.
• Санитарные – содержат антибактериальные добавки (биоциды). Эти добавки создают на поверхности пола устойчивый барьер, препятствующий размножению бактерий и грибков. Данный тип покрытий применяется в больницах, пищеблоках, школах.

4. Основные свойства и характеристики

Механическая прочность – устойчивость к истиранию. Эпоксидное покрытие устойчиво к значительным нагрузкам, будь то ходьба людей или движение тяжёлой техники.

Химическая стойкость – не разрушаются под воздействием масел, кислот, щелочей. Покрытие, выполненное с использованием эпоксидных материалов, не вступает в реакцию с большинством кислот, щелочей, масел и растворителей. Это делает его идеальным выбором для использования в химических производствах, лабораториях и автосервисах.

Термостойкость – рабочий диапазон от -30°C до +90°C. Обладают высокой степенью огнестойкости.

Гигиеничность – гладкая поверхность препятствует размножению бактерий, допускает влажную уборку с дезинфектантами. Благодаря отсутствию швов и пористости, пол легко очищается от загрязнений и пыли, что соответствует санитарным нормам.

5. Преимущества и недостатки

Плюсы:

• Исключительная химическая инертность.
• Бесшовность – отсутствие мест для скопления грязи.
• Долговечность даже при использовании в местах работы с агрессивными средами. При соблюдении технологии устройства пола, срок службы эпоксидного покрытия может достигать 15–20 лет без необходимости ремонта.
• Быстрота монтажа. Заливка пола занимает минимум времени, особенно при использовании самовыравнивающихся составов.
• Противоскользящий эффект. Специальная текстура поверхности предотвращает случайные падения и травмы.
• Эстетическое разнообразие и возможность дизайнерских решений. Смолы можно окрашивать в различные цвета, добавлять декоративные элементы и создавать узоры или изображения.

Минусы:

• Жёсткость – низкая ударная стойкость по сравнению с гибким полиуретаном.
• Сложность демонтажа – требуется механическое удаление (дробеструйная обработка).
• Требовательность к подготовке основания – необходимо идеальное выравнивание и обеспыливание.

Заключение

Эпоксидные наливные полы заслуженно занимают лидирующие позиции в сегменте напольных покрытий для объектов с повышенными требованиями к износостойкости, гигиене и химической устойчивости. Их уникальные свойства – бесшовность, долговечность, способность выдерживать агрессивные среды – делают их незаменимыми в промышленности, медицине, пищевом производстве и других критически важных сферах. 

Однако при выборе такого покрытия важно учитывать его особенности. Жёсткость эпоксидных полов, хотя и обеспечивает прочность, ограничивает их применение в зонах с ударными нагрузками (например, в спортзалах или на парковках). Кроме того, качество монтажа напрямую зависит от тщательности подготовки основания, что требует профессионального подхода на этапе нанесения. 

Список использованных источников

1. Алёнкина, Е. С. Полы на основе эпоксидных связующих / Е. С. Алёнкина, Н. И. Гусев, М. В. Кочеткова. // Молодой ученый. - 2014. - № 2 (61). - 98-100 с. - URL: https://moluch.ru/archive/61/9126/ (дата обращения: 20.04.2025).
2. Лютов, В. Н. Особенности, свойства, состав и технология устройства наливных полов в торгово-выставочных комплексах / В.Н. Лютов, М.М.  Едачева // Ползуновский альманах. - 2017. № 4-2, с. 106–110.
3. Колганов А.В. Наливные полы для промышленного и гражданского строительства // Инженерные исследования. 2021. № 1 (1). С. 33-37. - URL: http://eng-res.ru/archive/2021/1/33-37.
4. Гусев, Н.И. Наливные полы в помещениях различного назначения / Н.И. Гусев, Ю.П. Скачков, М.В. Кочеткова // Сухие строительные смеси.- 2013. - №6. - 24-27 с. - URL: https://rucont.ru/efd/396846 (дата обращения: 24.04.2025)
5. ГОСТ Р 51330.17-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 18. Взрывозащита вида "герметизация компаундом (m)" : введен впервые : дата введения 2001-01-01. - Москва : Госстандарт России, 1999. - 19 с.
6. Кочнова, З.А. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты. / З. А. Кочнова, Е. С. Жаворонок, А. Е. Чалых. - Москва : Пэйнт-Медиа, 2006. - 200 с.