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飞凡检测可进行用于防静电工业环氧地坪的检测及验收。服务热线:(021)31127114手机13764818040(黄工)试验标准包含SJ/T10694-1996、SJ/T31469-2002、GB50691-2010、GB50611-2010、国际电工组织(IEC)和美国国家标准(ANSI)。出具国家认可的权威检测报告,具有CMA,CNAS等相关资质。
一、工业环氧地坪概述
环氧地坪体系具有一体无接缝、美观易清洁、耐腐蚀性能和力学性能优异等特点,是洁净厂房地坪设计的首选。环氧树脂及其涂层是一类具有强电绝缘性能的材料,表面极易因摩擦而产生静电电荷;在电子及精密仪器行业,静电电荷极易将电子元器件击穿;在军工行业,静电放电作用容易导致武器弹药的爆炸;在医药及食品卫生行业,静电荷会吸附大量灰尘,从而影响到产品质量。因此在以上领域,必须对普通的环氧体系进行改性才能获得具有一定防静电要求的涂层,达到使用要求。
一般来讲,涂膜表面电阻值在1.0×1010以下即可消除积累在涂膜表面的静电荷,根据美国材料与试验协会标准(ASTM F150-98)的规定将电阻值在2.5 X 104Ω-1.0 X 106Ω的地板称为导电地板;而将电阻值为1X 106Ω-1.0 X 109Ω的地板称为静电耗散型地板,都可以防止静电荷的积累。
目前比较流行的工业环氧地坪体系包括薄涂型环氧体系、环氧自流平体系、环氧砂浆体系及环氧玻璃钢体系等,其中环氧自流平和环氧砂浆体系已经有了较为成熟的防静电(ESD)配套产品及工艺。
二、 防静电环氧地坪体系的分类
防静电环氧地坪体系为:
基材→绝缘底漆→接地→导电层→面层
环氧自流平体系和环氧砂浆体系只有面层不同。基材处理与普通环氧地坪处理的方法相同;底漆使用普通的无溶剂或溶剂型底漆即可;接地一般采用自粘铜箔和接地端子;导电层一般刮涂环氧石墨中间漆,厚度为 0.1-0.5mm;环氧自流平体系的面层是导静电环氧自流平面漆,环氧砂浆体系的面层则为导静电环氧砂浆层。面层的施工工艺与普通的环氧自流平面层及环氧砂浆层施工工艺相同。
三、现行国内外防静电环氧地坪体系的电性能检验与验收指标
3.1国内标准
《电子产品制造防静电系统测试方法SJ/T10694-1996》、《防静电地面施工及 验收规范SJ/T31469-2002》;《洁净室施工及验收规范GB50691-2010》;《电子工程防静电设计规范GB50611-2010》。
3.1.1SJ/T 11294-2003《防静电涂料通用规范》
SJ/T 11294-2003《防静电涂料通用规范》中规定涂料防静电指标为最终成膜后的表面电阻,并将防静电环氧地坪涂料按照表面电阻的大小分为2 种类型:静电耗散型材料和导静电型材料。前者的表面电阻率范围为106-109Ω·cm2,后者的表面电阻率低于106Ω·cm2。
GB50073-2001《洁净厂房设计规范》中关于防静电区域地面的设计要求规定 “地面的表层应采用静电耗散性材料,其表面电阻率应为105-106Ω·cm2或体积电阻率为104-1011Ω·cm2。
3.1.2SJ/T31469-2002《防静电地面工程施工及验收规范》
SJ/T31469-2002《防静电地面工程施工及验收规范》中并未对防静电环氧体系地坪的验收标准做出规定。该规范中只有防静电聚氨酯自流平地坪勉强与防静电环氧地坪的性能相接近,该类地坪的防静电指标规定体积电阻率为5X104-109Ω·cm2,表面电阻率为105-106Ω·cm2。
3.2国外标准
国外防静电环氧地坪的相关标准主要有国际电工组织(IEC)和美国国家标准(ANSI)2种。国际电工组织标准IEC-61340-5-1是对各种防静电手段要求的总则,对于防静电环氧地坪,该标准要求在一般情况下其表面电阻率必须低于109 Ω·cm2,这与国内现行标准的要求基本相同,但同时注明设计电阻值的范围应根据实际使用情况参照相关的IEC标准进行控制。
美国国家标准ANSI/ESDS20.20-2007中静电保护区域部分规定防静电地坪的表面电阻率应低于109 Ω·cm2。 这与国内现行标准及IEC标准是吻合的,但该标准对人员接地部分做出了规定,要求人员接地电阻低于3.5X107Ω,人体摩擦起电电压低于100V。
四、现行国内外防静电环氧地坪电性能的检验和验收方法
4.1电阻测量
SJ/T 11294-2003规定防静电地坪涂料检验时应制成尺寸为200mmX200mm的样块,静电耗散型采用 100V电压测量,导静电型采用 100V电压测量。而 SJ/T31469-2002中并未规定现场验收时防静电地坪的检验方法。
IEC-61340-5-1标准要求防静电地坪涂料检验时应制成尺寸为1200mmX500mm 的样块,要求检验用的材料应尽量选取不同颜色和不同批次的产品制成 3个样块,以保证检验结果的有效性。测试电压的要求与 SJ/T 11294-2003相同。
IEC-61340-5-1要求验收时将涂装好的防静电地坪划分为小块测试区域,这些区域的最大测试区域不超过100m2,面积不足 100m2的房间作为一个测试区域。在这些测试区域中,每10m2设置一个测量点,每个测试区域的测量点不得少于 4个。如果有 1个或几个测量点阻值超过要求,则每个测试区域的测量点数量应增加到 40个,这 40个测量点应平均分布在整个测试区域内。同时,应在阻值超过要求的测量点周围再选取 4个测量点进行阻值测量。
4.2人员接地电性能的测量
ANSI/ESDS20.20-2007中的人员接地电阻根据ANSI/ESDSTM97.1-2006进行检测。人体摩擦起电的电压根据《ANSI/ESDSTM97.2-2006》检测。人员接地电阻是将人体和地坪作为一个整体测试其阻值,人体摩擦起电的电压则是测量人在涂装好的地坪上行走之后产生的静电场。
人员行走是地面静电产生的最重要因素,因此人员接地电性能对地坪防静电性能的评估有重要的指导意义。为了避免人体自身静电对测试结果产生影响,并尽可能地再现实际情况下工作人员行走所导致的地坪静电发生情况,接受测试的人员应穿上和佩戴规定的防静电服装、鞋、防静电腕带及手套。
五、防静电聚乙烯(PVC)地面
5.1PVC地面的表面电阻值和系统电阻值应采用以下测量方法:
5.1.1表面电阻的测量:应将整个防静电地面分割成2—4 m2测量区域,随机抽取30%—50%的测量区域,将两电极分别置于贴面板表面,极间距900mm,电极与贴面板的接触应良好。在抽取的2—4 m2的区域内应测出4—8个数值,并作记录。
5.1.2系统电阻的测量:应在距各接地端子最近区域,随机抽取若干点,应将一电极与贴面板表面良好接触,另一电极应与接地端子相连结,测出系统电阻值,并作记录。
5.1.3质量评定方法应该按《逐批检查计数抽样程序及抽样表》GB2828规定执行。
5.2性能指标
5.2.1电性能指标应符合以下要求: 1要求具有导静电型的,其表面电阻和系统电阻值低于1.0×106Ω; 2要求具有静电耗散型的,其表面电阻和系统电阻值在1.0×105~1.0×109Ω之间。 3系统接地电阻值应满足设计要求。
5.2.2外观性能应符合以下要求: 1不和有空鼓、分层、龟裂现象; 2无明显凹凸不平; 3无明显划痕; 4无明显色差。 4.5.6承接防静电聚氯乙烯(PVC)地面检测的单位,应由得到国家授权的具有出具相应测试报告资质的权威机构担任。
六、国内外防静电环氧地坪电性能检验、验收方法和指标的差距
从国内外防静电环氧地坪检验和验收指标的差距比较来看,目前国内还存在较大差距,主要体现在以下几个方面。
6.1标准的适用性
国内标准适用的防静电环氧地坪较少,基本上只有环氧自流平和薄涂型产品,而IEC标准和 ANSI标准则囊括了所有环氧类地坪,其范围较广,具有一定的普适性。实际上,大多数采用防静电环氧地坪的区域都是一些对静电蓄积和放电情况有严格控制要求的领域,包括大型电子产品制造业、军工行业等的厂房、仓库和实验室等区域。这种行业的特点是:投入大,对基础设施的要求高,除了防静电性能外,还要求地坪有极佳的耐磨损性能、韧性和强度,并对地坪的美观性能和环保性能都有较高的要求。因此实际情况是薄涂型的环氧防静电涂料基本上没有市场,而聚氨酯自流平涂料目前的技术还不成熟,往往由于施工工艺的原因导致涂层内及涂层表面产生大量的气泡,严重影响其使用性能,应用范围也很窄。防静电的环氧自流平和砂浆才是目前使用最多的防静电地坪涂装体系。
6.2检验和验收指标及方法
国内标准所规定的验收指标不如ANSI 标准全面,验收时的检测方法也不如IEC标准和 ANSI 标准具体和全面,在检测方法的描述上比较含混或干脆忽略,因此按照国内标准检测所得到的结果难以代表地坪的最终涂装质量。
防静电环氧地坪体系中的导电中间层是由环氧树脂和导电石墨制成,石墨的添加量很大,涂装后能够保证整个中涂层的导电性能,但该体系的面层———环氧自流平层和环氧砂浆层导电性能的控制则比较麻烦。
一般情况下,环氧自流平面层必须添加导电碳纤维后才能与中间层连通,不同的碳纤维型号、添加量、生产和施工的细节控制,都会影响碳纤维在面层中的分布,碳纤维的分布情况不理想会严重影响到最终涂层的导电性能。环氧砂浆层则是采用在环氧漆中添加导电助剂,并采用特殊导电砂,使面层具有导电性。防静电环氧地坪体系都是整体成型,一次施工面积可以从几十到上千平方米,而实验室中显然无法将检验用样块制成如此大的面积。不同批次生产的防静电自流平地坪涂料,其颜色和碳纤维分散的时间都会有所不同,施工时的厚度也不一定完全均匀,而环氧砂浆层中面漆的厚度、砂粒的密实程度也会有所不同,这些都会导致防静电环氧地坪体系局部区域的电阻上升甚至绝缘,但极个别部位阻值偏高甚至绝缘并不会影响到整个地坪的防静电性能。
IEC-61340-5-1考虑到了以上因素,检验的样块面积是 SJ/T 11294-2003中要求的15倍,同时要求用不同批次、不同颜色的材料各制作3 块,其目的就是尽可能地使检验值反映施工后的真实情况。在验收时,IEC所提供的检验方法能够使检测部位有效地覆盖整个涂装体系,基本不会留下盲点,对于偶尔出现的阻值偏高的部位,IEC 提供了有效的复查方法,该方法能够确定这些点的存在是否会影响到整个涂装体系的防静电性能。因此 IEC所提供的检验和验收方法能够客观地评价一个防静电环氧地坪体系的导电性能。
ANSI/ESD S20.20-2007中关于人体接地电性能的要求则是考虑到了防静电环氧体系的实际使用情况。人体静电和行走摩擦静电是静电产生和起破坏作用的主要因素,人体接地电阻的测试目的是为了防止人体静电的破坏作用,人体摩擦起电电压的测试则是为了检验行走摩擦在地面所产生的静电强度。该标准比 IEC-61340-5-1更进一步,能够更加全面地反映防静电环氧地坪的电性能。