CN101665649A - 一种丙烯酸酯树脂石英石地坪漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丙烯酸酯树脂石英石地坪漆及其制备方法，其由包括下述重量份的原料制成：丙烯酸酯类单体和/或乙烯类单体10～40份，自由基聚合引发剂0.1～2份，还原剂0.05～1份，促进剂0.01～1份，润湿剂0.05～5份，分散剂0.05～5份，消泡剂0.01～2份，石英石20～80份。本发明的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆由于采用预聚技术，使用高固低粘的树脂作为成膜物质，漆膜无VOC排放，环保无毒；以丙烯酸酯类单体为基料，所得漆膜耐候性高、装饰性强、附着力高、硬度大；由于高固低粘树脂的分子量低，因此与其他树脂相容性好，可以选择其他树脂进行改性，提高地坪的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及石英石地坪漆领域，特别是涉及一种丙烯酸酯树脂石英石地坪漆及其制备方法。
背景技术
目前大多数地坪涂料都是溶剂型涂料，其中挥发性有机化合物含量大约为50％，在生产及施工过程中会挥发出来，对环境和人体健康造成危害并易引发火灾等事故。因此，世界各国都相继制定了严格的环保法规限制有机挥发物的释放，促进地坪涂料由传统的溶剂型迅速向“绿色化”的方向发展。水性化和无溶剂技术是两个主要的解决途径。水性化地坪涂料存在着一次成膜厚度低、成膜速度慢、涂膜透气透水等弊病。无溶剂技术成为一个不可忽视的研究热点和发展方向。目前，无论国内还是国外，无溶剂地坪涂料的生产与应用还相对有限，仅占地坪涂料总产量的20％左右，且主要集中在环氧地坪及其他对性能要求不高的场合。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆及其制备方法，以解决现有技术存在的上述问题。
本发明提供一种丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其由包括下述重量份的原料制成：
丙烯酸酯类单体和/或乙烯类单体10～40份
自由基聚合引发剂0.1～2份
还原剂0.05～1份
促进剂0.05～1份
润湿剂0.05～5份
分散剂0.05～5份
消泡剂0.01～2份
石英石20～80份。
本发明按重量份计还包括下述组分：
颜料0～10份
填料0～30份
金刚砂0～80份
抗划伤剂0.5～5份。
其中，所述丙烯酸酯类单体为(甲基)丙烯酸烷基酯和/或(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，上述两类单体的烷基的碳原子数为1～9；所述乙烯类单体选自乙烯基芳族单体、羧酸乙烯酯和烷烯腈中的一种或多种。
所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、和甲基丙烯酸羟丙酯的一种或多种；所述乙烯类单体选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈中的一种或多种。
所述自由基聚合引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。
所述还原剂选自亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠、十二硫醇、巯基乙醇、正丁硫醇、抗坏血酸、葡萄糖、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯中的一种或多种
所述促进剂选自N，N-二甲基对甲苯胺、N，N-二甲基苯胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺中的一种或多种。
本发明的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆所涉及到的单体首先在引发剂、还原剂、促进剂等的共同作用下，发生自由基聚合，得到低粘度、无VOC挥发的低聚物。该低聚物作为石英石地坪的成膜物质，具有环保无毒、固含量高、粘度低、可以一次形成厚膜的特点。
所述分散剂选自BYK-P104、BYK-P105和5040分散剂中的一种或多种。所述分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物溶液，主要为德国BYK公司的BYK-P104、BYK-P105、德国HenKel公司的5040；
所述润湿剂选自Tego Wet KL 245和BYK346中的一种或两种。其为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，能有效地降低物质间的界面张力，能够显著改善流动特性，使界面产生光滑、平整的外观效果。
所述消泡剂选自BYK-022、BYK-088、SN313和EFKA-2550中的一种或多种。其可以是聚醚改性的聚硅氧烷溶液，例如德国BYK公司的消泡剂BYK-022、BYK-088，德国的Henkel公司的SN313、荷兰Efka公司的EFKA-2550。
所述颜料选自氧化铁红、云母氧化铁、酞菁、铬黄和炭黑中的一种或多种。如果石英石采用天然彩色石英石，则可以省略颜料。
所述填料选自滑石粉、绢云母粉、煅烧高岭土、硫酸钡、碳酸钙、石英粉、硅藻土、硅灰石、硅酸铝和二氧化硅中的一种或多种。所述填料的使用不仅能降低涂料的成本，而且能起到改善涂膜功能的作用，其中滑石粉能防止涂料流挂及在涂膜中吸收伸缩应力、减少裂缝和空隙的功能；绢云母粉可大大提高涂膜的耐候性、抗透水性、增强涂膜与基质附着力和涂膜强度，改善涂膜的表观；煅烧高岭土能使涂料具有一定的触变性，提高涂料的储存稳定性；碳酸钙能改进涂料悬浮性，中和涂料的酸性和改进平滑性等。
所述抗划伤剂选自聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、石蜡、聚氧乙烯蜡、BYK 996和二氧化硅中的一种或多种；BYK 996购自德国BYK公司。
本发明还提供制备丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的方法，包括下述步骤：
1)在反应釜中按照配比加入丙烯酸酯类单体和乙烯类单体、2/3～3/4重量的引发剂和还原剂，通入氮气，加热40-45℃，反应1～1.5小时，制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物树脂；
2)在分散釜中加入上述得到的低聚物树脂并按配比加入润湿分散剂、1/3-21/3)重量的消泡剂，在400～500rpm的转速下搅拌20～30分钟，使物料混合均匀；
3)按照配比依次加入颜料、填料、金刚砂、石英石和剩余量的消泡剂，在600～700rpm转速下搅拌1.5～2小时，使物料混合均匀；
4)施工时，加入剩余量的引发剂和还原剂，按照配比加入促进剂，即得。
如果在车间密闭条件下生产时，可以直接以单体代替上述方法步骤1中的低聚物树脂。
本发明进一步提供制备丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的方法，包括下述步骤：
1)在分散釜中按配比加入丙烯酸酯类单体和乙烯类单体、润湿分散剂、1/3-2/3重量的消泡剂，在400～500rpm的转速下搅拌20～30分钟，使物料混合均匀；
2)按照配比依次加入颜料、填料、金刚砂、石英石和剩余量的消泡剂，在600～700rpm转速下搅拌1.5～2小时，使物料混合均匀；
3)施工时，按照配比加入引发剂、还原剂、促进剂，即得。
其中，上述方法中，石英石均可以在最后加入。
本发明丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的工作机理是：基料采用丙烯酸酯类单体、苯乙烯及其他乙烯类单体，通过预聚反应制备高固低粘的树脂。由于采用高固低粘的树脂，因此可以不使用溶剂，涂膜无VOC挥发，环保无毒。
本发明丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的主要性能指标如下：
与现有技术相比，本发明的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆具有以下有益效果：
1)由于采用预聚技术，使用高固低粘的树脂作为成膜物质，漆膜无VOC排放，环保无毒；
2)以丙烯酸酯类单体为基料，所得漆膜耐候性高、装饰性强、附着力高、硬度大；
3)由于高固低粘树脂的分子量低，因此与其他树脂相容性好，可以选择其他树脂进行改性，提高地坪的综合性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中各组分均可市购获得。
实施例1
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：甲基丙烯酸甲酯20kg，苯乙烯8kg，丙烯酸乙酯5kg，过氧化苯甲酰0.1kg，抗坏血酸0.05kg，四亚乙基五胺0.03kg，BYK346 0.5kg，BYK P104 3kg，BYK 088 0.5kg，天然彩色石英石50kg，金刚砂10kg，碳酸钙5kg。
其制备方法如下：
1)按照上述配比，在反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸乙酯、2/3～3/4过氧化苯甲酰和抗坏血酸，通入氮气，加热45℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入配方量的上述低聚物树脂、BYK P104、BYK088总重的1/3，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的金刚砂、天然彩色石英石、碳酸钙、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余量的过氧化苯甲酰和抗坏血酸，加入四亚乙基五胺0.03kg，即得。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例2
本发明的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：甲基丙烯酸甲酯30kg，丙烯酸羟乙酯10kg，过氧化苯甲酰0.1kg，亚硫酸钠0.05kg，四亚乙基五胺0.01kg，BYK P104 1kg，BYK088 0.5kg，天然彩色石英石45kg，硫酸钡6kg，BYK 996 2kg。
其制备方法为：
1)在分散釜中加入配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、BYK P104、2/3的BYK088，在400rpm的转速下搅拌25分钟，使物料混合均匀；
2)依次加入配方量的硫酸钡、天然彩色石英石、剩余量的消泡剂，在700rpm转速下搅拌1.5小时，使物料混合均匀；
3)加入配方量的BYK996，在400rpm转速下搅拌20分钟，使物料混合均匀。
4)施工时，加入配方量的过氧化苯甲酰和亚硫酸钠以及四亚乙基五胺细粉。
制备得到的保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例3
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：醋酸乙烯酯3kg，苯乙烯25kg，过氧化苯甲酰0.1kg，葡萄糖0.05kg，N，N-二甲基对甲苯胺0.01kg，BYK P104 3kg，BYK 088 0.5kg，天然彩色石英石60kg，硅灰石5kg。
其制备方法如下：
1)按照上述配比，在反应釜中加入醋酸乙烯酯3kg、苯乙烯、2/3过氧化苯甲酰和葡萄糖，通入氮气，恒温40℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入配方量的上述低聚物树脂、BYK P104、1/3的BYK 088，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的天然彩色石英石、硅灰石、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余量的过氧化苯甲酰和N，N-二甲基对甲苯胺，搅拌均匀。
该混合物按照一般的施工规范施工，所得涂膜作为地坪底漆。施工的同时，可以在其表面喷涂一遍普通的环氧地坪漆作为面漆。最后所得地坪漆成本低，性能优良，同时外观平整、光亮、美观。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例4
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：甲基丙烯酸甲酯40kg，过氧化苯甲酰0.1kg，抗坏血酸0.05kg，四亚乙基五胺0.03kg，BYK346 0.5kg，BYK P104 3kg，BYK 088 0.5kg，天然彩色石英石50kg，金刚砂10kg，碳酸钙5kg。
其制备方法如下：
1)按照上述配比，在反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯、2/3～3/4过氧化苯甲酰和抗坏血酸，通入氮气，加热45℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入配方量的上述低聚物树脂、BYK P104、BYK088总重的1/3，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的金刚砂、天然彩色石英石、碳酸钙、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余量的过氧化苯甲酰和抗坏血酸，加入四亚乙基五胺0.03kg，即得。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例5
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：丙烯腈10kg，过氧化苯甲酰0.1kg，葡萄糖0.05kg，N，N-二甲基对甲苯胺0.01kg，BYK P104 3kg，BYK 088 0.5kg，天然彩色石英石60kg，硅灰石5kg。
其制备方法如下：
1)按照上述配比，在反应釜中加入丙烯腈、2/3过氧化苯甲酰和葡萄糖，通入氮气，恒温40℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入配方量的上述低聚物树脂、BYK P104、1/3的BYK 088，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的天然彩色石英石、硅灰石、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余量的过氧化苯甲酰和N，N-二甲基对甲苯胺，搅拌均匀。
该混合物按照一般的施工规范施工，所得涂膜作为地坪底漆。施工的同时，可以在其表面喷涂一遍普通的环氧地坪漆作为面漆。最后所得地坪漆成本低，性能优良，同时外观平整、光亮、美观。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例6
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：甲基丙烯酸乙酯5kg，甲基丙烯酸异辛酯5kg、苯乙烯15kg，丙烯5kg，偶氮二异丁腈0.1kg，叔丁基过氧化氢0.05kg，亚硫酸钠0.1kg，乙酰乙酸乙酯0.05kg，抗坏血酸0.05kg，N，N-二甲基对甲苯胺0.05kg，四亚乙基五胺0.05kg，Tego Wet KL 245 0.05kg，BYK P1040.5kg，50400.5kg，BYK-0220.05kg、SN3130.05kg，天然彩色石英石30kg，滑石粉5kg，硫酸钡8kg，硅酸铝2kg，聚四氟乙烯蜡0.5kg，二氧化硅0.5kg。
其制备方法如下：1)按照上述配比，在反应釜中加入甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸异辛酯、苯乙烯，丙烯腈，偶氮二异丁腈，叔丁基过氧化氢，叔丁基过氧化氢，亚硫酸钠，乙酰乙酸乙酯和抗坏血酸，通入氮气，加热45℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入上述低聚物树脂、BYK P104、总重1/3的BYK 088，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的天然彩色石英石、滑石粉、硫酸钡、硅酸铝、聚四氟乙烯蜡、二氧化硅、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余的N，N-二甲基对甲苯胺和四亚乙基五胺，即得。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
实施例7
本发明环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，包括下述组分：甲基丙烯酸丁酯5kg，苯乙烯25kg，过氧化苯甲酰0.1kg，过氧化氢异丙苯0.1kg，甲醛合次硫酸氢钠0.25kg，乙酰乙酸甲酯0.05kg，N，N-二甲基苯胺0.04kg，Tego Wet KL 2450.05kg，BYK3460.05kg，BYK-P104 0.5kg，BYK-P105 0.2kg，BYK-022 0.01kg，SN313 0.01kg，EFKA-2550 0.01kg，云母氧化铁0.5kg，酞菁0.25kg，石英粉10kg，硅藻土8kg，硅酸铝8kg，石蜡0.3kg，聚氧乙烯蜡0.2kg。
其制备方法如下：
1)按照上述配比，在反应釜中加入甲基丙烯酸丁酯，苯乙烯，马来酸酐，过氧化氢异丙苯，甲醛合次硫酸氢钠，通入氮气，加热45℃，反应1.5小时。制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物。
2)在分散釜中加入上述低聚物树脂、Tego Wet KL 245，BYK346，BYK-P105，BYK P104、2/3的BYK 022、SN313和EFKA-2550，在500rpm的转速下搅拌30分钟，使物料混合均匀；
3)依次加入配方量的云母氧化铁、酞菁、石英粉、硅藻土、硅酸铝、剩余量的消泡剂，在650rpm转速下搅拌2小时，使物料混合均匀。
4)施工时，加入剩余的过氧化苯甲酰、乙酰乙酸甲酯和N，N-二甲基对甲苯胺，即得。
制备得到的环保型丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的性能如下表所列：
本发明实施例1-7的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆与现有技术的地坪漆相比，具有以下有益效果：
1)由于采用预聚技术，使用高固低粘的树脂作为成膜物质，漆膜无VOC排放，环保无毒；
2)以丙烯酸酯类单体为基料，所得漆膜耐候性高、装饰性强、附着力高、硬度大；
3)与现有技术的地坪漆相比，达到相同性能成本能降低15％以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，其由包括下述重量份的原料制成：
丙烯酸酯类单体和/或乙烯类单体10～40份
自由基聚合引发剂0.1～2份
还原剂0.05～1份
促进剂0.01～1份
润湿剂0.05～5份
分散剂0.05～5份
消泡剂0.01～2份
石英石20～80份。
2、根据权利要求1所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，其还包括下述重量份的原料：
颜料0～10份
填料0～30份
金刚砂0～80份
抗划伤剂0.5～5份。
3、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为(甲基)丙烯酸烷基酯和/或(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，上述两类单体的烷基的碳原子数为1～9；所述乙烯类单体选自乙烯基芳族单体、羧酸乙烯酯和烷烯腈中的一种或多种。
4、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯的一种或多种；所述乙烯类单体选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈中的一种或多种。
5、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述自由基聚合引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化氢异丙苯和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。
6、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述还原剂选自亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠、十二硫醇、巯基乙醇、正丁硫醇、抗坏血酸、葡萄糖、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯中的一种或多种；所述促进剂选自N，N-二甲基对甲苯胺、N，N-二甲基苯胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺中的一种或多种。
7、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述润湿剂选自Tego Wet KL 245、BYK-P104和BYK346中的一种或两种；所述分散剂选自BYK-P104、BYK-P105和5040分散剂中的一种或多种；所述消泡剂选自BYK-022、BYK-088、SN313和EFKA-2550中的一种或多种。
8、根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆，其特征在于，所述颜料选自氧化铁红、云母氧化铁、酞菁、铬黄和炭黑中的一种或多种；所述填料选自滑石粉、碳酸钙、绢云母粉、煅烧高岭土、硫酸钡、石英粉、硅藻土、硅灰石、硅酸铝、二氧化硅中的一种或多种；所述抗划伤剂选自聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、石蜡、聚氧乙烯蜡、BYK 996和二氧化硅中的一种或多种。
9、制备权利要求1～8任一项所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)在反应釜中按照配比加入丙烯酸酯类单体和/或乙烯类单体、引发剂和还原剂总重的2/3～3/4，通入氮气，加热40-45℃，反应1～1.5小时，制备得到无VOC挥发、低粘度的低聚物树脂；
2)在分散釜中加入上述得到的低聚物树脂并按配比加入润湿剂、分散剂、消泡剂总重的1/3-2/3，在400～500rpm的转速下搅拌20～30分钟，使物料混合均匀；
3)按照配比依次加入石英石和剩余量的消泡剂，任选地加入颜料、填料和金刚砂，在600～700rpm转速下搅拌1.5～2小时，使物料混合均匀；
4)加入剩余量的引发剂和还原剂，按照配比加入促进剂，即得。
10、制备权利要求1～8任一项所述的丙烯酸酯树脂石英石地坪漆的方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)在分散釜中按配比加入丙烯酸酯类单体和/或乙烯类单体、润湿剂、分散剂、消泡剂总重的1/3-2/3，在400～500rpm的转速下搅拌20～30分钟，使物料混合均匀；
2)按照配比依次加入石英石和剩余量的消泡剂，任选地加入颜料、填料和金刚砂，在600～700rpm转速下搅拌1.5～2小时，使物料混合均匀；
3)按照配比加入引发剂、还原剂、促进剂，即得。
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