CN101724332A - 一种水性环氧自流平地坪涂料 - Google Patents

一种水性环氧自流平地坪涂料 Download PDF

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卫小星
刘翰锋
张东亚
吕永刚
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Abstract

本发明属于涂料技术领域，公开的一种水性环氧自流平地坪涂料，由甲、乙两种组分构成，甲组份的组成及质量百分比为：水性环氧固化剂30.0～40.0、水25.0～35.0，润湿分散剂0.5～1.0、消泡剂0.5～1.5、流平剂0.1～0.5，基材润湿剂0.1～0.5、颜料0.4～18.0、填料22.0～39.6；乙组份的组成及质量百分比为：低分子量环氧树脂90.0～98.0、成膜助溶剂2.0～10.0；甲、乙两组分质量比为3∶1。本发明涂料安全环保且涂料透气不透水，可释放来自地下的水汽，解决了溶剂型和无溶剂型起泡、鼓包、剥离等宿病。该涂料一次成膜可达1mm，解决了目前水性环氧地坪涂料只能做成薄涂的问题。

Description

一种水性环氧自流平地坪涂料
技术领域
本发明属于地坪涂料技术领域，特别涉及到一种水性环氧自流平地坪涂料。
背景技术
随着现代生活水平的提高和工业生产技术的发展，人们的环保意识不断加强，开发和使用高效率涂装型环保地坪涂料，已成为地坪涂料发展的必然趋势。
目前，国内公知技术中溶剂型、无溶剂型环氧地坪涂料比较多，水性环氧地坪涂料比较少，且技术也不很成熟。随着地坪行业竞争日趋激烈，水性环氧地坪涂料技术将会有更快的发展。
专利申请号为200610052599.9的中国专利公开的是一种环氧地坪涂料的制备方法。该涂料使用大量的挥发性有机溶剂，对人身和环境都造成了危害，已不能满足当前的安全、环保要求。
专利申请号为200810124798.5的中国专利申请公开的是一种无溶剂环氧哑光自流平地坪涂料的制备方法。该涂料以液体环氧树脂和固化剂为成膜物质，一次成膜厚度可达1mm。这类地坪涂料中的树脂和固化剂都均匀分散在体系中，因此固化完全、漆膜致密、透气性差，当应用在潮气较重的基面时，由于地下水汽的上升对漆膜产生渗透压力，当这个压力大于漆膜与基层间的附着力时，漆膜很容易被水汽压力顶起，表现为漆膜鼓泡、剥离。
专利申请号为200510065848.3的中国专利申请公开的是一种绿色环保水性环氧地坪涂料的制备方法。该涂料采用水性环氧固化剂和水性环氧乳液为成膜物质，固化剂分子首先和环氧树脂分散相粒子的表面接触发生固化反应，随着固化反应得进行，环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐提高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面反应得少，内部交联密度也降低。同时随着固化反应得进行，环氧树脂分散相粒子逐渐变硬，粒子之间很难相互作用而凝结成膜。这样漆膜不致密，再加上较高的颜基比，使得漆膜中存留较多开放的微孔，这些微孔很小，无法产生毛细作用，只有气态水分子才能透过这些微孔，而处于漆膜表面的水是缔合形式的，粒径较大而难以透过漆膜向下渗透，因而具有单向透气性。水性环氧地坪潮气环境干燥速度快，完全固化时，水汽可渗透而液体水不渗透。因而，来自地下水的水压或渗透压可安全释放而不损害到涂层或混凝土，解决了传统溶剂和无溶剂型环氧地坪因地下水的水压或渗透压而引起的起泡的宿病，同时极大地提高了其环保性。但由于采用的水性环氧固化剂和水性环氧乳液树脂固含量低，涂膜固化后体积收缩率大，不能做成厚涂层，制备的涂膜厚度仅为30～60μm的薄涂层为主，按一般地坪设计厚度，其需要多次涂装，造成施工成本高，效率低，限制了水性环氧地坪技术的进一步发展，所以人们对水性环氧地坪涂料提出了更高的要求。
水性环氧自流平地坪涂料的关键技术是固化剂的水性化技术，美国专利6277928公开了一种制备可水分散的环氧改性胺固化剂的方法，由该方法制备的水性环氧涂料性能方面有了革命性的改变，为配制水性环氧自流平地坪涂料提供了强大的技术支持，也为配制性能优异的水性环氧厚涂涂料奠定了基础。随着水性改性胺加成物技术的不断改进、不断成熟，使配制水性环氧自流平地坪涂料成为了可能。
发明内容
为克服上述技术中的不足之处，本发明公开一种水性环氧自流平地坪涂料，该涂料以水为溶剂，安全、环保，用以解决溶剂型和无溶剂型地坪涂料鼓泡、剥离等宿病和目前水性环氧地坪涂料只能做成薄涂层的问题。
该涂料选用水性改性胺固化剂、水、低黏度低分子量环氧树脂、各种颜填料及助剂等原材料按合理的配方配制而成。选取合适的水性改性胺固化剂和低分子量环氧树脂，要求两者具有较高的固含量和良好的相容性，从根本上降低了涂料固化时的体积收缩率，保证厚涂一次成膜，合理调整其配比，保证该具有良好的物理性能和化学性能；选取合适的填料，合理调整颜基比，降低该涂料的成本，缩短涂膜表干时间，提高涂膜机械强度、耐磨性和遮盖力，进一步削弱涂膜固化过程中水分在表面挥发快、内部挥发慢所形成的收缩内应力，避免了涂层开裂、剥离现象；选取合适的成膜助溶剂，降低该涂料的最低成膜温度，保证涂膜内外适中的挥发速率，提高了涂膜的凝结效率，保证厚涂一次达到1mm，缩短施工周期和提高涂装效率。
技术方案
为完成上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种水性环氧自流平地坪涂料，所述涂料由甲、乙两种组分构成，所述的甲组份是水性环氧固化剂、水、水性助剂和颜填料的分散体；其中，水性助剂包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂和基材润湿剂；甲组份的组成及质量百分比为：水性环氧固化剂30.0～40.0、水25.0～35.0，润湿分散剂0.5～1.0、消泡剂0.5～1.5、流平剂0.1～0.5，基材润湿剂0.1～0.5、颜料0.4～18.0、填料22.0～39.6；所述的乙组份是低分子量环氧树脂、成膜助溶剂的分散体，乙组份的组成及质量百分比为：低分子量环氧树脂90.0～98.0、成膜助溶剂2.0～10.0；然后将甲、乙两组按3∶1的质量百分比混合、搅匀即可制得水性环氧自流平地坪涂料。
所述的水性固化剂是改性胺加成物中的任意一种，如青岛海洋化工研究所的WEC-402、美国气体化工产品有限公司的Anquamine 731、上海绿嘉水性涂料有限公司的GCA01、美国陶氏化学公司的DOW 8535、上海汉中化工有限公司的H205。
所述的水为去离子水、纯净水中的任意一种。
所述的润湿分散剂为非离子型改性脂肪酸衍生物、含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液、聚羧酸铵盐中的任意一种或是其中多种组合如德国德固赛的Tego-650、Tego-655，美国毕克化学的BYK-191、BYK-190，日本圣诺普科的SN-5029、SN-5027。
所述的消泡剂为不含硅的石蜡基矿物油和疏水组分的混合物、含硅石蜡基矿物油和憎水组分的混合物、聚醚改性聚硅氧烷乳液中的任意一种或是其中多种组合，如美国亚仕兰的T-4400、T-4505，美国毕克化学的BYK-019、BYK-024、BYK-034，日本圣诺普科的SN-1340、SN-1360。
所述的流平剂为高分子量的聚硅氧烷-聚醚共聚物、非离子型聚丙烯酸共聚体溶液、离子型聚丙烯酸共聚体溶液中的任意一种，如德国德固赛的Tego-440、Tego-450，美国毕克化学的BYK-380、BYK-381，日本圣诺普科的SN-612N、SN-625。
所述的基材润湿剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物、非离子型脂肪酸脂溶液、聚丙烯酸钠盐中的任意一种，如德国德固赛的Tego-245、Tego-260，美国毕克化学的BYK-345、BYK-346，日本圣诺普科的SN-WET L、SN-WET 996。
所述的颜料为钛白粉、炭黑、酞青蓝、中铬黄、柠檬黄中的任意一种或其中多种组合。
所述的填料为滑石粉、云母粉、石英粉、沉淀硫酸钡、硅灰石粉中的任意一种或多种组合。
所述的低分子量环氧树脂为湖南省岳阳巴陵石化化工公司的CYD-127、CYD-128，美国陶氏化学的DER-331、DER-332，江苏无锡蓝星新材料发展有限公司WSR-615中的任意一种。
所述的成膜助溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酸-3-乙醚乙酯中的任意一种。
一种水性环氧自流平地坪涂料的制备方法，具体操作步骤如下：
1、甲组份的制备方法和步骤：
1)称取所需量的水性环氧固化剂、水、润湿分散剂、部分消泡剂(占配方中消泡剂总量的30％～40％)加入分散罐中，低速分散5-10分钟，得到混合物I；
2)称取定量的颜料、填料加入混合物I中，再高速分散15-20分钟，得到混合物II；
3)称取定量的流平剂、基材润湿剂、部分消泡剂(占配方中消泡剂总量的60％～70％)加入到混合物II中，高速分散15-20分钟，分散完毕后，进入砂磨机研磨至细度≤40um，调整粘度合格后80目筛网过滤即得甲组份，按比例分装即可。
2、乙组分的制备方法：
称取定量的低分子量环氧树脂、成膜助溶剂加入分散罐中，中速分散5-10分钟，即得乙组分，80目筛网过滤，按比例分装即可。
3、将甲组份和乙组分按配方比例混合均匀即得水性环氧自流平地坪涂料，该涂料采用镘涂施工，一次成膜可达1mm。
由于采用了如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、以水为溶剂，无失火隐患，无环境污染，安全、环保；
2、采用镘涂施工，一次成膜可达1mm，减少施工道数，提高施工效率，降低施工成本；
3、该涂料透气不透水，可释放来自地下的水汽，解决了溶剂型和无溶剂型起泡、鼓包、剥离等宿病；
4、涂层具有优异的机械性能和耐化学药品性能，使用寿命持久；
5、操作性能好，施工工具可用水直接清洗，可以重复使用，涂料的配制和施工操作安全方便。
本发明涂料的主要技术指标：
  项目   指标
  干燥时间[25℃]表干(指触法)，h实干          h ≤2≤24
  硬度，H   3H
  耐磨性(700g，500转)，g   0.02
  耐洗刷性，次   10000
  耐10％HCl，7d   漆膜无异常
  耐10％NaOH，7d   漆膜无异常
  耐10％H2SO4，7d   漆膜无异常
  耐3％盐水，7d   漆膜无异常
  耐水性，7d   漆膜无异常
  耐油性(机油)，7d   漆膜无异常
具体实施方式
结合具体实施例对本发明加以具体说明，但不局限于此特定实施例。实施例中的配比按重量份数计算，甲∶乙＝3∶1。
实施例1：
甲：WEC-402水性环氧固化剂            30.0
    去离子水                         35.0
    Tego-650润湿分散剂               0.5
    Tego-655润湿分散剂               0.5
    T-4505消泡剂                     0.15
    钛白粉                           8.0
    滑石粉                           5.0
    云母粉                           20.0
    SN-WET L基材润湿剂               0.3
    BYK-024消泡剂                    0.35
    Tego-450流平剂                   0.2
乙：DER-331环氧树脂                  90.0
    丙二醇甲醚                       10.0
实施例2：
甲：Anquamine 731水性环氧固化剂      38.0
    纯净水                           30.0
    Tego-650润湿分散剂               0.2
    BYK-191润湿分散剂                0.3
    BYK-019消泡剂                    0.3
    钛白粉                           7.8
    炭黑                             0.2
    石英粉                           5.0
    沉淀硫酸钡                           17.0
    SN-WET 996基材润湿剂                 0.5
    BYK-034消泡剂                        0.6
    BYK-380流平剂                        0.1
    乙：CYD-127环氧树脂                  98.0
    丙二醇甲醚醋酸酯                     2.0
实施例3：
甲：GCA01水性环氧固化剂                  40.0
    纯净水                               25.0
    Tego-655润湿分散剂                   0.4
    BYK-191润湿分散剂                    0.3
    SN-1340消泡剂                        0.48
    钛白粉                               9.8
    酞青蓝                               0.2
    滑石粉                               7.0
    硅灰石粉                             15.2
    Tego-245基材润湿剂                   0.1
    BYK-1360消泡剂                       1.02
    BYK-381流平剂                        0.5
乙：CYD-128环氧树脂                      95.0
    丙酸-3-乙醚乙酯                      5.0
实施例4：
甲：WEC-402水性环氧固化剂                33.0
    去离子水                             30.0
    SN-5029润湿分散剂                    0.4
    BYK-191润湿分散剂                    0.4
    SN-1360消泡剂                        0.272
    中铬黄                               0.4
    云母粉                               10.3
    滑石粉                               9.0
    硅灰石粉                             15.0
    Tego-260基材润湿剂                   0.528
    T-4400消泡剂                         0.2
    SN-625流平剂                         0.5
乙：WSR-615环氧树脂                      93.0
    丙二醇甲醚                           7.0
实施例5：
甲：H205水性环氧固化剂                   34.0
    去离子水                             30.0
    SN-5027润湿分散剂                    0.5
    Tego-655润湿分散剂                   0.3
    BYK-034消泡剂                        0.245
    钛白粉                               10.5
    柠檬黄                               0.2
    滑石粉                               9.0
    沉淀硫酸钡                           14.0
    BYK-346基材润湿剂                    0.455
    BYK-034消泡剂                        0.3
    SN-612N流平剂                         0.5
乙：CYD-128环氧树脂                       94.0
    丙二醇甲醚                            6.0
实施例6：
甲：DOW 8535水性固化剂                    32.0
    纯净水                                32.0
    SN-5029润湿分散剂                     0.3
    BYK-191润湿分散剂                     0.5
    T-4505消泡剂                          0.3
    炭黑                                  0.5
    云母粉                                9.0
    滑石粉                                14.0
    硅灰石粉                              10.2
    BYK-345基材润湿剂                     0.3
    BYK-024消泡剂                         0.4
    Tego-440流平剂                        0.5
乙：DER-332环氧树脂                       96.0
    丙二醇甲醚醋酸酯                      4.0
用本发明上述配方制取的涂料性能优异，完全符合当前的环保和使用要求，可广泛使用于食品厂、制药厂、仓库、实验室、医院、化工、电子等行业的生产厂房、办公楼、仓库的地坪涂装，特别适应于一楼地面、地下室、地下停车场和其他较为潮湿的地面涂装。

Claims (11)

1.一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：所述涂料由甲、乙两种组分构成，所述的甲组份是水性环氧固化剂、水、水性助剂和颜填料的分散体；其中，水性助剂包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂和基材润湿剂；甲组份的组成及质量百分比为：水性环氧固化剂30.0～40.0、水25.0～35.0，润湿分散剂0.5～1.0、消泡剂0.5～1.5、流平剂0.1～0.5，基材润湿剂0.1～0.5、颜料0.4～18.0、填料22.0～39.6；所述的乙组份是低分子量环氧树脂、成膜助溶剂的分散体，乙组份的组成及质量百分比为：低分子量环氧树脂90.0～98.0、成膜助溶剂2.0～10.0；甲、乙两组分的质量比为3∶1。
2.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：所述水性环氧固化剂是改性胺加成物中的任意一种，如青岛海洋化工研究所的WEC-402、美国气体化工产品有限公司的Anquamine 731、上海绿嘉水性涂料有限公司的GCA01、美国陶氏化学公司的DOW 8535、上海汉中化工有限公司的H205。
3.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：水是去离子水、纯净水中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：润湿分散剂是非离子型改性脂肪酸衍生物、含亲和颜料基团的高分子量嵌段共聚物溶液、聚羧酸铵盐中的任意一种或是其中多种组合，如德国德固赛的Tego-650、Tego-655，美国毕克化学的BYK-191、BYK-190，日本圣诺普科的SN-5029、SN-5027。
5.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：消泡剂是不含硅的石蜡基矿物油和疏水组分的混合物、含硅石蜡基矿物油和憎水组分的混合物、聚醚改性聚硅氧烷乳液中的任意一种或是其中多种组合，如美国亚仕兰的T-4400、T-4505，美国毕克化学的BYK-019、BYK-024、BYK-034，日本圣诺普科的SN-1340、SN-1360。
6.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：流平剂是高分子量的聚硅氧烷-聚醚共聚物、非离子型聚丙烯酸共聚体溶液、离子型聚丙烯酸共聚体溶液中的任意一种，如德国德固赛的Tego-440、Tego-450，美国毕克化学的BYK-380、BYK-381，日本圣诺普科的SN-612N、SN-625。
7.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：基材润湿剂是聚硅氧烷-聚醚共聚物、非离子型脂肪酸脂溶液、聚丙烯酸钠盐中的任意一种，如德国德固赛的Tego-245、Tego-260，美国毕克化学的BYK-345、BYK-346，日本圣诺普科的SN-WET L、SN-WET 996。
8.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：颜料是钛白粉、炭黑、酞青蓝、中铬黄、柠檬黄中的任意一种或其中多种组合。
9.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：填料是滑石粉、云母粉、石英粉、沉淀硫酸钡、硅灰石粉中的任意一种或其中多种组合。
10.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：低分子量环氧树脂是湖南省岳阳巴陵石化化工公司的CYD-127、CYD-128，美国陶氏化学的DER-331、DER-332，江苏无锡蓝星新材料发展有限公司WSR-615中的任意一种。
11.根据权利要求1所述的所述的一种水性环氧自流平地坪涂料，其特征在于：成膜助溶剂是丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酸-3-乙醚乙酯中的任意一种。
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