CN102925041B - 一种地坪涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地坪涂料及其制备方法，由甲、乙组份组成，其中，所述甲组份包含的重量百分比的成分有：聚天门冬氨酸酯树脂25～40%、羟基丙烯酸树脂5～10%、分散剂0.2～0.5%、耐磨添加剂3～10%、防锈颜料10～15%、颜填料20～40%、消泡剂0.2～0.5%、流平剂0.2～0.5%、溶剂5～10%。其制备包括按配方称取各组分、配制甲组份和包装的步骤。本发明地坪涂料浆料凝胶时间长，膜层机械性能好，耐磨、耐候、防腐、防水。

Description

一种地坪涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种地坪涂料及其制备方法。

背景技术

聚脲是国外近十年来为适应环保需求而研制开发的一种新型绿色材料，它是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的一种弹性体物质，采用专用设备进行施工，固含量为100%，无溶剂、无污染。它是继高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料之后又一重大技术进步，改变了传统工艺中普遍存在的溶剂污染、厚度薄、流挂、固化时间长等缺点，特别适于现场喷涂。但由于聚脲反应的凝胶时间非常短，只有几秒的时间，所以传统的喷涂聚脲涂料施工必须使用专门的高温高压撞击式混合设备，这不仅增加施工成本，又不利于一般施工人员的操作。在应用过程中也暴露出一系列问题，如涂层表面易形成麻点、橘皮等，导致表观状态差；对基材的润湿性不好，附着力低；反应放热集中，热收缩率大，内应力大；保色性及耐紫外线性能差等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种凝胶时间延长，机械性能好的的地坪涂料。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单，成本低，易于操作和控制的地坪涂料制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种地坪涂料，由甲、乙组份组成，所述甲组份包含如下重量百分比的成分：

所述乙组份为多异氰酸酯固化剂；

其中，所述甲组份与乙组份的质量比为(2.5～4):1。

以及，一种地坪涂料的制备方法，包括如下步骤：

按照上述的地坪涂料的配方称取各组分；

将所述聚天门冬氨酸酯树脂、羟基丙烯酸树脂、分散剂、颜填料、耐磨添加剂、防锈颜料混合后进行研磨至混合物细度≤30μm；

向所述混合物中加入消泡剂、流平剂、溶剂并进行混合，得到所述配制成所述甲组份；

将所述甲、乙组份分别包装，得到所述地坪涂料。

上述地坪涂料以聚天门冬氨酸酯树脂为本体，当甲乙组分混合后，该聚天门冬氨酸酯树脂降低了其与乙组份的多异氰酸酯固化剂反应速率，从而有效控制和延长涂料的使用时间（凝胶时间），免除了传统聚脲需用特殊设备施工的麻烦；羟基丙烯酸树脂由于与多异氰酸酯固化剂反应速率更慢，从而有效控制和延长涂料的使用时间，而且还能提高涂料膜层的硬度。同时，该地坪涂料中的各组份协同作用，赋予了其膜层优异的耐磨、耐候、防腐、防水及机械性能。

上述地坪涂料制备方法只需按照配方将各组分按步骤添加，搅拌使得各组分充分混合均匀即可，也无需特殊的设备，因此，该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种凝胶时间延长，机械性能好的的地坪涂料。该地坪涂料由甲、乙组份组成，其中，该甲组份包含如重量百分比的成分：

该乙组份为多异氰酸酯固化剂；其中，甲组份与乙组份的质量比为(2.5～4):1。

具体地，上述聚天门冬氨酸酯树脂作为地坪涂料的基体组份，其是一种新型位阻胺，也被称为第三代聚脲。当该地坪涂料的甲、乙组份混合后，该聚天门冬氨酸酯树脂与多异氰酸酯固化剂反应慢，从而有效控制和延长涂料的使用时间（凝胶时间）。

为了更进一步的控制聚天门冬氨酸酯树脂与多异氰酸酯固化剂两者之间的反应速率，调节地坪涂料的浆料凝胶时间，作为本发明的优选实施例，上述聚天门冬氨酸酯树脂包括含支链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂（定义为聚天门冬氨酸酯树脂1）或含直链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂（定义为聚天门冬氨酸酯树脂2）或聚天门冬氨酸酯树脂1与聚天门冬氨酸酯树脂2的混合物。

由于聚天门冬氨酸酯树脂1带有支链仲氨基，聚天门冬氨酸酯树脂2带有直链仲氨基，因此当其与多异氰酸酯固化剂反应时，聚天门冬氨酸酯树脂1比聚天门冬氨酸酯树脂2具有更强的位阻效果，反应更慢。当聚天门冬氨酸酯树脂为聚天门冬氨酸酯树脂1与聚天门冬氨酸酯树脂2的混合物时，该聚天门冬氨酸酯树脂1与聚天门冬氨酸酯树脂2的重量比优选为7:（1～5）。在该优选实施例中，由于聚天门冬氨酸酯树脂1和聚天门冬氨酸酯树脂2具有不同程度的位阻效应，因此其与多异氰酸酯固化剂的反应速率也是不同的，聚天门冬氨酸树脂1与多异氰酸酯反应的速率相对较慢，而聚天门冬氨酸树脂2与多异氰酸酯反应的速率相对较快，通过调整聚天门冬氨酸树脂1、聚天门冬氨酸树脂2两种树脂比例可以实现对地坪涂料浆料使用时间的灵活控制与调节。

上述羟基丙烯酸树脂具有低羟值，与聚天门冬氨酸酯树脂相比，其与多异氰酸酯固化剂反应速率更慢，因此，其与聚天门冬氨酸酯树脂组份一起，均可有效调节地坪涂料的浆料凝胶时间，而且，还能有效提高地坪涂料膜层的硬度。因此，羟基丙烯酸树脂既可以适当延长地坪涂料的浆料凝胶时间，又使涂料膜层在具有良好韧性的同时又具有较好的硬度。

上述分散剂能有效提高各组分的分散度，提高地坪涂料浆料的稳定性能，从而提高地坪涂料膜层的质量。为了使得该地坪涂料的浆料稳定性能更优异，作为优选实施例，上述分散剂选自不饱和多元羧酸聚合物加聚硅氧烷共聚物，，如BYK-104S，其含颜料亲和基团。

上述耐磨添加剂优选为γ晶型的纳米氧化铝。该γ晶型的纳米氧化铝与其他组分协同作用，在地坪涂料浆料在凝胶固化过程中，纳米氧化铝参杂在聚天门冬氨酸酯树脂为基体的网络结构中，赋予地坪涂料膜层的力学性能，耐高温、耐磨、耐腐蚀等性能，尤其是涂层的耐磨性。

上述防锈颜料的添加极大地提高了涂料的防腐性能，其优选为磷酸锌、改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或几种。该优选的防锈颜料能与三价铁离子具有很强的缩合能力，当与铁阳极反应后，可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜，这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高，附着力优异呈现出卓越的防锈性能。当然，该防锈颜料还可以选用本领域公知的其他防锈颜料。

上述颜填料包括其他颜料和填料，其中，填料优选为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉中的至少一种；其他颜料优选为钛白粉、酞青蓝、酞青绿、炭黑、柠檬黄中的至少一种。该颜料可根据实际应用需要选用。优选地，填料与其他颜料两者的重量比为30：（4-25）。

上述消泡剂可以选自为改性聚硅氧烷、变性硅酮等，如德谦生产的5500、6500。流平剂可以选自为含硅醇官能团的有机硅树脂类，如道康宁生产的DC-3。溶剂优选为醋酸正丁酯、DBE。当然，该消泡剂、流平剂和溶剂还可选用本领域公知的其他物质。

上述乙组分即多异氰酸酯固化剂优选为HDI三聚体固化剂，该优选的固化剂与聚天门冬氨酸树脂、羟基丙烯酸树脂之间具有合适的反应速率，以有效控制和延长涂料的使用时间。

由上述可知，上述地坪涂料以聚天门冬氨酸酯树脂为本体，当甲乙组分混合后，该聚天门冬氨酸酯树脂、羟基丙烯酸树脂组份降低了其与乙组份的多异氰酸酯固化剂反应速率，从而有效控制和延长地坪涂料的浆料使用时间，相比于传统的聚脲涂料，其凝胶时间更长，可长达一小时以上；可以采用滚涂施工或使用传统的喷涂设备进行施工，而无需购买价格昂贵的静态混合双组分喷涂设备，并且性能要更优于传统的聚脲涂料。另外，还可以一次施工达到所需厚度，无需多道施工；对水汽、温度不敏感；可直接作为面漆使用。其中，通过调整聚天门冬氨酸酯树脂1和聚天门冬氨酸酯树脂2的含量，可实现对地坪涂料浆料使用时间的灵活控制与调节。羟基丙烯酸树脂、防锈颜料、填料等组分与其他组分之间的协同作用，还有效提高涂料膜层的硬度，使得涂料膜层具有良好韧性的同时又具有较好的硬度，其机械性能好，同时，赋予了膜层优异的耐磨、耐候、防腐、防水。

相应地，本发明实施例还提供了上述地坪涂料的一种工艺简单，成本低，易于操作和控制的制备方法。该制备方法包括如下步骤：

S01.按配方称取各组分：按照上述的地坪涂料的配方称取各组分；

S02.配制混合物：将步骤S01中称取的聚天门冬氨酸酯树脂、羟基丙烯酸树脂、分散剂、颜填料、耐磨添加剂、防锈颜料混合后进行研磨至混合物细度≤30μm；

S03.配制甲组份：向步骤S02中配制的混合物中加入消泡剂、流平剂、溶剂并进行混合，得到所述配制成所述甲组份；

S04.包装：将步骤S03配制的甲组份和步骤S01中称取的乙组份分别包装，得到地坪涂料。

具体地，上述步骤S01中，地坪涂料的配方如上文所述，由甲、乙双组份组成。其中，甲组分含有的成分以及各成分含量如上文所述，乙组分的种类及含量也如上文所述。为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤S02中，优选在速度300-500RPM下将聚天门冬氨酸酯树脂、羟基丙烯酸树脂、分散剂、颜填料、耐磨添加剂、防锈颜料混合，然后在高速800-1000RPM下继续搅拌混合20-30分钟，优选为25分钟，使得各组分混合均匀。

该步骤S02中，对混合物的研磨可以采用砂磨机，当然还可以采用本领域其常用的研磨设备。

上述步骤S03中的消泡剂、流平剂、溶剂所选用的种类如上文所述，在此不再赘述。将该消泡剂、流平剂、溶剂加入混合物中后，充分搅拌，使得各组分分散均匀，形成稳定的甲组份。

上述步骤S04的包装工艺中，将甲、乙组分分开包装，甲组份包装方式按照本领域常用的包装即可，乙组份包装时要求充氮气保护。

上述地坪涂料制备方法只需按照配方将各组分按步骤添加，使得各组分充分混合均匀即可，无复杂工序，也无需特殊的设备，使得该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。

上文所述的地坪涂料成品的使用方法如下：在具体的使用前，将甲乙组分互混，配制均匀的混合液，然后将混合液进行滚涂。当然，本发明实施例地坪涂料除了可以用于地坪，还可以用作建筑防水、钢铁防腐、球场地面等的涂装和保护。

现以具体的聚脲地坪涂料制备为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表11所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为磷酸锌、改性磷酸锌、三聚磷酸铝，分散剂为BYK-104S，颜料为钛白粉，填料为碳酸钙，消泡剂为德谦产的5500，流平剂为道康宁产DC-3，溶剂为醋酸正丁酯。

表11

该地坪涂料制备方法：甲组份的制备：先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入聚天门冬氨酸酯树脂、分散剂、颜填料、耐磨添加剂、防锈颜料后，继续高速分散15min，分散完毕后进入砂磨机研磨至细度≤30um，然后加入消泡剂、流平剂和溶剂，中速搅拌5min；乙组份的制备：直接是多异氰酸酯固化剂，最后分别将甲乙组分包装。

将本实施例1制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表12所述：

表12

实施例2

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表21所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为改性磷酸锌，分散剂为BYK-104S，颜料为酞青绿，填料为滑石粉，消泡剂为德谦产的6500，流平剂为道康宁产的DC-3，溶剂为醋酸正丁酯。

表21

该地坪涂料制备方法：参照实施例1中地坪涂料的制备方法。

将本实施例2制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表22所述：

表22

实施例3

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表31所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为三聚磷酸铝，分散剂为BYK-104S，颜料为炭黑和柠檬黄，填料为云母粉，消泡剂为德谦产的5500，流平剂为道康宁产的DC-3，溶剂为DBE。

表31

该地坪涂料制备方法：参照实施例1中地坪涂料的制备方法。

将本实施例3制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表32所述：

表32

实施例4

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表41所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为磷酸锌，分散剂为BYK-104S，颜料为柠檬黄，填料为滑石粉和硫酸钡，消泡剂为德谦的5500，流平剂为道康宁DC-3，溶剂为醋酸正丁酯。

表41

该地坪涂料制备方法：参照实施例1中地坪涂料的制备方法。

将本实施例4制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表42所述：

表42

实施例5

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表51所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为磷酸锌，分散剂为BYK-104S，颜料为钛白粉，填料为碳酸钙，消泡剂为德谦产的5500，流平剂为道康宁产的DC-3，溶剂为醋酸正丁酯。

表51

该地坪涂料制备方法：参照实施例1中地坪涂料的制备方法。

将本实施例5制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表52所述：

表52

实施例6

一种地坪涂料及其制备方法：

该地坪涂料由甲乙双组份组成，甲、乙组分的成分及含量如下表61所述。其中，耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝，防锈颜料为重量比为1:1的磷酸锌与改性磷酸锌，分散剂为BYK-104S，颜料为钛白粉、酞青蓝和酞青绿，填料为重量比为2:1的碳酸钙与滑石粉，消泡剂为德谦产的5500，流平剂为道康宁产的DC-3，溶剂为醋酸正丁酯。

表61

该地坪涂料制备方法：参照实施例1中地坪涂料的制备方法。

将本实施例6制备的地坪涂料的性能测试：将甲乙组分混合均匀后，进行制模测试，各项性能的测试方法按照本领域常规的方法即可。相关性能测试结果如表62所述：

表62

综合表12、表22、表32、表42、表52、表62中数据可知，上述本发明实施例制备的地坪涂料的浆料凝胶时间（使用时间）长，可长达70分钟之久，与现有的聚脲涂料凝胶时间相比，其凝胶时间得到了显著的延长，由此该地坪涂料的浆料可以采用滚涂施工或使用传统的喷涂设备进行施工，而无需购买价格昂贵的静态混合双组分喷涂设备，并且性能要更优于传统的聚脲涂料；还可以一次施工达到所需厚度，无需多道施工，克服了传统聚脲需用特殊设备施工的麻烦降低了特殊设备施工的麻烦。地坪涂料的浆料形成的膜层硬度高，使得涂料膜层具有良好韧性的同时又具有较好的硬度，其机械性能好，同时，膜层还具有耐磨、耐候、防腐、防水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地坪涂料，由甲、乙组份组成，所述甲组份包含如重量百分比的成分：

所述乙组份为多异氰酸酯固化剂；

其中，所述甲组份与乙组份的质量比为(2.5～4):1；所述聚天门冬氨酸酯树脂包括含支链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂或含直链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂或含支链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂与含直链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂的混合物。

2.根据权利要求1所述的地坪涂料，其特征在于：所述含支链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂与含直链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂的混合物中，所述含支链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂与含直链仲氨基的聚天门冬氨酸酯树脂的重量比为7:(1～5)。

3.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述分散剂为不饱和多元羧酸聚合物加聚硅氧烷共聚物。

4.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述消泡剂为含硅类消泡剂。

5.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述耐磨添加剂为γ晶型的纳米氧化铝。

6.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述防锈颜料为磷酸锌、改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或几种。

7.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述颜填料包括其他颜料和填料，其中，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉中的至少一种；所述其他颜料为钛白粉、酞青蓝、酞青绿、炭黑、柠檬黄中的至少一种。

8.根据权利要求1至2任一项所述的地坪涂料，其特征在于：所述多异氰酸酯固化剂为HDI三聚体。

9.一种地坪涂料的制备方法，包括如下步骤：

按照权利要求1～8任一项所述的地坪涂料的配方称取各组分；

将所述聚天门冬氨酸酯树脂、羟基丙烯酸树脂、分散剂、颜填料、耐磨添加剂、防锈颜料混合后进行研磨至混合物细度≤30μm；

向所述混合物中加入消泡剂、流平剂、溶剂并进行混合，得到所述配制成所述甲组份；

将所述甲、乙组份分别包装，得到所述地坪涂料。