CN103214924A

CN103214924A - 一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料及其制备和使用方法

Info

Publication number: CN103214924A
Application number: CN2013101328589A
Authority: CN
Inventors: 刘子康; 王新锋
Original assignee: SHANGHAI ORIENTAL YUHONG WATERPROOF ENGINEERING Co Ltd; XUZHOU WONIUSHAN NEW WATERPROOF MATERIAL CO Ltd; Beijing Oriental Yuhong Waterproof Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Oriental Yuhong Waterproof Engineering Co., Ltd.; Shanghai Oriental Yuhong Waterproof Technology Co., Ltd.; Xuzhou Woniushan New Waterproof Material Co., Ltd.; Beijing Oriental Yuhong Waterproof Technology Co Ltd
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: CN103214924B

Abstract

本发明公开了一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，为现场喷涂成型的双组分涂料，由A组分和B组分构成，其中A组分的组成为：40～60重量份多异氰酸酯、35～50重量份聚醚多元醇反应而得的半预聚物、0～10份的稀释剂；B组分的组成为：35～50重量份端氨基聚醚、20～30重量份液态胺扩链剂、10～20重量份偏硅酸钙、2重量份的润湿分散剂以及0～3重量份助剂。本发明的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，通过喷涂设备，经快速混合后喷至基层表面，快速反应固结成为附着力强、坚韧的涂层。该涂层具有极强的附着力、高耐磨性、高抗冲击性、耐溶剂等功能的涂层。

Description

一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及到一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，属于地坪材料领域。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对现代居住环境和现代工业生产场所的清洁和美观提出了更高的要求。而普通水泥地面容易破损、起灰；水磨石地面不耐强机械冲击；花岗岩拼接地面有接缝，不耐化学介质的腐蚀、渗透；普通地板漆存在使用时间短、不耐磨损等缺点。因此，需要开发保护和装饰性能更好的地坪材料，以避免上述缺点。新开发的地坪材料需要满足这些特点：在现场施工成型，具有经久耐用、防尘、防腐、装饰性强、易于修理等，并且还可以根据用户的不同需要，选择相应的地坪类型，以有效的保护底材，提高地板的质量和装饰效果。

已有的方案，如传统的环氧地坪材料都存在着以下缺点：①硬度有余韧性不足，在使用时极易产生微裂纹而使地坪效果大大降低，导致修补及保养费用增加；②难以在垂直面或顶面施工；③体系含有机溶剂，对人体有害且污染环境；④必须采用多道施工，施工周期长，效率低。

发明内容

针对已有技术的缺陷，本发明提供一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，该涂料固化后表现出优异的性能，具体表现为极强的附着力、高耐磨性、高抗冲击性、耐溶剂等。

为实现上述发明目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，为现场喷涂成型的双组分涂料，由A组分和B组分构成，其中所述A组分的组成为：多异氰酸酯、聚醚多元醇反应而得的半预聚物、稀释剂；所述B组分的组成为：端氨基聚醚、液态胺扩链剂、偏硅酸钙以及助剂。

进一步的，本发明公开了所述偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料的制备方法，包括下述步骤：

A组分的制备方法：将聚醚多元醇、稀释剂加入有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至（100～120）℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至（50～60）℃加入相应量的多异氰酸酯，加热至（70～90）℃反应3小时，异氰酸酯基含量在10%～20%之间时，降温至（40～60）℃，出料而得；

所述B组分的制备方法：先把端胺基聚醚加入到反应釜中，然后搅拌下加入润湿分散剂和各种助剂慢速搅拌下待助剂分散均匀后，加入胺扩链剂、偏硅酸钙后高速搅拌0.5～1小时后，加入其他助剂混合均匀，用200目筛网过滤后出料。

进一步的，本发明公开了所述偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料的使用方法，将两组分按照体积比1：1的比例进行喷涂施工，采用的设备为喷涂主机和喷枪进行施工。

具体施工时所用的喷涂设备是不受到限制的，本领域常用设备均可用，例如施工时喷涂设备可使用美国Gusmer公司的H-3500或H-20/35主机和GX-7或GX-8喷枪，Glas-Craft公司的MX/MH主机和Probler喷枪，Graco公司的H-XP3主机或E-XP2主机和Fusion MP或Fusion AP喷枪等。

在本发明的更进一步详述和具体实施中，公开了所用的各种成分的优选用量，以便更好、更清楚的描述本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些特别用量限定，而是加入其他量的单体、辅料等，反应也是可以顺利进行的，申请人在下述中提供的用量是各成分的较佳或最佳用量。既能保证反应快速顺利进行，又尽可能避免了多余的原料浪费。对于各成分用量的变换依旧属于本发明的保护范围。

其中，各组分重量份数如下：

A组分是由40～60重量份多异氰酸酯、35～50重量份聚醚多元醇反应而得的半预聚物和0～10份的稀释剂组成；

B组分由35～50重量份端氨基聚醚、20～30重量份液态胺扩链剂、10～20偏硅酸钙、2重量份的润湿分散剂以及0～3重量份助剂组成。

在上述表达中，申请人对特定成分的用量使用了0-x这类的表达方式，此种方式要表达的含义是这些成分是可以加入的，也是可以不加入的，当使用这些成分时，只要其最高用量不超过x即可。

在本发明的更进一步详述和具体实施中，公开了所用的各种成分的优选类型，以便更好、更清楚的描述本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些细节信息而采用本发明技术领域其他通用的化学材料，只要其符合本发明上述对各组成成分名称所做的限定，依旧属于本发明的保护范围。

在本发明中，所述的多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，多次甲基多苯基多异氰酸酯的芳香族多异氰酸酯；或选自环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯；或其混合物。

在上述类型中，优选的是二苯基甲烷二异氰酸酯，所述二苯基甲烷二异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高2,4异构体含量的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述的聚醚多元醇选自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚中的一种和/或一种以上的混合物，优选的，聚醚多元醇的官能度为2～4，羟值当量至少为500，更优选羟值当量在1000～3000之间。

在本发明中，所述的端氨基聚醚选自端氨基聚乙二醇醚、端氨基聚丙二醇醚、端氨基聚丙三醇醚、端氨基聚季戊四醇醚中的一种和/或一种以上的混合物，优选的端氨基聚醚的官能度为2～4，胺值当量至少为100，更优选胺值当量在200～1600之间。

在本发明中，所述胺类扩链剂选自二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二苯胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷，脂肪族类扩链剂中的一种和/或一种以上的混合物。

在本发明中，所述的偏硅酸钙选自细粉型偏硅酸钙、超细粉型偏硅酸钙、针状粉型偏硅酸钙中的一种和/或一种以上的混合物，其细度至少为1000目。

在本发明中，所述的润湿分散剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种和/或一种以上的混合物。

进一步的，在本发明的涂料中，所述B组分还可包括其他助剂以改善涂料的多种性能，例如：

B组分中，根据需要可加入抗氧剂、紫外光吸收剂、流动改进剂等助剂，例如抗氧剂Irganox1010和1076(CIBAGEIGY公司）,Yoshinox BHT、BB、GSY-930等（YOSHITOM SEIYAKU公司），紫外光吸收剂TinuvinP327、328、B97(CIBAGEIGY公司）等，优选的，该类助剂的用量为B组分总量的0.2～2重量份。

本发明的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，兼顾了对基材的附着力、体系的粘度和地坪性能等综合因素，其技术进步主要体现在以下三个方面：

第一：喷涂聚脲地坪涂料要求涂膜的耐磨性尽量高，体系中引入偏硅酸钙来增加涂膜的耐磨性；

第二：在使用时，喷涂聚脲地坪涂料设定两组份的比例为1:1，而引入偏硅酸钙后可能会导致调整比例为1:1变得比较困难，使配方设计难度加大；而且影响了体系的粘度，若处理不当会导致混合不均；

第三：偏硅酸钙的加入在一定程度上对材料的喷涂工艺有不利影响，因此本发明的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料充分考虑到混合性、喷涂工艺和地坪性能的综合平衡，从而确定了上述最佳组成，达到了下述几个技术效果：

添加量小而且而对涂料耐磨性提高有显著影响：与原料的混溶性好；对基料的粘度影响小、可操作性好；无毒或毒性小；在体系中贮存稳定性好，具有较好的实用性和经济性。

本发明的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料应用的领域包括普通室内人行通道、运动场、跑道、地下停车场、车间地坪等领域，有效地解决了传统材料所导致的难题，具有寿命长、无污染、不流挂、施工快等特点，喷涂成型的聚脲地坪涂料与混凝土基材的附着力强，并且柔韧性好，抗冲击效果极佳。

申请人进行了大量的试验测试，证实本发明偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料在上述给定用量范围内，至少具有下述显著的性能优势：

一、固化速度快，一般在低于10～20秒的时间内迅速固化，层间施工间隔只需几分钟，如施工600m²/2.0mm厚的涂层，仅需4小时即可完成施工，1～2小时即可投入使用。

二、100％固含量，只要正确使用，无论是施工期间，还是材料投入使用后，涂层均不产生有害物质和刺激性气味。

三、固化后表现出优异的综合性能，例如极强高耐磨性、高抗冲击性、耐溶剂等。

具体实施方式

结合具体的实施例可以更好的理解本发明的发明精神，在以下实施中，提供了本发明若干优选的实施方式和材料组成，然而本发明并不仅限于采用下述方式实施，本领域技术人员在理解本发明发明实质的基础上对本发明所进行的变更、替换、改进等依旧属于本发明的保护范围。

在下述实施例中，各原料均可从市场采购，例如：

MDI-MI4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（德国BASF公司制造）

T-5000、D-2000端氨基聚醚（德国BASF公司制造）

DETDA二乙基甲苯二胺（美国Albemarle公司制造）

DMTDA二甲硫基甲苯二胺（美国Albemarle公司制造）

MDI-1004,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（烟台合成革厂制造）

偏硅酸钙（广州彬荣化工有限公司）

实施例l

将40重量份当量为1000的聚醚二元醇和10重量份稀释剂DINP加入充氮的反应釜中，加温至（105～115）℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至（50～60）℃加入50重量份MDI-MI加热至（70～90）℃反应3小时，降温至（50～60）℃出料即为A组分。B组分是由10重量份T-5000、30重量份D-2000、22重量份DETDA、8重量份DMTDA、15重量份偏硅酸钙、13重量份二氧化钛和2重量份的硅烷偶联剂在反应釜中搅拌混合均匀制成。

使用时，A、B组分通过美国Graco公司的H-XP3主机或E-XP2主机和FusionMP喷枪按1:1（体积比）喷涂形成聚脲弹性体。适合于车间地坪工程。该聚脲弹性体的主要物理性能如下表1所述：

表1聚脲弹性体的主要物理性能

项目	指标
		凝胶时间	10秒
拉伸强度	18MPa
		断裂伸长率	300%
撕裂强度	60KN/m
		硬度，邵D	65
耐磨性（1000g/1000r，H-18轮）	100mg
		抗冲击性（1000g，100cm）	无裂纹
附着力	3.0MPa

实施例2

将50重量份当量为1000的聚醚三元醇加入充氮的反应釜中，加温至（105～115）℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至（50～60）℃加入50重量份MDI-100，加热（70～90）℃反应3小时，降温至（50～60）℃出料即为A组分。B组分是由30重量份D-2000、18重量份T-5000、20重量份DETDA、10重量份的偏硅酸钙、10重量份的有机膨润土和2重量份的钛酸酯偶联剂在反应釜中搅拌混合均匀制成。

使用时，A、B组分通过美国Graco公司的H-XP3主机或E-XP2主机和FusionMP喷枪按1:1（体积比）喷涂形成聚脲弹性体。适合于地下室停车场地坪工程。该聚脲弹性体的主要物理性能见表2所述。

表2聚脲弹性体的主要物理性能

项目	指标
		凝胶时间	5秒
拉伸强度	18MPa
		断裂伸长率	400%
撕裂强度	55KN/m
		硬度，邵D	60
耐磨性（1000g/1000r，H-18轮）	120mg
		抗冲击性（1000g，100cm）	无裂纹
附着力	2.8MPa

实施例3

将60重量份当量为1000的聚醚二元醇加入充氮的反应釜中，加温至（105～115）℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至（50～60）℃加入50重量份MDI-100，加热至（70～90）℃反应3小时，降温至（50～60）℃出料即为A组分。B组分是由40重量份D-2000、16重量份T-5000、10重量份DETDA、12重量份DMTDA、20重量份的偏硅酸钙和2重量份的锆酸酯偶联剂在反应釜中搅拌混合均匀制成。

使用时，A、B组分通过美国Graco公司的H-XP3主机或E-XP2主机和FusionMP喷枪按1:1（体积比）喷涂形成聚脲弹性体。适合于海港工程钢结构的地坪工程。该聚脲弹性体的主要物理性能见表3所述：

表3聚脲弹性体的主要物理性能

项目	指标
		凝胶时间	10秒
拉伸强度	17MPa
		断裂伸长率	500%
撕裂强度	50KN/m
		硬度，邵D	40
耐磨性（1000g/1000r，H-18轮）	150mg
		抗冲击性（1000g，100cm）	无裂纹
附着力	2.8MPa

对比实施例1

将40重量份当量为1000的聚醚二元醇和10重量份的稀释剂DOP加入充氮的反应釜中，加温至（105～115）℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至（50～60）℃加入50重量份MDI-100，加热至（70～90）℃反应3小时，降温至（50～60）℃出料即为A组分。B组分是由38重量份T-5000、26重量份D-2000、36重量份DETDA在反应釜中搅拌混合均匀制成。

使用时，A、B组分通过美国Graco公司的H-XP3主机或E-XP2主机和FusionMP喷枪按1:1（体积比）喷涂形成聚脲弹性体。该聚脲弹性体的主要物理性能见表4所述

表4聚脲弹性体的主要物理性能

项目	指标
		凝胶时间	10秒
拉伸强度	14MPa
		断裂伸长率	370%
撕裂强度	48KN/m
		硬度，邵D	40
耐磨性（1000g/1000r，H-18轮）	150mg

抗冲击性（1000g，100cm）	无裂纹
		附着力	2.8MPa

由上述实验数据可以看出，本发明的涂料通过在所述的组成下各项性能均良好，满足应用需求。

Claims

1.一种偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，为现场喷涂成型的双组分涂料，由A组分和B组分构成，其特征在于所述A组分的组成为：多异氰酸酯、聚醚多元醇反应而得的半预聚物、稀释剂；所述B组分的组成为：端氨基聚醚、液态胺扩链剂、偏硅酸钙以及助剂。

2.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于其中各组分重量份数如下：

A组分：40～60重量份多异氰酸酯、35～50重量份聚醚多元醇反应而得的半预聚物、0～10份的稀释剂；

B组分：35～50重量份端氨基聚醚、20～30重量份液态胺扩链剂、10～20重量份偏硅酸钙、2重量份的润湿分散剂以及0～3重量份助剂。

3.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，多次甲基多苯基多异氰酸酯的芳香族多异氰酸酯；或选自环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯；或其混合物。

4.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述聚醚多元醇选自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚中的一种和/或一种以上的混合物，其官能度为2～4，羟值当量至少为500，羟值当量优选在1000～3000之间。

5.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述端氨基聚醚选自端氨基聚乙二醇醚、端氨基聚丙二醇醚、端氨基聚丙三醇醚、端氨基聚季戊四醇醚中的一种和/或一种以上的混合物，其官能度为2～4，胺值当量至少为100，羟值当量优选在200～1600之间。

6.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述胺类扩链剂选自二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二苯胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷，脂肪族类扩链剂中的一种和/或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述偏硅酸钙选自细粉型偏硅酸钙、超细粉型偏硅酸钙、针状粉型偏硅酸钙中的一种和/或一种以上的混合物，其细度至少为1000目。

8.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述润湿分散剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种和/或一种以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料，其特征在于所述助剂包括消泡剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、流动改进剂和/或增强材料。

10.权利要求1所述的偏硅酸钙改性喷涂聚脲地坪涂料的制备和使用方法，其特征在于：

所述A组分的制备方法：将聚醚多元醇、稀释剂加入有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至100～120℃，恒温抽真空至釜内压力-0.095MPa以上脱水3小时，关真空降温至50～60℃加入相应量的多异氰酸酯，加热至70～90℃反应3小时，异氰酸酯基含量在10%～20%之间时，降温至40～60℃，出料而得；

所述B组分的制备方法：先把端胺基聚醚加入到反应釜中，然后搅拌下加入润湿分散剂和各种助剂慢速搅拌下待助剂分散均匀后，加入胺扩链剂、偏硅酸钙后高速搅拌0.5～1小时后，加入其他助剂混合均匀，用200目筛网过滤后出料；

其使用方法为：将两组分按照体积比1：1的比例进行喷涂施工，采用喷涂机和喷枪进行喷涂。