CN104073146B - 一种水性环氧聚氨酯地坪涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种水性环氧聚氨酯地坪涂料及其制备方法，所述涂料按质量百分由组分：去离子水32‑40％，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)5‑15％，聚醚多元醇1‑5％，甲苯二异氰酸酯3‑10％，二缩三乙二醇1‑4％，一缩二乙二醇1‑4％，二羟甲基丙酸1～3％，三羟甲基丙烷1‑2％，辛酸亚锡0.01～0.03％，二月桂酸二丁基锡0.01～0.04％，E‑20环氧树脂10‑15％，醋酸丁酯1‑3％，甲基丙二醇1‑3％，甲乙酮肟0.01‑0.05，亚硫酸氢0.01‑0.04％，超细高岭土4‑8％，超细二氧化硅4‑7％，超细金红石TiO210‑14％，润湿剂AD‑405为0.1‑0.3％，分散剂DP‑01为0.1‑0.4％，Cognis防腐剂0.1‑0.3％，高效成膜助剂JS‑PPH(302)为0.1‑0.8，有机硅消泡剂JS‑2010S为0.1‑0.3％组成。本发明的涂料具有高强度、高弹性、柔韧性好、极佳的耐磨性、耐冲击性，耐酸碱性、耐水性、耐洗刷性、耐人工老化性、附着力极强、断裂伸长率、拉伸强度优异的综合优点。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，涉及一种地坪涂料，更具体地说是涉及一种水性环氧聚氨酯地坪涂料及其制备方法。本发明的涂料主要应用于球场、仓库、车间、人行过道、教室等领域。
背景技术
为了满足现代工业化车间功能要求和人性化管理要求，创造良好的工作和生活环境，越来越多的生产车间、仓库、办公区、人行过道、教室、球场等使用色彩亮丽、性能优良的地坪涂料。目前市场上使用较多的是环氧地坪涂料和聚氨酯地坪涂料，这两类涂料都具有良好的装饰性、耐化学品性和耐磨性。但是环氧地坪涂料质地脆，弹性差，受冲击后容易开裂，而聚氨酯涂料在保持优异性能的同时，根据应用环境要求可以在很宽范围内调整涂层的表面硬度。因此，是一种性能优良、装饰性和实用性兼有的理想地坪涂料，而我们研制的水性环氧聚氨酯地坪涂料可以克服环氧地坪涂料的缺陷。
研究试验发现，聚氨酯同环氧树脂具有很好的相容性,聚氨酯对改性环氧树脂的拉伸强度和粘接强度贡献较大,但对体系抗冲击性能的提高影响不大；而聚醚聚氨酯中的聚醚链段使聚氨酯分子更柔顺,并且使聚氨酯在环氧基体中形成很好的分散相,它能显著提高改性体系的冲击强度。贡献柔顺性的原料主要是含端羟基的聚醚，其活动性相对较大；贡献刚性结构的原料主要是二异氰酸酯和小分子扩链剂，可以通过生成氢键形成物理交联；体系中引入少量多元醇，可以提高涂层的交联密度和强度，加入混合催化剂可以缩短反应的时间等等，并可达到提高综合性能效果。通过改进工艺，不用通入N2可以完成反应体系效果很好，由于聚氨酯的高弹性和环氧树脂良好的粘接性,其特点是一种材料贯穿到另一种材料中,可通过技术互补与强化，起互容协同效应作用，增强系统的综合性能。研究发明的该涂料绿色环保，既有环氧树脂的强粘结力、高耐腐蚀性，又具有弹性聚氨酯优异的耐磨、耐冲击、高强度等特性，它除了具有一般地坪涂料良好的装饰性、耐化学品性外，突出的特点是具有高强度、高弹性、柔韧性好、极佳的耐磨性、耐冲击性，耐酸碱性、耐水性、耐洗刷性、耐人工老化性、附着力极强、断裂伸长率、拉伸强度等优异的综合性能优点，提高了人行走时的舒适度，防滑降噪，具有广阔的发展应用前景。
发明内容
本发明的目的是针对存在的问题，提供一种水性环氧聚氨酯地坪涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术措施是：
一种水性环氧聚氨酯地坪涂料，组成的各组分的质量百分含量分别是：去离子水为32-40％，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为5-15％，聚醚多元醇为1-5％，甲苯二异氰酸酯为3-10％，二缩三乙二醇为1-4％，一缩二乙二醇为1-4％，二羟甲基丙酸为1～3％，三羟甲基丙烷为1-2％，辛酸亚锡为0.01～0.03％，二月桂酸二丁基锡为0.01～0.04％，E-20环氧树脂为10-15％，醋酸丁酯为1-3％，甲基丙二醇为1-3％，甲乙酮肟为0.01-0.05，亚硫酸氢为0.01-0.04％，超细高岭土为4-8％，超细二氧化硅为4-7％，超细金红石TiO2为10-14％，润湿剂AD-405为0.1-0.3％，分散剂DP-01为0.1-0.4％，Cognis防腐剂为0.1-0.3％，高效成膜助剂JS-PPH(302)为0.1-0.8，有机硅消泡剂JS-2010S为0.1-0.3％。
其中，所述的超细高岭土，超细二氧化硅和超细金红石TiO2的粒径均为1250目。
为实现上述目的，本发明采取的另一技术措施是：
本发明的水性环氧聚氨酯地坪涂料的制备方法，包括下列步骤：
1.在反应器以700-900r/min的低速搅拌条件下，按配方设计用量分别按顺序将水,异佛尔酮二异氰酸酯，聚醚多元醇，二缩三乙二醇，一缩二乙二醇，二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷加入反应器中，升温90-100℃回流1-2h，降温到室温；
2.将1/2的甲苯二异氰酸酯及全部辛酸亚锡T9加入到反应器中，搅拌0.7-1h，升温至75-85℃，再将剩余1/2的甲苯二异氰酸酯及全部二月桂酸二丁基锡，加入到反应器中，搅拌保温1.5-2h后，再加入甲乙酮肟，亚硫酸氢钠进行封端，搅拌保温反应0.3-0.4h；
3.在1500-3000r/min的高速搅拌条件下，按配方设计量将E-20环氧树脂采用醋酸丁酯和甲基丙二醇混合溶剂溶解后全部加入反应器中，保温75-85℃搅拌0.5-1h降温至室温；
4.在室温下,以1500-3000r/min的高速搅拌速度，分别将超细高岭土，超细二氧化硅，超细金红石TiO2，润湿剂AD-405，分散剂DP-01，防腐剂，高效成膜助剂JS-PPH(302)，有机硅消泡剂JS-2010S加入到反应器中，搅拌1-1.2h混合均匀,即得到水性环氧聚氨酯地坪涂料。
本发明与现有技术相比较所具有的优点和有益效果主要是:
1、本发明的涂料既具有环氧树脂的强粘结力、高耐腐蚀性，又具有弹性聚氨酯优异的耐磨、耐冲击、高强度等特性；它除了具有一般地坪涂料良好的装饰性、耐化学品性外，突出的优点是具有高强度、高弹性、柔韧性好、极佳的耐磨性、耐冲击性，耐酸碱性、耐水性、耐洗刷性、耐人工老化性、附着力极强、断裂伸长率、拉伸强度等优异的综合性能优点，提高了人行走时的舒适度，防滑降噪。
2、本发明的涂料制备工艺简单，操作方便，制备效率高，生产成本低，市场竞争力强。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明的技术方案：
各组分的来源：去离子水(自制)，异佛尔酮二异氰酸酯(上海子涵化学科技有限公司工业级产品)，聚醚多元醇333N(广州恒宇化工有限公司工业级产品)，甲苯二异氰酸酯(上海弘合化工科技有限公司工业级产品)，二缩三乙二醇(广州市缘创化工有限公司工业级产品)，一缩二乙二醇(广州市缘创化工有限公司工业级产品)，二羟甲基丙酸(上海惠今化工工业级产品)，三羟甲基丙烷(南京利必信化工有限公司工业级产品)，辛酸亚锡T9(安吉宏威化工有限公司工业级产品)，二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工工业级产品)，E-20环氧树脂(广州市盛浩化工有限公司工业级产品)，醋酸丁酯(上海天成环境保护化工有限公司工业级产品)，甲基丙二醇(潍坊明宗化工有限公司工业级产品)，甲乙酮肟(无锡市德宇化工有限公司工业级产品)，亚硫酸氢钠(山东国润精细化工有限公司工业级产品)，超细金红石TiO2(廊坊蓝科化工有限公司工业级产品)，超细高岭土(扬州帝蓝化工原料有限公司工业级产品)，超细二氧化硅(河南省海龙微粉厂工业级产品)，润湿剂AD-405(广州昂迪化工有限公司工业级产品)，分散剂DP-01(北京东联化工有限公司工业级产品)，Cognis防腐剂(德国科宁化工公司工业级产品)，高效成膜助剂JS-PPH(302)(上海锦山化工有限公司工业级产品)，有机硅消泡剂JS-2010S(上海锦山化工有限公司工业级产品)。
一、实施例1—5配方组分如下表所示：
| 各组分含量(质量百分数) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 去离子水 | 40 | 32 | 35 | 34 | 36 |
| 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) | 5 | 12 | 15 | 8 | 6 |
| 聚醚多元醇333N | 5 | 3 | 4 | 2 | 1 |
| 甲苯二异氰酸酯(TDI) | 5 | 3 | 4 | 6 | 10 |
| 二缩三乙二醇(EG) | 4 | 1 | 2 | 2 | 3 |
| 一缩二乙二醇(DEG) | 2 | 4 | 1 | 2 | 3 |
| 二羟甲基丙酸(DMPA) | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 三羟甲基丙烷(TMP) | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| 辛酸亚锡T9 | 0.01 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.03 |
| 二月桂酸二丁基锡 | 0.04 | 0.01 | 0.03 | 0.02 | 0.02 |
| E-20环氧树脂 | 10 | 12 | 11 | 14 | 15 |
| 醋酸丁酯 | 3 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| 甲基丙二醇 | 2 | 1 | 3 | 1 | 2 |
| 甲乙酮肟 | 0.01 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | 0.03 |
| 亚硫酸氢钠 | 0.04 | 0.01 | 0.03 | 0.03 | 0.02 |
| 超细金红石TiO2 | 10 | 12 | 11 | 13 | 14 |
| 超细高岭土 | 5 | 7 | 6 | 8 | 4 |
| 超细二氧化硅 | 5 | 6 | 5 | 4 | 7 |
| 润湿剂AD-405 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.2 |
| 分散剂DP-01 | 0.4 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 |
| Cognis防腐剂 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.2 |
| 高效成膜助剂JS-PPH(302) | 0.8 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | 0.2 |
| 有机硅消泡剂JS-2010S | 0.1 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
二、实施例1—5的制备方法，步骤如下：
1.在反应器以700-900r/min的低速搅拌条件下，按配方设计用量分别按顺序将水,异佛尔酮二异氰酸酯，聚醚多元醇，二缩三乙二醇，一缩二乙二醇，二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷加入反应器中，升温90-100℃回流1-2h，降温到室温；
2.将1/2的甲苯二异氰酸酯及全部辛酸亚锡T9加入到反应器中，搅拌0.7-1h，升温至75-85℃，再将剩余1/2的甲苯二异氰酸酯及全部二月桂酸二丁基锡，加入到反应器中，搅拌保温1.5-2h后，再加入甲乙酮肟，亚硫酸氢钠进行封端，搅拌保温反应0.3-0.4h；
3.在1500-3000r/min的高速搅拌条件下，按配方设计量将E-20环氧树脂采用醋酸丁酯和甲基丙二醇混合溶剂溶解后全部加入反应器中，保温75-85℃搅拌0.5-1h降温至室温；
4.在室温下,以1500-3000r/min的高速搅拌速度，分别将超细高岭土，超细二氧化硅，超细金红石，润湿剂AD-405，分散剂DP-01，防腐剂，高效成膜助剂JS-PPH(302)，有机硅消泡剂JS-2010S加入到反应器中，搅拌1-1.2h混合均匀,即得到水性环氧聚氨酯地坪涂料。
三、实施例1—5所得产品性能检测结果如下表所示：
Claims (2)
1.一种水性环氧聚氨酯地坪涂料，其特征在于，组成涂料的各组分的质量百分含量分别是：去离子水为32-40％，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为5-15％，聚醚多元醇为1-5％，甲苯二异氰酸酯为3-10％，二缩三乙二醇为1-4％，一缩二乙二醇为1-4％，二羟甲基丙酸为1～3％，三羟甲基丙烷为1-2％，辛酸亚锡为0.01～0.03％，二月桂酸二丁基锡为0.01～0.04％，E-20环氧树脂为10-15％，醋酸丁酯为1-3％，甲基丙二醇为1-3％，甲乙酮肟为0.01-0.05，亚硫酸氢为0.01-0.04％，超细高岭土为4-8％，超细二氧化硅为4-7％，超细金红石TiO2为10-14％，润湿剂AD-405为0.1-0.3％，分散剂DP-01为0.1-0.4％，Cognis防腐剂为0.1-0.3％，高效成膜助剂JS-PPH(302)为0.1-0.8，有机硅消泡剂JS-2010S为0.1-0.3％；其中，所述的超细高岭土，超细二氧化硅和超细金红石TiO2的粒径均为1250目。
2.一种根据权利要求1所述的水性环氧聚氨酯地坪涂料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)在反应器以700-900r/min的低速搅拌条件下，按配方设计用量分别按顺序将水,异佛尔酮二异氰酸酯，聚醚多元醇，二缩三乙二醇，一缩二乙二醇，二羟甲基丙酸，三羟甲基丙烷加入反应器中，升温90-100℃回流1-2h，降温到室温；
(2)将1/2的甲苯二异氰酸酯及全部辛酸亚锡T9加入到反应器中，搅拌0.7-1h，升温至75-85℃，再将剩余1/2的甲苯二异氰酸酯及全部二月桂酸二丁基锡，加入到反应器中，搅拌保温1.5-2h后，再加入甲乙酮肟，亚硫酸氢钠进行封端，搅拌保温反应0.3-0.4h；
(3)在1500-3000r/min的高速搅拌条件下，按配方设计量将E-20环氧树脂采用醋酸丁酯和甲基丙二醇混合溶剂溶解后全部加入反应器中，保温75-85℃搅拌0.5-1h降温至室温；
(4)在室温下,以1500-3000r/min的高速搅拌速度，分别将超细高岭土，超细二氧化硅，超细金红石TiO2，润湿剂AD-405，分散剂DP-01，防腐剂，高效成膜助剂JS-PPH(302)，有机硅消泡剂JS-2010S加入到反应器中，搅拌1-1.2h混合均匀,即得到水性环氧聚氨酯地坪涂料。
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