CN105482618A - 一种水性环氧地坪涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性环氧地坪涂料，其包括A组分和B组分，按质量份计，所述A组分包括低分子液态环氧树脂80～90、改性增容树脂2～4、活性稀释剂5～15，所述B组分包括水20～30、水性胺固化剂40～45、功能树脂3～5、颜料3～18、填料10～25、消泡剂0.1～0.5、润湿流平剂0.1～0.3。本发明的水性环氧地坪涂料的A组分和B组分按一定比例混合形成的涂膜具有适宜的适用期和良好的施工性，涂膜具有较好的硬度、耐磨性、柔韧性、耐冲击性等物理机械性能及耐化学介质性。本发明还提供一种水性环氧地坪涂料的制备方法。

Description

一种水性环氧地坪涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧地坪涂料，尤其涉及一种水性环氧地坪涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着环氧水性化技术的快速发展，水性环氧地坪涂料得到开发和应用，与溶剂型环氧地坪涂料相比，水性环氧地坪涂料具有以下优势：涂层具有单向透气性，避免了因潮气产生起泡或剥离等不良弊病；以水为分散介质，阻燃、防爆，生产和使用更加安全方便；VOC(volatileorganiccompounds，挥发性有机化合物)含量低，更加环保。

现有的水性环氧地坪涂料主要有两类：一是以低分子液体环氧树脂与水性胺固化剂配伍的体系，该类涂料的综合使用成本低，是现有水性环氧地坪涂料的主流产品，因其施工固体分相对较高，可用于制备厚涂型面漆，但该涂料的两组分间相溶性较差，存在施工性差、适用期短、涂膜的综合性能不佳等诸多缺点；二是以水性环氧树脂乳液与水性胺固化剂配伍的体系，该涂料的两组分易于混合，但施工固体分相对较低，只能用于制备薄型面漆，涂装效率低，水性环氧树脂乳液中含有较多的亲水链段，降低了涂膜的耐化学介质性。因此现有的两类水性环氧地坪涂料都存在不足之处。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种以水为分散介质、VOC含量低，且具有较好成膜性及耐化学介质性的水性环氧地坪涂料及其制备方法。

一种水性环氧地坪涂料，其包括A组分和B组分，按质量份计，所述A组分包括低分子液态环氧树脂80～90、改性增容树脂2～4、活性稀释剂5～15，所述B组分包括水20～30、水性胺固化剂40～45、功能树脂3～5、颜料3～18、填料10～25、消泡剂0.1～0.5、润湿流平剂0.1～0.3。

进一步地，所述改性增容树脂同时具有亲油结构和亲水结构。

进一步地，所述增容树脂具有碳链、烷基、苯环等至少一种亲油结构和羟基、醚键等至少一种亲水结构。

进一步地，所述改性增容树脂为中海油常州涂料化工研究院有限司产品，其牌号为CTW-6060，固体含量≥98质量％，羟值25～30mgKOH/g。

进一步地，所述活性稀释剂为美国迈图公司产品，其牌号为CarduraE10P，沸程251～278℃，粘度7～8mPa·s。

进一步地，所述水性胺固化剂由水性胺固化剂I和水性胺固化剂II复配而成，所述水性胺固化剂I为美国迈图公司产品，其牌号为EPIKURE8545-W-52，固体含量51～54质量％，当量320g/mol，所述水性胺固化剂II为中海油常州涂料化工研究院有限公司产品，其牌号为CTW-6062，固体含量49～51质量％，当量300g/mol。

进一步地，所述功能树脂具有长碳链结构，使交联固化后的涂膜具有又韧又硬的特性及疏水性。

进一步地，所述功能树脂为吕特格公司产品，其牌号为NovaresLA300，其羟基含量1.7～2.2质量％，粘度300～400mPa·s。

一种水性环氧地坪涂料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂、改性增容树脂、活性稀释剂；

步骤2：在搅拌条件下加热；

步骤3：用绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将水、水性胺固化剂加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入颜料、填料，加完后搅拌，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂、消泡剂、润湿流平剂，继续搅拌均匀；

步骤7：用绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

进一步地，通过步骤1-3制备A组分或通过步骤4-7制备B组分不分先后顺序。

本发明的技术效果是：

本发明的水性环氧地坪涂料的A组分中的改性增容树脂具有碳链、烷基、苯环等至少一种的亲油结构和羟基、醚键等至少一种亲水结构，这种同时含有亲油和亲水双重结构的改性增容树脂作为中间媒介，提高了涂料A组分中亲油的环氧树脂与B组分中亲水的水性胺固化剂的相溶性，从而具有以下优点：一、使A组分易于被B组分乳化分散，便于施工现场操作；二、乳化分散后环氧树脂粒子的粒径较小，粒子表面的水性胺固化剂浓度适中，粒子表面固化速度较慢，水性胺固化剂分子有足够的时间扩散到环氧树脂分散相粒子内部，使水性胺固化剂分子充分交联固化，因而可以形成综合性能优良的涂膜。

本发明水性环氧地坪涂料的A组中以CarduraE10P为活性稀释剂，该活性稀释剂分子中具有大体积位阻烷基结构，给涂膜提供抗紫外线功能并给酯键、醚键等活性基团提供保护，使其免受酸、碱的进攻，提高了涂膜的耐候性、耐酸性、耐碱性等，同时也有效阻碍了环氧树脂内极性基团的相互吸引力，破环聚合物的结晶性，从而提高了涂膜的丰满度、光泽及柔韧性。另外，该活性稀释剂蒸气压很低，挥发性低，没有不愉快的气味，避免了常用的活性稀释剂如丁基缩水甘油醚在成膜之后仍有少量有机挥发物缓慢释放对环境和人体的危害。

本发明的水性环氧地坪涂料的B组分中的水性胺固化剂由水性胺固化剂I和水性胺固化剂II混合而成，这两种水性胺固化剂均为水性化的改性脂肪胺，对低分子液态环氧树脂具有较好的乳化能力，并具有各自特点，其中，水性胺固化剂I与环氧树脂反应的活性高，适用期稍短，交联固化后的涂膜硬度高，但柔韧性稍差；水性胺固化剂II与环氧树脂反应的活性较为温和，适用期较长，交联固化后的涂膜硬度适中，柔韧性良好。通过调节水性胺固化剂I、水性胺固化剂II的使用比例，相互间能够起到较好的互补协调作用，使涂料具有适宜的适用期，涂膜的硬度和柔韧性间取得平衡。

本发明的水性环氧地坪涂料的B组分中的功能树脂具有长碳链结构，使交联固化后的涂膜具有又韧又硬的特性，从而提高了涂膜的耐磨性和使用耐久性，同时长碳链结构的疏水性也改善了涂膜的耐水性。

本发明的水性环氧地坪涂料用途较广，可薄涂也可厚涂施工，也可加入适量的石英粉或石英砂制成腻子层和砂浆层，用于提高基材的强度和平整度，无须使用常规的中涂腻子和砂浆，简化了水性地坪涂料的品种，降低了地坪涂装时现场施工的操作难度。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于此。在各实施例和比较例中所采用的原料，除另有说明外，均是涂料用工业级市售品，所涉及的设备均为涂料工业常规设备。

一种水性环氧地坪涂料，其包括A组分和B组分，按质量份计，所述A组分包括低分子液态环氧树脂80～90、改性增容树脂2～4、活性稀释剂5～15，所述B组分包括水20～30、水性胺固化剂40～45、功能树脂3～5、颜料3～18、填料10～25、消泡剂0.1～0.5、润湿流平剂0.1～0.3。

使用时，A组分和B组分按质量份之比1:4混合。

所述低分子液态环氧树脂为美国迈图公司产品，其牌号为EPIKOTE828，环氧当量184～190g/mol。

所述改性增容树脂为中海油常州涂料化工研究院有限司产品，其牌号为CTW-6060，固体含量≥98质量％，羟值25～30mgKOH/g。

所述活性稀释剂为美国迈图公司产品，其牌号为CarduraE10P，沸程251～278℃，粘度7～8mPa·s。

所述水性胺固化剂由水性胺固化剂I水性胺固化剂II复配而成，水性胺固化剂I为美国迈图公司产品，其牌号为EPIKURE8545-W-52，固体含量51～54质量％，当量320g/mol，水性胺固化剂II为中海油常州涂料化工研究院有限公司产品，其牌号为CTW-6062，固体含量49～51质量％，当量300g/mol，其中，水性胺固化剂I和水性胺固化剂II按质量份3:1混合。

所述功能树脂为吕特格公司产品，其牌号为NovaresLA300，其羟基含量1.7～2.2质量％，粘度300～400mPa·s。

本发明的水性环氧地坪涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂、改性增容树脂、活性稀释剂；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将水、水性胺固化剂加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入颜料、填料，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂、消泡剂、润湿流平剂，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

可以理解，本发明的水性环氧地坪涂料的制备方法中，A组分的制备和B组分的制备不分先后顺序，例如，通过步骤1-3制备A组分的同时可进行步骤4-7以制备B组分。

实施例1

表1：A组分配方

表2：B组分的配方

制备工艺：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂87.0、改性增容树脂3.0、活性稀释剂10.0；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将去离子水21.3、水性胺固化剂I为33.0、水性胺固化剂II为11.0加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入钛白粉15.0、碳黑0.2、硅微粉8.0、沉淀硫酸钡8.0，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂3.0、消泡剂0.3、润湿流平剂0.2，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

实施例2

表3：A组分配方

表4：B组分的配方

制备工艺：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂87.0、改性增容树脂3.0、活性稀释剂10.0；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将去离子水23.0、水性胺固化剂I为33.0、水性胺固化剂II为11.0加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入钛白粉1.0、氧化铁黄3.0、酞氰绿1.5、硅微粉12.0、沉淀硫酸钡12.0，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂3.0、消泡剂0.3、润湿流平剂0.2，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

实施例3

表5：A组分配方

表6：B组分的配方

制备工艺：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂80.0、改性增容树脂2.0、活性稀释剂5.0；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将去离子水20.0、水性胺固化剂I为30.0、水性胺固化剂II为10.0加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入钛白粉1.0、氧化铁黄1.0、酞氰绿1.0、硅微粉5.0、沉淀硫酸钡5.0，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂5.0、消泡剂0.1、润湿流平剂0.1，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

实施例4

表7：A组分配方

表8：B组分的配方

制备工艺：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂90.0、改性增容树脂4.0、活性稀释剂15.0；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将去离子水30.0、水性胺固化剂I为33.0、水性胺固化剂II为12.0加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入钛白粉3.0、碳黑4.0、氧化铁黄5.0、酞氰绿8.0、硅微粉12.0、沉淀硫酸钡13.0，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂4.0、消泡剂0.5、润湿流平剂0.3，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

对比例

表9：A组分配方

组分	原料及规格	用量(质量份)
			低分子液体环氧树脂	迈图公司产品，牌号EPIKOTE 828	90.0
活性稀释剂	工业，丁基缩水甘油醚	10.0

表10：B组分的配方

制备工艺：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂90.0、活性稀释剂10.0；

步骤2：在搅拌条件中，缓慢升温至60℃，并在(60±2)℃下保温1小时，然后降温至40℃；

步骤3：用180目绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将去离子水30.0、水性胺固化剂I为44加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入钛白粉15.0、碳黑0.2、硅微粉9.0、沉淀硫酸钡9.0，加完后搅拌30分钟，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入消泡剂0.3、润湿流平剂0.2，继续搅拌20分钟；

步骤7：用120目绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

涂膜性能检测

实施例1-4及对比例制得的水性环氧地坪涂料的A组分与B组分按1:4(质量份比)，混合均匀后分别涂覆样板，涂膜在标准状态下放置7天后测试性能，测试结果见表11。

表11：实施例1-4及对比例的A组分和B组分涂膜测试性能结果表

由表11的结果见，本发明的水性环氧地坪涂料(实施例1-4)的施工性、适用期、涂膜外观、光泽、耐刮性、耐冲击性、柔韧性、耐化学介质性等均明显优于比较例，且VOC非常低，符合环保要求。

本发明的水性环氧地坪涂料的A组分中的改性增容树脂具有碳链、烷基、苯环等至少一种的亲油结构和羟基、醚键等至少一种亲水结构，这种同时含有亲油和亲水双重结构的改性增容树脂作为中间媒介，提高了涂料A组分中亲油的环氧树脂与B组分中亲水的水性胺固化剂的相溶性，从而具有以下优点：一、使A组分易于被B组分乳化分散，便于施工现场操作；二、乳化分散后环氧树脂粒子的粒径较小，粒子表面的水性胺固化剂浓度适中，粒子表面固化速度较慢，水性胺固化剂分子有足够的时间扩散到环氧树脂分散相粒子内部，使水性胺固化剂分子充分交联固化，因而可以形成综合性能优良的涂膜。

本发明涂料A组中以CarduraE10P为活性稀释剂，该活性稀释剂分子中具有大体积位阻烷基结构，给涂膜提供抗紫外线功能并给酯键、醚键等活性基团提供保护，使其免受酸、碱的进攻，提高了涂膜的耐候性、耐酸性、耐碱性等性能，同时也有效阻碍了环氧树脂内极性基团的相互吸引力，破环聚合物的结晶性，从而提高了涂膜的丰满度、光泽及柔韧性。另外，该活性稀释剂蒸气压很低，挥发性低，没有不愉快的气味，避免了常用的活性稀释剂如丁基缩水甘油醚在成膜之后仍有少量有机挥发物缓慢释放对环境和人体的危害。

本发明的水性环氧地坪涂料的B组分中水性胺固化剂由水性胺固化剂I和水性胺固化剂II混合而成，这两种水性胺固化剂均为水性化的改性脂肪胺，对低分子液态环氧树脂具有较好的乳化能力，并具有各自特点，其中，水性胺固化剂I与环氧树脂反应的活性高，适用期稍短，交联固化后的涂膜硬度高，但柔韧性稍差；而水性胺固化剂II与环氧树脂反应的活性较为温和，适用期较长，交联固化后的涂膜硬度适中，柔韧性良好。通过调节水性胺固化剂I、水性胺固化剂II的使用比例，相互间起到较好的互补协调作用，使涂料具有适宜的适用期，涂膜的硬度和柔韧性间取得平衡。

本发明的水性环氧地坪涂料的B组分中的功能树脂具有长碳链结构，使交联固化后的涂膜具有又韧又硬的特性，从而提高了涂膜的耐磨性和使用耐久性，同时长碳链结构的疏水性改善了涂膜的耐水性。

本发明的水性环氧地坪涂料用途较广，可薄涂也可厚涂施工，也可加入适量的石英粉或石英砂制成腻子层和砂浆层，用于提高基材的强度和平整度，无须使用常规的中涂腻子和砂浆，简化了水性地坪涂料的品种，降低了地坪涂装时现场施工的操作难度。

综上所述，本发明的水性环氧地坪涂料A组分、B组分的各个组分相互匹配，可以产生很好的协同作用，最终形成的涂料具有适宜的适用期和良好的施工性，涂膜具有较好的硬度、耐磨性、柔韧性、冲击性等物理机械性能及耐化学介质性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性环氧地坪涂料，其包括A组分和B组分，按质量份计，所述A组分包括低分子液态环氧树脂80～90、改性增容树脂2～4、活性稀释剂5～15，所述B组分包括水20～30、水性胺固化剂40～45、功能树脂3～5、颜料3～18、填料10～25、消泡剂0.1～0.5、润湿流平剂0.1～0.3。

2.如权利要求1所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述改性增容树脂同时具有亲油结构和亲水结构。

3.如权利要求2所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述增容树脂具有碳链、烷基、苯环等至少一种亲油结构和羟基、醚键等至少一种亲水结构。

4.如权利要求2所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述改性增容树脂为中海油常州涂料化工研究院有限司产品，其牌号为CTW-6060，固体含量≥98质量％，羟值25～30mgKOH/g。

5.如权利要求1所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述活性稀释剂为美国迈图公司产品，其牌号为CarduraE10P，沸程251～278℃，粘度7～8mPa·s。

6.如权利要求1所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述水性胺固化剂由水性胺固化剂I和水性胺固化剂II复配而成，所述水性胺固化剂I为美国迈图公司产品，其牌号为EPIKURE8545-W-52，固体含量51～54质量％，当量320g/mol，所述水性胺固化剂II为中海油常州涂料化工研究院有限公司产品，其牌号为CTW-6062，固体含量49～51质量％，当量300g/mol。

7.如权利要求1所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述功能树脂具有长碳链结构，使交联固化后的涂膜具有又韧又硬的特性及疏水性。

8.如权利要求1所述的水性环氧地坪涂料，其特征在于：所述功能树脂为吕特格公司产品，其牌号为NovaresLA300，其羟基含量1.7～2.2质量％，粘度300～400mPa·s。

9.如权利要求1-8任一项所述的水性环氧地坪涂料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：在反应釜中投入低分子液态环氧树脂、改性增容树脂、活性稀释剂；

步骤2：在搅拌条件下加热；

步骤3：用绢网过滤后即得水性环氧地坪涂料的A组分；

步骤4：将水、水性胺固化剂加入容器中，并搅拌均匀；

步骤5：在搅拌条件下，向容器中加入颜料、填料，加完后搅拌，然后用砂磨机分散至细度≤25μm，制得浆料；

步骤6：在搅拌条件下向步骤5制得浆料中依次加入功能树脂、消泡剂、润湿流平剂，继续搅拌均匀；

步骤7：用绢网过滤即得水性环氧地坪涂料的B组分。

10.如权利要求9所述的水性环氧地坪涂料的制备方法，其特征在于：通过步骤1-3制备A组分或通过步骤4-7制备B组分不分先后顺序。