CN105711198B - 一种自清洁防滑卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自清洁防滑卷材，该卷材为层状结构，包括从上至下通过自清洁防滑涂料粘接固化的自清洁防滑表面层、玻璃纤维网格布贴合层和玻璃纤维布层；所述自清洁防滑涂料由A组分和B组分组成；其中，以质量百分数计，A组分的组成为：环氧树脂、有机硅环氧树脂、稀释剂、增韧剂、分散剂、消泡剂、流平剂、自清洁剂、防滑填料、短切玻璃纤维、色浆和矿物填料；B组分的组成为：固化剂和固化促进剂。本发明将具有自清洁功能的树脂、助剂与环氧树脂进行复配，并引入高度无机防滑填料，获得了自清洁性高、易清洁、防滑性好的卷材。

Description

一种自清洁防滑卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子涂料和卷材技术领域，尤其涉及一种自清洁防滑卷材及其制备方法。
背景技术
清洁的生产环境已成为各个行业的作业前提，诸如食品、药品、卫生用品等行业更是非常重要。胶囊、食用油、肉制品加工等涉及到油污的工厂生产车间地面，不止需要易清洁、无尘，还因为油污具有润滑作用，较好的油污环境下具有防滑性能成为了当前油污类车间的必须前提。
然而，目前市场上能兼具油污下防滑性能好以及易清洁的地面材料极少。例如，水泥地面、防滑石材等虽然油污环境下防滑性能好，但不易清洁、容易滋生细菌是其致命缺陷；环氧自流平、塑胶卷材等表面光滑的地面材料，虽然易人工清洁，但油污环境下没有防滑效果。
申请公布号为CN104387914A的发明专利申请文献公开了一种防滑耐磨地坪涂料，该涂料包括环氧树脂20.2～24.6份；改性脂环胺类固化剂12.3～18.4份；六亚甲基二异氰酸酯三聚体8.2～10.8份；新癸酸缩水甘油酯6.2～8.6份；超细硅酸铝8.3～11.2份；环烷酸钴1～1.4份；钛白粉4.2～6.5份；石灰砂6.0～8.3份。该涂料强韧、耐磨、抗冲击，耐水、耐油污、耐酸碱等化学腐蚀。
申请公布号为CN103525248A的发明专利申请文献公开了一种复合地坪涂料及其制备方法和使用方法，该复合地坪涂料由环氧底漆、找平层涂料和面涂层涂料组成，所述面涂层涂料由无溶剂环氧自流平面漆和聚氨酯面漆组成；所述聚氨酯面漆由以下质量百分比的物质组成：5～10％的催化剂溶液，为A1组分；30～50％的脂肪族异氰酸酯预聚物，为B1组分；25～40％的150～300目氧化铝骨料，为C1组分；8～13％的聚氨酯色浆，为D1组分；所述无溶剂环氧自流平面漆由以下质量百分比的物质组成：25～40％的液体环氧树脂、3～10％的活性稀释剂、30～45％的325～600目石英粉、1～10％的助剂、3～10％环氧色浆，为B2组分；12～25％的改性脂环胺类固化剂，为A2组分；所述助剂由以下重量份物质组成：消泡剂0.1-0.5份，流平剂0.2-0.5份，防沉剂0.2-1.0份。该防滑、耐磨、硬度高、耐酸碱、耐候，与地坪基面粘接强度高。
申请公布号为CN103242742A的发明专利申请文献公开了一种用于卷材PVC地板的水性光固化涂料及其制备方法，该涂料包含以下组分：水性聚氨酯树脂20％～40％、双官能团丙烯酸酯25％～50％、光引发剂3％～10％、填料1％～20％、助剂1％～5％。该涂料经特定波长的紫外光照射后，可得到平整，坚韧耐磨，耐候，耐沾污，不黄变，环保无味无污染漆膜。
授权公告号为CN203230145U的实用新型专利文献公开了一种耐磨易清洁PVC塑胶地板，该地板包括紫外固化层、PVC透明膜层、印花层、PVC膜隔离层、加强层和底布层，所述紫外固化层、PVC透明膜层、印花层、PVC膜隔离层、加强层和底布层自上而下紧密复合在一起，所述PVC膜隔离层为白色PVC膜。该地板的抗菌性能强，防水、耐污、耐化学药品效果好，清洁方便，日常维护便捷，减噪、防滑效果好，适于大人流量环境使用，产品与下层粘结面具有较高的粘合度，增强了产品使用的物理稳定性。
上述涂料或地板虽然能够在一定程度上实现防滑或清洁，但是防滑和清洁的结合效果还有待提高。有必要提供一种具有自清洁效果且在油污环境下防滑性能好的材料以满足涉及油污工厂的生产车间地面的需求。
发明内容
本发明提供了一种自清洁防滑卷材及其制备方法，该自清洁防滑卷材不仅在油污环境下有较高的防滑性能，较高的摩擦系数，还具有自清洁效果，较易清洁，具有良好的曾水性、抗污性，能够满足油污环境下的防滑、易清洁、抗污等性能。
一种自清洁防滑卷材，为层状结构，包括从上至下通过自清洁防滑涂料粘接固化的自清洁防滑表面层、玻璃纤维网格布贴合层和玻璃纤维布层；
所述自清洁防滑涂料由重量比为20～1:6的A组分和B组分组成；
其中，以质量百分数计，A组分的组成为：
B组分的组成为：
固化剂 91～98％；
其余为固化促进剂。
作为优选，所述的自清洁防滑涂料，由重量比为20～1:6的A组分和B组分组成；
其中，以质量百分数计，A组分的组成为：
B组分的组成为：
固化剂 91～96％；
其余为固化促进剂。
有机硅环氧树脂含有环氧基团和硅氧基团，不仅能体现出良好的有机硅曾水性、自清洁性，其自身的环氧基团还与固化剂进行交联固化反应，具有环氧树脂的高粘结性能、优异的力学性能等特性；而在此基础上，涂料中再复配自清洁剂，从高分子材料复配的角度提高自清洁性能；防滑填料提供了材料表面的防滑颗粒、无规则的凹凸表面，从而具有较好的防滑性。适宜的有机硅环氧树脂、自清洁剂和防滑填料的添加能够既高度防滑又具有易清洁和自清洁的性能。
作为优选，所述有机硅环氧树脂的环氧值为0.02～0.07eq/100g，固含量为40～60％；上述参数范围的有机硅环氧树脂粘结性、耐水性以及憎水性、自清洁抗污性均更佳。
作为优选，所述自清洁剂为聚四氟乙烯粉、二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、1，4一双(羟基六氟异丙基)苯二缩水甘油醚、4，4’一二羟基八氟联苯二缩水甘油醚中的至少一种。向涂料体系中引入氟原子，能够使分子结构更为致密，碳氟原子能够紧密地排列在树脂主链周围，降低树脂的表面张力，从而提高自涂料的清洁性能；此外，自清洁剂的加入使涂料的耐腐蚀性、耐磨性、耐热性、疏水性、耐污染性和耐久性得到进一步的提高。
作为优选，所述防滑填料为石英砂、金刚砂、碳化硅、白刚玉、云母粉、碳酸钙中的至少一种。上述材料均属于高硬度、高耐磨、不规则的无机填料，其不规则的结构提高了防滑性和摩擦系数。
若防滑填料的细度目数过低，会影响涂料的自清洁性能，目数太高易导致防滑性能的大幅度下降。作为优选，防滑填料的细度为20～200目。
更优选，以质量百分数计，所述防滑填料的细度配级为：
20～70目 10～30％；
70～120目 20～50％；
120～200目 30～50％。
作为优选，所述短切玻璃纤维的长度为1.5～6mm。无规则的三维分布能够提高自清洁防滑涂料的立体粘结强度；若短切玻璃纤维的长度过短，对于提高粘结强度而言，作用较小；若短切玻璃纤维的长度过长，又容易使短切玻璃纤维在涂料中分散不均，造成短切玻璃纤维结团，而影响卷材的粘度强度和表面平整度。
作为优选，所述玻璃纤维网格布贴合层中玻璃纤维网格布的网眼尺寸为4×4mm～9×9mm，克重为50～180g/m2。网眼太小，易导致卷材收卷困难；网眼尺寸太大，不利于卷材力学性能和粘结性能的提高。
作为优选，所述玻璃纤维布层中玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，厚度为0.05～0.25mm，克重为50～250g/m2；利于卷材的收卷。
本发明还提供了一种所述自清洁防滑卷材的制备方法，包括：
(1)将所述自清洁防滑涂料涂布于玻璃纤维布上，固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在所述玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，并与玻璃纤维网格布粘结复合，固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在所述玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，固化后，形成自清洁防滑表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
作为优选，步骤(1)中，固化温度为90～120℃，固化时间为15～30min；步骤(2)中，固化温度为110～130℃，固化时间为10～25min；步骤(3)中，固化温度为120～140℃，固化时间为10～25min。
采用上述制备工艺能够提高卷材的固化度，使卷材的尺寸稳定性好、防滑性能稳定，自清洁性能较好。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明将具有自清洁功能的树脂、助剂与环氧树脂进行复配，并引入高度无机防滑填料，获得了自清洁性高、易清洁、防滑性好的卷材。
(2)本发明采用电子级玻璃纤维布、玻璃纤维网格布、短切玻璃纤维进行层与层之间和立体三维结构布置，不仅提高卷材力学性能，还增加了层与层之间的粘贴性，延长了使用寿命。
(3)本发明采用高温工艺固化、工业流水线生产，保证了材料性能的稳定性，且不受环境气候、温度、湿度的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明做进一步说明。
下列实施例中所涉及的材料来源为：环氧树脂128(宏昌电子材料股份有限公司)；活性稀释剂BGE(安徽新远科技有限公司)；有机硅环氧树脂(湖北新四海化工股份有限公司)增韧剂ZR-02(深圳飞盛达新材料有限公司)；润湿分散剂BYK180、消泡剂BYK550、流平剂BYK354(毕克助剂有限公司)；色浆(上海正安工贸有限公司)；玻璃纤维布、玻璃纤维网格布、短切玻璃纤维纤维(三合兴硕玻纤制品有限公司)；聚四氟乙烯粉、二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、1，4一双(羟基六氟异丙基)苯二缩水甘油醚、4，4’一二羟基八氟联苯二缩水甘油醚(上海市向岚化工有限公司)，石英砂、金刚砂、碳化硅、白刚玉、云母粉、碳酸钙(高科复材有限公司)固化剂H325、固化促进剂DMP-30(苏州连晟化工有限公司)。
实施例1
一、自清洁防滑涂料的制备
分别制备自清洁防滑涂料的两个组分，其中，
A组分的制备：将25份环氧树脂128，5份固含量为50％、环氧值为0.05eq/100g有机硅环氧树脂SH-023、4份稀释剂BGE、3份增韧剂ZR-02、0.2分散剂BYK180，0.5份消泡剂BYK550，0.3份流平剂BYK354，4份二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、50份防滑填料、3份长度为4mm的短切玻璃纤维、5份色浆，混合，搅拌均匀，得到A组分；
其中，防滑填料的组成为：15份70目的碳化硅30％，20份100目的金刚砂，15份200目的碳酸钙；
B组分的制备：将93份固化剂H325，7份固化促进剂DMP-30，混合，搅拌均匀，制得B组分。
A、B组分按20:3的重量比混合，搅拌均匀后，制得自清洁防滑涂料。
二、自清洁防滑卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将自清洁防滑涂料涂布在厚度为0.1mm、克重为120g/m2玻璃纤维布上，在110℃固化10分钟固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，与网眼尺寸4×4mm，克重为165g/m2玻璃纤维网格布粘结复合，在110℃固化12分钟固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，在120℃固化20分钟固化后，形成自清洁防滑涂料表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
经测试：防滑等级为R11，摩擦系数为0.75，抗污憎水性为104°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
实施例2
一、自清洁防滑涂料的制备
分别制备自清洁防滑涂料的两个组分，其中，
A组分的制备：将30份环氧树脂128，3份固含量为50％、环氧值为0.05eq/100g有机硅环氧树脂SH-023、5份稀释剂BGE、4份增韧剂ZR-02、0.2分散剂BYK180，0.3份消泡剂BYK550，0.5份流平剂BYK354，5份二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、45份防滑填料、3份长度为4mm的短切玻璃纤维、4份色浆，混合，搅拌均匀，得到A组分；
其中，防滑填料的组成为：13.5份40目的白刚玉，13.5份100目的金刚砂，18份200目的云母；
B组分的制备：将91份固化剂H325，9份固化促进剂DMP-30，混合，搅拌均匀，制得B组分。
A、B组分按20:3的重量比混合，搅拌均匀后，制得自清洁防滑涂料。
二、自清洁防滑卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将自清洁防滑涂料涂布在厚度为0.15mm、克重为150g/m2玻璃纤维布上，在110℃固化20分钟固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，与网眼尺寸5×5mm，克重为165g/m2玻璃纤维网格布粘结复合，在110℃固化15分钟固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，在130℃固化12分钟固化后，形成自清洁防滑涂料表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
经测试：防滑等级为R12，摩擦系数为0.8，抗污憎水性为102°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
实施例3
一、自清洁防滑涂料的制备
分别制备自清洁防滑涂料的两个组分，其中，
A组分的制备：将35份环氧树脂128，3份固含量为50％、环氧值为0.05eq/100g有机硅环氧树脂SH-023、5份稀释剂BGE、4份增韧剂ZR-02、0.2分散剂BYK180，0.5份消泡剂BYK550，0.3份流平剂BYK354，2份聚四氟乙烯粉、45份防滑填料、3份长度为2mm的短切玻璃纤维、3份色浆，混合，搅拌均匀，得到A组分；
其中防滑填料的组成为：13.5份20目的石英砂，18份120目的金刚砂，13.5份200目的石英砂。
B组分的制备：将96份固化剂H325，4份固化促进剂DMP-30，混合，搅拌均匀，制得B组分。
A、B组分按20:4的重量比混合，搅拌均匀后，制得自清洁防滑涂料。
二、自清洁防滑卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将自清洁防滑涂料涂布在厚度为0.2mm、克重为220g/m2玻璃纤维布上，在100℃固化20分钟固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，与网眼尺寸5×4mm，克重为165g/m2玻璃纤维网格布粘结复合，在120℃固化20分钟固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，在140℃固化10分钟固化后，形成自清洁防滑涂料表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
经测试：防滑等级为R11，摩擦系数为0.75，抗污憎水性为104°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
实施例4
一、自清洁防滑涂料的制备
分别制备自清洁防滑涂料的两个组分，其中，
A组分的制备：将20份环氧树脂128，5份固含量为50％、环氧值为0.05eq/100g有机硅环氧树脂SH-023、4份稀释剂BGE、5份增韧剂ZR-02、0.2分散剂BYK180，0.5份消泡剂BYK550，0.3份流平剂BYK354，2份聚四氟乙烯粉、3份4，4’一二羟基八氟联苯二缩水甘油醚、55份防滑填料、3份长度为6mm的短切玻璃纤维、2份色浆，混合，搅拌均匀，得到A组分；
其中防滑填料的组成为：11份20目的碳化硅30％，27.5份80目的金刚砂，16.5份150目的碳酸钙。
B组分的制备：将95份固化剂H325，5份固化促进剂DMP-30，混合，搅拌均匀，制得B组分。
A、B组分按20:1的重量比混合，搅拌均匀后，制得自清洁防滑涂料。
二、自清洁防滑卷材的制备
具体步骤如下：
(1)将自清洁防滑涂料涂布在厚度为0.12mm、克重为135g/m2玻璃纤维布上，在90℃固化30分钟固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，与网眼尺寸8×8mm，克重为125g/m2玻璃纤维网格布粘结复合，在110℃固化25分钟固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，在130℃固化15分钟固化后，形成自清洁防滑涂料表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
经测试：防滑等级为R12，摩擦系数为0.85，抗污憎水性为107°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
对比例1
一、自清洁防滑涂料的制备
本对比例除采用5份的300目的滑石粉替代实施例1中的防滑填料，其余步骤与实施例1相同。
二、自清洁防滑卷材的制备与实施例1完全相同。
经测试：防滑等级为R9，摩擦系数为0.55，抗污憎水性为104°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
对比例2
一、自清洁防滑涂料的制备
本对比例除采用5份的环氧树脂替代实施例1中的有机硅环氧树脂，其余步骤与实施例1相同。
二、自清洁防滑卷材的制备与实施例1完全相同。
经测试：防滑等级为R11，摩擦系数为0.75，抗污憎水性为98°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。
对比例3
一、自清洁防滑涂料的制备
本对比例除采用4份的稀释剂BGE替代实施例1中的二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚，其余步骤与实施例1相同。
二、自清洁防滑卷材的制备与实施例1完全相同。
经测试：防滑等级为R11，摩擦系数为0.75，抗污憎水性为96°，柔韧性为(检测标准GB 1731)。

Claims (9)

1.一种自清洁防滑卷材，为层状结构，其特征在于，包括从上至下通过自清洁防滑涂料粘接固化的自清洁防滑表面层、玻璃纤维网格布贴合层和玻璃纤维布层；
所述自清洁防滑涂料由重量比为20～1:6的A组分和B组分组成；
其中，以质量百分数计，A组分的组成为：
B组分的组成为：
固化剂 91～98％；
其余为固化促进剂；
所述自清洁剂为聚四氟乙烯粉、二酚基六氟丙烷二缩水甘油醚、1,4一双(羟基六氟异丙基)苯二缩水甘油醚、4,4’一二羟基八氟联苯二缩水甘油醚中的至少一种。
2.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，所述有机硅环氧树脂的环氧值为0.02～0.07eq/100g，固含量为40～60％。
3.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，所述防滑填料为石英砂、金刚砂、碳化硅、白刚玉、云母粉、碳酸钙中的至少一种。
4.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，以质量百分数计，所述防滑填料的细度为20～200目。
5.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，所述短切玻璃纤维的长度为1.5～6mm。
6.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，所述玻璃纤维网格布贴合层中玻璃纤维网格布的网眼尺寸为4×4mm～9×9mm，克重为50～180g/m2。
7.如权利要求1所述的自清洁防滑卷材，其特征在于，所述玻璃纤维布层中玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布，厚度为0.05～0.25mm，克重为50～250g/m2。
8.一种如权利要求1～7任一所述自清洁防滑卷材的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将所述自清洁防滑涂料涂布于玻璃纤维布上，固化后，形成玻璃纤维布层；
(2)在所述玻璃纤维布层上涂布自清洁防滑涂料，并与玻璃纤维网格布粘结复合，固化后，形成玻璃纤维网格布层；
(3)在所述玻璃纤维网格布层上涂布自清洁防滑涂料，固化后，形成自清洁防滑表面层；
(4)冷却、切边收卷，得到所述自清洁防滑卷材。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，固化温度为90～120℃，固化时间为15～30min；步骤(2)中，固化温度为110～130℃，固化时间为10～25min；步骤(3)中，固化温度为120～140℃，固化时间为10～25min。
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