CN105753379B - 一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料，四组份分别是：A.改性聚醚多元醇水溶体，B.二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），C.无机活性骨料，D.无机颜料与植物油。四组份按重量比物理配制而成，各组份均参与化学反应，产品兼具有机高分子和无机混凝土的几乎所有优点：即有机物的耐化学品/柔韧/洁净/环保/美观等优点；无机物的强度好/耐磨/耐冲击/耐温差/寿命特长等优点;能耐受‑40℃—130℃的物理环境和耐受有机酸、碱、溶剂等大部分严苛的化学环境；可广泛应用于食品/屠宰/高湿高温/耐化学品等极端环境地面处理，和须重载/耐磨/洁净之车间/仓库/车库/试验室等地面，具有传统地坪涂料不可比拟的优势。

Description

一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料
技术领域
本发明涉及一种水性聚氨酯材料，具体是一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料。适用于食品/屠宰/重防腐/高湿高温等极端工作环境下之地面处理，和所有须耐磨/洁净/耐化学品等车间/仓库/停车库/试验室等工业及商业地面。
背景技术
目前，在我国工商业地坪中，主要分为：以水泥基为主的无机地坪和以有机高分子为凝结物的有机地坪，及其他瓷砖石膏地坪等；其中有机地坪80％以上为油性涂料制成，如环氧树脂工业地坪，丙烯酸地坪，单/双组份聚氨酯地坪等。溶剂型地坪涂料如环氧树脂地坪涂料，含有机飞发物、对施工环境要求高、施工周期长、易开裂、起泡、耐侯性差、耐温差性差等诸多缺点；而环氧树脂地坪几乎占有机地坪95％以上市场份额，所以市场急需一种高性能的地坪升级产品。近几年来，一些高档场所和有外资企业逐渐开始使用水性聚氨酯砂浆地坪。因为水性聚氨酯地坪具有非常良好的机械性能、温度适应范围广、能满足苛刻的环保要求、施工周期短、使用寿命长等诸多优点。
聚胺酯(英语：Polyurethane，IUPAC缩写为PUR，一般缩写为PU)是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元的一类高分子材料。1937年Otto Bayer和他的同事首次在德国勒沃库森的I.G.Farben实验室通过实验应用加成聚合原理，利用液态异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯生成一种有别于当时已发现的聚烯烃和缩聚生成塑料的新型塑料---聚胺酯。经过不断研究和发展，1954年聚氨酯作为工业塑料进入商业应用，至今聚氨酯在航空、汽车、建筑等领域已得到广泛的应用。
二十世纪九十年代，德国Bayer公司在实用水性聚氨酯涂料领域研究取得了突破，但仅限于薄涂型，不能做成厚浆涂层。BASF、DBC等公司的跟进研究，使得水性聚氨酯地坪涂料在欧美、日本、韩国等发达国家广泛使用。二十世纪末和本世纪初，厚浆型高性能水性聚氨酯地坪材料我国主要靠进口，并且全球市场基本被BASF、DBC、Sika等公司所占据。
水性聚氨酯地坪材料由于推广不力/造价高等因素，在我国并没有得到广泛使用，目前在工业地坪中所占比列不到5％。本发明配制的水性聚氨酯砂浆地坪材料的技术性能已经达到德国BASF、DBC等一线水平材料的技术标准，并且具有配制方便、造价低的特点，适合大面积推广使用。
本发明“四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料”与国内其他专利单组份或双组份水性聚氨酯地坪不同，具体表现在：①本发明配制的产品是通过精准的比例巧妙地把有机物与无机物杂化起来，从而，具有聚氨酯的耐化学品性、柔韧性、美观性等优点，又具有无机混凝土的高强度好、耐高温、寿命长、稳定性等特点，而市面上国产的聚氨酯地坪只具备了有机高分子的高性能而不具备有无机物特点。②本发明配制的产品另一特点是能一次性施工超厚涂层(可达10mm以上)，而且能在施工后4～6小时交付使用，而市面上国产的聚氨酯系列地坪漆都不可能达到。③性能方面，本发明配制的产品耐受温度可以达到130℃，而其他产品软化温度是55℃～70℃，而且可以在-40℃～130℃环境下正常使用，同时耐有机酸及溶剂性能比其它聚氨酯地坪要好。
发明内容
本发明的目的是:提供一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料，它既具有高分子材料的耐化学品性、柔韧性、洁净、环保、美观性等优点，又具有无机物的强度好、耐磨、抗冲击、耐高温、寿命特长等优良特性，同时还具有配制方便、造价低等一系列优点。
本发明提供的一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料制备技术方案如下：
四组份A、B、C、D分别是：A组份为改性聚醚多元醇水溶分散体，B组份为环保型二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，C组份为无机活性骨料(如水泥等)，D组份为无机顏料与植物油。四组份按重量百分比物理配制而成，比例是：A:B:C:D＝12.5:14:71:2.5。
该聚合物采用特殊结构的多元醇作为A组份；分子量在200至1000之间；具有特定官能团如羟基、羧基，羟基值100～160；酸值15～25之间；是含活泼氢的聚醚多元醇与异氰酸酯反应形成氨基甲酸酯链的高聚物。其反应方程式如下：ROH+RNCO→R-NHCOOR。
A组份聚醚多元醇中含有的水与B组份异氰酸酯反应成CO2和脲。HOH+2RNCO→
RNHCOHNR+CO2↑多余的异氰酸酯在多元醇及适当催化剂作用下形成二聚体和三聚体。上述几个反应产生大量热，可促使整个体系温度迅速升高，形成的产品可以在很短的时间内投入使用。
在C组份无机骨料组分中加入CO 2吸收剂，使反应过程不会发泡及减少气孔。
D组份采用无机颜料与植物油基料充分研磨制成浆体，在施工时加入一定比例浆体于A，B，C组份中并充分搅拌后，可得到色泽均一稳定之混合物；同时植物油之OH基与B组份之NCO也发生反应，这样ABCD四组份混合后均参与了化学反应，从而得到一高性能聚氨酯化合物产品。
本发明四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料配制生产过程的主要反应方程式如下：
体系主要的反应
多元醇与NCO的反应式：
4.2R-N＝C＝O+H2O→R-NH2+CO2
5.Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
6.无机物反应
7.3(CaO·siO2)+6H2O＝3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于此。
以下所提及的原料，除另有说明外，均是工业级产品，可通过商业渠道购得。所涉及的设备均为工业常规设备。
生产配制方法和步骤：
(1)多元醇a的合成：①将植物油、二聚酸、间苯二甲酸和新戊二醇，按比例45:10:5:40投入反应锅中，加热到225℃进行脱水缩合反应，利用二甲苯回流至PH值为8以下，停止反应。蒸出回流二甲苯，冷却到180℃以下出料备用。
(2)A组份配制：将多元醇a、PPG聚醚(L-1000)、乳化剂、水按比例50:15:0.5:34.5配制混合，先加入水，乳化剂再在均质机搅拌下慢慢加入多元醇a，PPG聚醚，混合成奶白色乳液状水性分散体。
(3)B组份均采用工业级MDI。
(4)C组分由40目～80目的石英砂(用80目和40目筛子依次过滤，选出40目～80目的石英砂)、高强度水泥和CO2吸收剂，按比例60:30:10配置，再用卧式螺旋混合机混合均匀，密封包装。
(5)D组分由高色相无机颜料、多元醇和高分子分散剂，按比例60:39:1配置，投入锅中搅拌分散均匀，经过研磨细度至50um以下，过滤包装。

Claims (5)

1.一种四组份水性聚氨酯砂浆地坪材料，其特征在于：四组份A、B、C、D分别是：A组份为改性聚醚多元醇水溶分散体，B组份为环保型二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，C组份为无机活性骨料，D组份为无机顏料与植物油，所述四组份按重量百分比物理配制而成，质量比例是：A:B:C:D＝12.5:14:71:2.5。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯砂浆地坪材料，其特征在于，A组份多元醇水溶体与B组份异氰酸酯反应生成有机高分子凝结物；A组份水与B组份异氰酸酯作用生成有机高分子凝结物；C组份无机活性骨料在A组份水的作用下生成无机混凝土凝结物，B组份异氰酸酯与D组份植物油反应生成高分子凝结物，同时整个过程产生的CO2将被C组份无机活性材料吸收生成无机矿物质。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯砂浆地坪材料，其特征在于，所述C组份无机骨料组分中加入CO2吸收剂，使反应过程不会发泡及减少气孔。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯砂浆地坪材料，其特征在于，D组份采用无机颜料与植物油基料充分研磨制成浆体，环保且与A，B，C组份混合后色泽均一稳定。
5.根据权利要求4所述的水性聚氨酯砂浆地坪材料，其特征在于，在施工时加入一定比例按权利要求4制备成的浆体于A，B，C组份中，并充分搅拌后，可得到色泽均一稳定之混合物。
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