CN106479240A - 渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法 - Google Patents

渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及功能涂层涂料技术，旨在提供一种渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法。包括：以HCl溶液调节掺锡氧化铟溶胶pH值至6～8；再加入掺铝氧化锌纳米粉体，用超声分散机超声分散后搅拌形成复合导电溶液；然后加入至纳米地坪硬化剂中，再加入异丙醇，搅拌后向混合物中加入硬化促进剂，搅拌得到产品。本发明采用掺锡氧化铟氧化物为导电材料，同时以线型纳米掺铝氧化锌为辅助导电材料，形成复合导电溶液，有利于导电材料形成导电网络从而达到抗静电的性能。可直接用于自流平水泥地坪的增硬和抗静电处理，具有渗透性能好，抗静电性能优良的优点。不仅耐久性好，且在增加地坪硬度的同时使自流平水泥材料获得抗静电效果。

Description

渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及功能涂层涂料制备技术，特别一种渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法。
背景技术
自流平水泥是一种新型建筑材料，广泛应用于工厂、城市公共建筑工程中，具有施工工艺简单，综合性能好等优点，逐渐成为各地坪建筑材料的首选。
然而，自流平水泥地坪材料与其它无机材料一样，本身电阻率较高，属于绝缘材料，不能满足在电子厂或各种精密仪器工厂的车间以及加油站等工作场所的抗静电的要求。通常，对地坪的抗静电处理可通过在水泥中加入导电填料(如云母、金属粉末、纤维)甚至在地坪中加入铜网来实现，但这种方法工艺较复杂，同时会影响水泥的性能，对于已经施工好的自流平水泥地坪无法进行抗静电处理。
另一种对于地坪的抗静电处理方式是在地坪表面涂覆一层抗静电涂层，如发明专利CN201410441497.0中在聚氨酯地坪涂料中加入银、云母等导电填料，涂层在地坪表面形成抗静电涂层。这种地坪属于有机涂层地坪，是在水泥层上方形成一层单纯的地坪涂层。因而其导电机理与一般抗静电涂层的形成机理一致，即导电材料分布在涂层中形成导电网络达到抗静电的效果，在这种涂层中只要导电材料足够多，很容易形成导电网络从而达到抗静电的性能。
而本发明所涉及的是一种渗透型无机地坪材料，即地坪涂料通过渗透到水泥孔结构中填补水泥的孔结构，并与水泥孔结构发生反应形成一个水泥与涂层的互嵌体，从而达到提高地坪硬度和抗冲击强度的作用。在这种地坪涂料制备的地坪中，由于水泥基体的阻隔，地坪涂层呈不连续分布状态因而导电材料也很难形成完整的导电网络，而导电网络的形成是抗静电性能的关键，另一方面，自流平水泥地坪的孔结构较小，渗透性能较差，因而导电材料的尺度大小也不能太大，微米级的导电材料无法使用。
针对这个问题，本发明从导电材料的性能和结构出发，选择导电性能优异的掺锡氧化铟(ITO)纳米颗粒状纳米粉体为主要导电材料，同时选择导电性能较高的线状纳米材料掺铝氧化锌(AZO)为搭配导电材料，通过更容易形成导电网络的线状ZAO的添加提高导电网络的形成概率同时使用ITO提高材料的导电性能，从而实现渗透型耐磨地坪涂料的抗静电性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在500～800r/min的搅拌条件下，向20～30质量份的掺锡氧化铟溶胶中加入0.001mol/L的HCl溶液，调节pH值至6～8；再加入掺铝氧化锌纳米粉体2～5质量份，用超声分散机超声分散后，在800r/min转速下搅拌30min形成复合导电溶液；然后将复合导电溶液加入至50～70质量份的纳米地坪硬化剂中，再加入10质量份的异丙醇，搅拌30min；然后向混合物中加入占其质量比3～5‰的硬化促进剂，搅拌30min，最终得到渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
本发明中，所述掺锡氧化铟溶胶的固含量为30％，溶胶颗粒的粒度为10～20nm，掺杂比为5％，溶胶所用溶剂为乙醇。
本发明中，所述掺铝氧化锌纳米线直径在20～80nm，长径比在30～50之间，铝掺杂的比例在5～7％。
本发明中，所述纳米地坪硬化剂是基于硅醇盐水解预聚基础上的溶剂型无机纳米硬化剂，固含量在60％以上，pH值在6～8之间。
本发明中，所述超声分散机的功率为5KW。
本发明中，所述硬化促进剂为含锡的交联剂。
本发明中，所述硬化促进剂是纯度大于95％的二月桂酸二丁基锡。
所述渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的使用方法，具体包括以下步骤：将混凝土强度等级为C20或C30的自流平水泥地坪用200目抛光片打磨平整，按1公斤/平方米的用量在地坪表面倾倒抗静电耐磨地坪硬涂料，然后涂抹均匀；用塑料薄膜覆盖在地坪上，静置2小时后揭开塑料薄膜，自然晾干8小时后，再用200～300目抛光片打磨地坪即可。
发明原理描述：
基于硅醇盐水解预聚的纳米地坪硬化剂具有硬度高、耐化学污染、耐久性好等优点，可应用于混凝土、水泥等各种种类地坪表面，通过渗透的方式在混凝土或水泥表面形成一层硬化层，从而达到水泥的硬化和除尘效果。着眼于自流平水泥的特性，本发明通过在纳米地坪硬化剂中添加导电材料掺锡氧化铟(ITO)，使水泥硬化层具有导电性能。该方法不仅适用于新施工自流平水泥，且适用于就自流平水泥地坪的抗静电增硬改造。自流平水泥孔隙率较低，孔径小，地坪硬化剂在自流平水泥中不易渗透，同时由于地坪材料与水泥的孔结构互嵌形成一体，通常情况下再加入单纯的颗粒型导电材料难以在一体化结构中形成完整的导电网络。针对这个问题，本发明线型的纳米AZO材料与导电性能优良的球状ITO纳米材料复配，提高导电材料在水泥基体内形成完整导电网络的能力。
与现有制备技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用导电性能优异的掺锡氧化铟(ITO)氧化物为导电材料，同时以线型纳米掺铝氧化锌(AZO)为辅助导电材料，形成复合导电溶液，有利于导电材料形成导电网络从而达到抗静电的性能。以基于硅醇盐水解预聚基础上的溶剂型纳米地坪硬化剂为载体制备的自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料可直接用于自流平水泥地坪的增硬和抗静电处理，具有渗透性能好，抗静电性能优良的优点。与通过在水泥中添加导电物质和在地坪表面涂覆抗静电聚氨酯或环氧树脂涂层比较，本方法制备的抗静电地坪涂料制备出的地坪不仅使用耐久性好，且在增加地坪硬度的同时使自流平水泥材料获得抗静电效果，同时可用于已有旧地坪的增硬抗静电处理。
具体实施方式
本发明中，所述掺锡氧化铟(ITO)导电溶胶、掺铝氧化锌纳米线、纳米地坪硬化剂和硬化促进剂均为市购产品。例如，下述实施例中的ITO导电溶胶即选用了上海巷田纳米材料有限公司的XT-0806-17-1产品。掺铝氧化锌纳米线选用的是北京德科岛金科技有限公司的产品。纳米地坪硬化剂选用了杭州纳谷新材料有限公司的纳米硬化剂X760，硬化促进剂选自阿拉丁试剂，货号D100274。
以下通过实例进一步对本发明进行描述。
实施例1
在500r/min的搅拌条件下，将20质量份的掺锡氧化铟(ITO)溶胶pH值用0.001mol/L的HCl溶液调节到6，再加入掺铝氧化锌纳米粉体5质量份，用5KW超声分散机超声分散后，在800r/min转速下搅拌30min形成复合导电溶液，再将复合导电溶液加入至70质量份的纳米地坪硬化剂中；再加入10质量份的异丙醇，搅拌30分钟，加入占混合物质量比3‰的硬化促进剂，搅拌30min后，即得到自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
实施例2
在600r/min的搅拌条件下，将30质量份的掺锡氧化铟(ITO)溶胶pH值用0.001mol/L的HCl溶液调节到8，再加入掺铝氧化锌纳米粉体3质量份，用5KW超声分散机超声分散后，在800r/min转速下搅拌30min形成复合导电溶液，再将复合导电溶液加入至60质量份的纳米地坪硬化剂中；再加入10质量份的异丙醇，搅拌30分钟，加入占混合物质量比5‰质量比的硬化促进剂，搅拌30min后，即得到自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
实施例3
在800r/min的搅拌条件下，将25质量份的掺锡氧化铟(ITO)溶胶pH值用0.001mol/L的HCl溶液调节到7，再加入掺铝氧化锌纳米粉体2质量份，用5KW超声分散机超声分散后，在800r/min转速下搅拌30min形成复合导电溶液，再将复合导电溶液加入至50质量份的纳米地坪硬化剂中；再加入10质量份的异丙醇，搅拌30分钟，加入占混合物质量比4‰质量比的硬化促进剂，搅拌30min后，即得到自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
对比例1
在800r/min的搅拌条件下，将50质量份的掺锡氧化铟(ITO)溶胶pH值用0.001mol/L的HCl溶液调节到7，用5KW超声分散机超声分散后，加入至50质量份的纳米地坪硬化剂中；再加入10质量份的异丙醇，搅拌30分钟，加入4‰质量比的硬化促进剂，搅拌30min后即得到自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
本发明所获得的自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的使用方法如下：
将混凝土强度等级为C20或C30的自流平水泥地坪用200目抛光片打磨平整后，按1公斤/平方米的量在地坪表面倾倒抗静电耐磨地坪硬涂料，然后涂抹均匀；用塑料薄膜覆盖在地坪上，静置2小时后揭开塑料薄膜；自然晾干8小时后，用200～300目抛光片打磨地坪即可。
表1为不同地坪样品表面电阻，其中对比例中未加ZAO线型纳米结构。
表1不同地坪样品表面电阻
样品 实例1 实例2 实例3 对比例1
表面电阻(Ω/□) 9×107 2×108 6×108 1×1010

Claims (7)

1.一种渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在500～800r/min的搅拌条件下，向20～30质量份的掺锡氧化铟溶胶中加入0.001mol/L的HCl溶液，调节pH值至6～8；再加入掺铝氧化锌纳米粉体2～5质量份，用超声分散机超声分散后，在800r/min转速下搅拌30min形成复合导电溶液；然后将复合导电溶液加入至50～70质量份的纳米地坪硬化剂中，再加入10质量份的异丙醇，搅拌30min；然后向混合物中加入占其质量比3～5‰的硬化促进剂，搅拌30min，最终得到渗透型自流平水泥抗静电耐磨地坪涂料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺锡氧化铟溶胶的固含量为30％，溶胶颗粒的粒度为10～20nm，掺杂比为5％，溶胶所用溶剂为乙醇。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺铝氧化锌纳米线直径在20～80nm，长径比在30～50之间，铝掺杂的比例在5～7％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米地坪硬化剂是基于硅醇盐水解预聚基础上的溶剂型无机纳米硬化剂，固含量在60％以上，pH值在6～8之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声分散机的功率为5KW。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬化促进剂为含锡的交联剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硬化促进剂是纯度大于95％的二月桂酸二丁基锡。
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