CN106893380A - 一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，由以下成分组成：固化剂20～28重量份、耐磨骨料30～35重量份和树脂基料42～43重量份；其中，固化剂由松节油、蓖麻油、甲基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟丙脂和/或二月桂酸二丁基锡组成；耐磨骨料由高硅石英砂、白刚玉砂、棕刚玉砂、玻璃鳞片、碳化硅和骨料填充料组成；树脂基料由100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯、硅烷偶联剂、芳烃溶剂油和助剂组成。该地坪面层涂料方便施工，具有耐磨、防滑、降低噪音、快速固化、低VOC、环保无毒的特点，防腐、耐候、清洁性能好，涂层厚度薄。

Description

一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有耐磨防滑静音的功能性地坪涂料，具体涉及一种低VOC的有机无机复合地坪涂料及其制备方法，属于建筑地坪材料领域。
背景技术
国内现有的传统地坪涂料主要有各种环氧类地坪漆、聚氨酯地坪漆、乙烯基树脂地坪漆等有机地坪涂料形式。在地面涂装领域，传统的地坪涂料采用有机树脂及相对应的有机固化剂以双组份或多组份的形式。在固化过程中产生大量的有害物质及可燃性挥发物，严重影响施工人员及施工项目所在地的环境及安全，废弃物会造成严重的污染。例如在封闭的地下室进行大面积施工时，会产生大量的VOC排放，对施工人员及环境造成较大的影响。而且，这些地坪涂料属于危险化学品，在物流配送及运输过程中需要采取相应地安全防护措施。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种方便施工、材料用量少、防腐性能好、快速固化、低VOC、环保无毒、防滑、降低车辆行驶与地面摩擦噪音、经久耐用，能广泛用于-30℃～80℃环境温度下地面的防护及装饰材料，也可应用于工业地面、仓储地面或商业地面的防护及装饰。
为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：
一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其是由固化剂20～28重量份、耐磨骨料30～36重量份和树脂基料42～45重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油40～60wt％、蓖麻油10～24wt％、甲基三甲氧基硅烷10～15wt％、丙烯酸羟丙脂12～20wt％和/或二月桂酸二丁基锡1～3wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：高硅石英砂0～50wt％、白刚玉砂15～65wt％、棕刚玉砂0～50wt％、玻璃鳞片10～15wt％、碳化硅0～5wt％和骨料填充料3～25wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90～95wt％、硅烷偶联剂0.1～0.5wt％、芳烃溶剂油5～10wt％和助剂。
如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，优选地，其是由固化剂21～22重量份、耐磨骨料34～36重量份和树脂基料42～44重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油58～60wt％、蓖麻油10～12wt％、甲基三甲氧基硅烷13～15wt％、丙烯酸羟丙脂12～14wt％和/或二月桂酸二丁基锡1～3wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：高硅石英砂0～5wt％、白刚玉砂50～65wt％、棕刚玉砂0～5wt％、玻璃鳞片10～15wt％、碳化硅0～5wt％和骨料填充料3～20wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90～95wt％、硅烷偶联剂0.1～0.3wt％、芳烃溶剂油5～10wt％和助剂。
如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，优选地，所述助剂为消泡剂、润湿分散剂、流平剂、无机颜色浆料和/或改性氢氧化铝。
如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，优选地，所述耐磨骨料的粒度均为200～300nm。
如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，优选地，所述骨料填充料中，氧化铝占20～60wt％、氢氧化铝占20～60wt％和氧化镁占20～60wt％。
如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，优选地，所述高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料由固化剂22重量份、耐磨骨料33重量份和树脂基料44重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油40wt％、蓖麻油24wt％、甲基三甲氧基硅烷14wt％、丙烯酸羟丙脂20wt％和/或二月桂酸二丁基锡2wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：白刚玉砂65wt％、玻璃鳞片10wt％、碳化硅5wt％、氧化铝5wt％、氢氧化铝12wt％和氧化镁3wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90wt％、硅烷偶联剂0.2wt％、100号芳烃溶剂油5wt％和助剂余量。
另一方面，本发明提供如上所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤I制备固化剂：将所述松节油、蓖麻油、甲基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟丙脂和二月桂酸二丁基锡按照所述重量比加入到带有加热装置的分散釜内，釜内温度控制在50～65℃，分散10～20分钟后充氮气，并将釜内温度降低至常温后封装；
步骤II制备耐磨骨料：将所述高硅石英砂、白刚玉、棕刚玉、玻璃鳞片、碳化硅和/或骨料填充料按照所述重量比均匀混合；
步骤III制备树脂基料：在封闭的分散釜内按所述重量比将100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯与芳烃溶剂油溶剂进行充分的搅拌分散10～20分钟，加入助剂和硅烷偶联剂后继续搅拌分散5～10分钟后，釜内充氮气进行封装；
步骤IV：在施工时将步骤I制备的固化剂、II制备的耐磨骨料和III制备的树脂基料混合均匀。
又一方面，本发明提供所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料作为工业车间地面、办公场所地面、商业场所地面、车库地面、仓库地面、民居地面或户外场地地面防护及装饰涂料的应用。
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
(一)涂料中的树脂材料选用100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯，其具有超强的附着力、低VOC、柔韧性好、固化快、耐候性好。
(二)骨料成分中的白刚玉砂(粉)、棕刚玉砂(粉)和碳化硅可提高涂料的强度，耐划伤，并可增加涂料表面粗糙度，减低噪音。
碳化硅可提高涂料的强度，还可起到防滑的作用。
玻璃鳞片(Glass Flakes)是一种5微米厚的玻璃碎片。以这种玻璃鳞片作为填料的防腐涂层，具有很高的粘结力和优良的耐化学药品及抗老化性能。施工后的玻璃鳞片涂料中，横纵比高达30-120的扁平型的玻璃鳞片在树脂中呈平行重叠排列的迷宫式结构，从而形成致密的防渗、防腐层结构。
氧化铝、氢氧化铝和氧化镁作为填充料具有缓冲作用，可增强弹性、减低噪音。其中，氧化铝可提高面漆硬度，氧化镁具有阻燃性，氢氧化铝质轻利于施工混合时骨料在面漆中悬浮分散。
高硅含量石英砂(硅含量99wt％以上)可作为耐磨骨料，价格较白刚玉、棕刚玉、碳化硅便宜。
(三)本发明采用无溶剂固化剂，选取松节油和蓖麻油作为提供羟基的固化剂。两种植物油按照一定比例复配获得了固化速度快、表面光泽度好的效果，同时克服了单独使用一种植物油固化后表面出现微孔的问题。
甲基三甲氧基硅烷为稀料，用于改善固化剂粘稠度，挥发性低，无污染。
丙烯酸羟丙脂可改善地坪漆的柔韧性，防止漆面开裂。
二月桂酸二丁基锡为催化剂。
该固化剂可使树脂快速固化、增强层间附着力。
综上所述，本发明的地坪面层涂料方便施工，具有耐磨、防滑、降低噪音、快速固化、低VOC、环保无毒的特点，防腐、耐候、清洁性能好，涂层厚度薄，用量约100g/m2。
附图说明
图1为油性记号笔在普通地坪漆与本发明高耐磨静音防滑地坪漆的对比照片。
图2为分别在普通地坪漆与本发明高耐磨静音防滑地坪漆的降噪对比实验照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1-5制备高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料
(一)制备固化剂
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
松节油 40 40 40 40 60
蓖麻油 24 24 24 24 12
甲基三甲氧基硅烷 14 14 14 14 14
丙烯酸羟丙脂 20 20 20 20 12
二月桂酸二丁基锡 2 2 2 2 2
实施例1-5分别按照表1的重量份配比将松节油、蓖麻油、甲基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟丙脂和二月桂酸二丁基锡加入到带有加热装置的分散釜内，釜内温度控制在60℃，分散20分钟后充氮气，并将釜内温度降低至常温后灌装至密闭的包装袋及桶中制得高耐磨静音防滑超薄地坪面层涂料固化剂组份。
(二)制备耐磨骨料
表2
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
高硅石英砂 0 5 5 0 0
白刚玉 65 50 50 65 65
棕刚玉 0 15 50 0 0
玻璃鳞片 10 15 15 10 10
氧化铝 5 12 12 5 5
氢氧化铝 12 5 5 12 12
碳化硅 5 0 0 5 5
氧化镁 3 3 3 3 3
实施例1-5分别按照表2的重量份配比将高硅石英砂、白刚玉、棕刚玉、玻璃鳞片、氧化铝、氢氧化铝、碳化硅和/或氧化镁按照所述重量比均匀混合。
(三)制备树脂基料
表3
在封闭的分散釜内按表3所示重量比加入100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯与100号芳烃溶剂油溶剂，进行充分的搅拌分散20分钟，按顺序加入流平剂、消泡剂、润湿分散剂、硅烷偶联剂、无机颜料色浆/改性氢氧化铝后继续搅拌分散10分钟(在制备透明面漆层时用改性氢氧化铝取代无机色浆混合在树脂中有较好的透光性)，釜内充氮气进行封装至小型密封包装袋或桶中制得高耐磨静音防滑的超薄层地坪面层涂料的树脂组份。
在施工现场将固化剂、耐磨骨料、树脂基料按照1∶1.5∶2混合即可使用。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备地坪面层涂料，只是耐磨骨料采用以下组分：
表4
对比例1
高硅石英砂 0
白刚玉 0
棕刚玉 0
玻璃鳞片 10
氧化铝 25
氢氧化铝 35
碳化硅 5
氧化镁 25
对比例2
采用与实施例1相同的方法制备地坪面层涂料，只是固化剂采用以下组分：
表5
对比例2
松节油 0
蓖麻油 60
甲基三甲氧基硅烷 25
丙烯酸羟丙脂 10
二月桂酸二丁基锡 5
实施例6地面施工
(一)施工步骤
1.基面处理
用聚氨酯砂浆将地面裂缝、不平处补平。
2.涂刷底漆
用底漆打底一道，使之渗透至水泥毛细孔，以增强地坪漆层间附着力。
若地面平整度和强度较好，可省略第3和第4工序直接进入第5工序。
3.批刮耐磨砂浆
用底漆与石英砂配成砂浆整体批刮地面，使之填补地面凹坑，增加地面的平整度、硬度和强度。待砂浆层完全固化后打磨平整，并清洁地面。
4.批刮腻子
用底漆与石英粉配成腻子整体批刮找平地面，待腻子层完全固化后精磨，并清洁地面。
5.分别涂刷实施例1-5、对比例1和2的地坪面层涂料
用无齿镘刀批刮高耐磨防滑静音面漆一道，用海绵滚筒用力交错滚压，边角处用毛刷收净。待第一道固化后重复操作第二道，封锁保护现场。面漆总用量约100g/m2。
实验例1性能评价试验
(一)用实施例6所述的方法在300mm×300mm×20mm的混凝土板上分别涂刷实施例1-5、对比例1和2的面漆，进行性能测试，结果如表6、表7所示。
表6
实验项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
表干时间(25℃) 6小时 6小时 6小时 6小时 6小时
实干时间(25℃) 16小时 16小时 16小时 16小时 16小时
铅笔硬度 7H 6H 6H 7H 7H
摩察系数 0.66 0.67 0.67 0.66 0.66
拉伸粘接强度 4.7Mp 4.7Mp 4.7Mp 4.7Mp 4.4Mp
耐磨性能750g/500r 0.005 0.008 0.008 0.008 0.005
耐碱10％NaOH 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天
浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天
耐盐10％NaCL 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天 浸泡30天
耐人工老化 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时
耐盐雾 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时
耐湿热 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时 ≥2000小时
耐冷热循环10次 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常
紫外光照射 1000小时 1000小时 1000小时 1000小时 1000小时
弯曲性能 φ10mm无开裂 φ10mm无开裂 φ10m无开裂 φ10mm无开裂 φ10mm无开裂
表7
比较表6和表7的结果可知，骨料中加入高硅石英砂、白刚玉和/或棕刚玉可大大提高涂料的硬度、摩擦系数和耐磨性能。本发明的固化剂与现有固化剂相比固化速度、硬度、摩擦系数和耐磨性能有较大的提升。另外采用对比例2固化剂配方涂层固化时间受环境温度及湿度的变化较大且表面效果会受湿度影响产生不规则的气泡或纹理。
(二)清洁性试验
用油性记号笔分别在普通地坪漆(图1A)与实施例2高耐磨地坪漆(图1B)上图画，然后用海绵擦拭(图1C、图1D)，结果如图1C和图1D所示，本发明的高耐磨静音防滑地坪漆表面(图1D)具有疏油性，清洁性能好。
(三)降低车辆在转弯、刹车及减速的噪音性试验
用分贝仪分别记录在普通地坪漆与实施例1制备的高耐磨静音防滑地坪漆在车辆减速刹车、转弯、原地转向等情况下的轮胎与地面摩擦噪音，结果表明本发明的高耐磨静音防滑地坪漆的噪音下降较大。图2A为汽车在普通地坪漆上转弯时的摩擦噪音测试结果(69.5分贝)，图2B为相同汽车在实施例1高耐磨静音防滑地坪漆上转弯时的摩擦噪音测试结果(43.8分贝)。

Claims (8)

1.一种高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，其是由固化剂20～28重量份、耐磨骨料30～36重量份和树脂基料42～45重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油40～60wt％、蓖麻油10～24wt％、甲基三甲氧基硅烷10～15wt％、丙烯酸羟丙脂12～20wt％和/或二月桂酸二丁基锡1～3wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：高硅石英砂0～50wt％、白刚玉砂15～65wt％、棕刚玉砂0～50wt％、玻璃鳞片10～15wt％、碳化硅0～5wt％和骨料填充料3～25wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90～95wt％、硅烷偶联剂0.1～0.5wt％、芳烃溶剂油5～10wt％和助剂。
2.如权利要求1所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，其是由固化剂21～22重量份、耐磨骨料34～36重量份和树脂基料42～44重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油58～60wt％、蓖麻油10～12wt％、甲基三甲氧基硅烷13～15wt％、丙烯酸羟丙脂12～14wt％和/或二月桂酸二丁基锡1～3wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：高硅石英砂0～5wt％、白刚玉砂50～65wt％、棕刚玉砂0～5wt％、玻璃鳞片10～15wt％、碳化硅0～5wt％和骨料填充料3～20wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90～95wt％、硅烷偶联剂0.1～0.3wt％、芳烃溶剂油5～10wt％和助剂。
3.如权利要求1所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、润湿分散剂、流平剂、无机颜色浆料和/或改性氢氧化铝。
4.如权利要求1所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，所述耐磨骨料的粒度均为200～300nm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，所述骨料填充料中，氧化铝占20～60wt％、氢氧化铝占20～60wt％和氧化镁占20～60wt％。
6.如权利要求5所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料，其特征在于，所述高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料由固化剂22重量份、耐磨骨料33重量份和树脂基料44重量份组成；
其中，固化剂由以下成分组成：松节油40wt％、蓖麻油24wt％、甲基三甲氧基硅烷14wt％、丙烯酸羟丙脂20wt％和/或二月桂酸二丁基锡2wt％；
耐磨骨料由以下成分组成：白刚玉砂65wt％、玻璃鳞片10wt％、碳化硅5wt％、氧化铝5wt％、氢氧化铝12wt％和氧化镁3wt％；
树脂基料由以下成分组成：100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯90wt％、硅烷偶联剂0.2wt％、100号芳烃溶剂油5wt％和助剂余量。
7.如权利要求1-6中任一项所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤I制备固化剂：将所述松节油、蓖麻油、甲基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟丙脂和二月桂酸二丁基锡按照所述重量比加入到带有加热装置的分散釜内，釜内温度控制在50～65℃，分散10～20分钟后充氮气，并将釜内温度降低至常温后封装；
步骤II制备耐磨骨料：将所述高硅石英砂、白刚玉、棕刚玉、玻璃鳞片、碳化硅和/或骨料填充料按照所述重量比均匀混合；
步骤III制备树脂基料：在封闭的分散釜内按所述重量比将100％固含量的六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯与芳烃溶剂油溶剂进行充分的搅拌分散10～20分钟，加入助剂和硅烷偶联剂后继续搅拌分散5～10分钟后，釜内充氮气进行封装；
步骤IV：在施工时将步骤I制备的固化剂、II制备的耐磨骨料和III制备的树脂基料混合均匀。
8.如权利要求1-6中任一项所述的高耐磨静音防滑超薄层地坪面层涂料作为工业车间地面、办公场所地面、商业场所地面、车库地面、仓库地面、民居地面或户外场地地面防护及装饰涂料的应用。
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