CN107118698B - 地板蜡及地面涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地板蜡及地面涂层，属于地面涂层技术领域，该地面涂层同时具有良好的抗黑鞋跟印性能和抗滑性。本发明的地板蜡包括成膜组分和液态的介质，所述成膜组分分散在所述介质中，所述成膜组分包括：用于形成地面涂层基体的成膜聚合物，所述成膜聚合物包括弹性体，所述弹性体的最大拉伸弹性应变大于或等于50％；润滑剂。

Description

地板蜡及地面涂层

技术领域

本发明属于地面涂层技术领域，具体涉及一种地板蜡及地面涂层。

背景技术

在超市、工厂等的地面上可涂布地板蜡(Floor Finish，也称地板漆)以形成地面涂层，地面涂层通常每隔数月(如3～6个月)重新形成一次，以起到持续保护地面的作用。其中，“地板蜡”仅仅是本领域对一种产品的习惯名称，而不是对该产品的文字限定。因此，地板蜡不是必须涂布在地板上，其也可用于地坪(如橡胶地坪)、大理石、地砖、瓷砖等其它地面上。

在人走动时，黑色的鞋跟会与地面发生摩擦，这种摩擦可能导致鞋跟在地面涂层上“蹭”出黑色印记，形成黑鞋跟印(BHM，Black Heel Mark)。其中，“黑鞋跟印”仅仅是本领域对一种现象的习惯名称，而不是对该现象的文字限定。因此，并非只有黑色鞋跟蹭出的印记才称为黑鞋跟印，其它颜色(如棕色)的鞋跟在地面上蹭出的痕迹、由鞋的其它部位在地面上蹭出的痕迹、由车轮等其它结构在地面上蹭出的痕迹均可称为黑鞋跟印。

显然，黑鞋跟印影响地面美观，故要通过额外的清洁工作及时除去，这导致清洁工作量增加。因此，抗黑鞋跟印性能(即避免黑鞋跟印形成的能力)是地面涂层的重要性能之一。

已知的，通过增加地板蜡中润滑剂的含量可减少黑鞋跟印的形成，但这会导致地面涂层变滑，影响其抗滑性。或者，也可通过提高地面涂层的硬度防止黑鞋跟印形成，但这限制了地面涂层原料的选择范围，并降低其光泽度(Gloss)和涂布时的流平性(Leveling)等。或者，也可增加地板蜡中增塑剂的含量以提高抗黑鞋跟印性能，但这样灰尘等污染物容易沿增塑剂渗入(或者说融入)地面涂层中，降低地面涂层的耐污性。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种地板蜡，用其形成的地面涂层同时具有良好的抗黑鞋跟印性能和抗滑性。

以上地板蜡包括成膜组分和液态的介质，所述成膜组分分散在所述介质中，所述成膜组分包括：

用于形成地面涂层基体的成膜聚合物，所述成膜聚合物包括弹性体，所述弹性体的最大拉伸弹性应变大于或等于50％；

润滑剂。

优选的是，所述弹性体的玻璃化转变温度小于或等于0℃。

优选的是，所述弹性体包括聚丙烯酸酯弹性体、聚氨酯弹性体中的任意一种或多种。

优选的是，所述弹性体在成膜组分中的质量百分含量在1％～60％。

优选的是，所述成膜聚合物还包括苯乙烯-丙烯酸聚合物、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物中的任意一种或多种。

进一步优选的是，所述苯乙烯-丙烯酸聚合物的玻璃化转变温度大于或等于40℃。

优选的是，所述成膜聚合物在成膜组分中的质量百分含量在60％～90％。

优选的是，所述润滑剂包括含硅润滑剂、含氟润滑剂、含碳润滑剂中的任意一种或多种。

进一步优选的是，所述润滑剂为硅橡胶或硅油。

进一步优选的是，所述硅橡胶或硅油的重均分子量大于或等于10000。

优选的是，所述润滑剂在成膜组分中的质量百分含量在0.05％～5％。

优选的是，所述成膜组分还包括：蜡。

进一步优选的是，所述蜡包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、含氟聚合物蜡中的任意一种或多种。

进一步优选的是，所述蜡在成膜组分中的质量百分含量在1％～30％。

优选的是，所述介质为水。

优选的是，所述成膜组分分散在所述介质中形成乳液形式。

本发明的另一个方面是提供一种由上述地板蜡制备的地面涂层，其同时具有良好的抗黑鞋跟印性能和抗滑性。

该地面涂层由上述的地板蜡涂布在地面上后室温干燥形成。

附图说明

图1为现有的一种地面涂层的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种地面涂层的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细描述。

地板蜡

本发明实施例提供一种地板蜡。

地板蜡是一种涂料，其用于涂布在地板、地坪(如橡胶地坪)、大理石、地砖、瓷砖等地面上以形成地面涂层，地面涂层起到保护地面的作用。

本发明实施例的地板蜡包括成膜组分和液态的介质，成膜组分分散在介质中，而成膜组分包括：

用于形成地面涂层基体的成膜聚合物，成膜聚合物包括弹性体，弹性体的最大拉伸弹性应变大于或等于50％；

润滑剂。

也就是说，本发明实施例的地板蜡包括用于形成地面涂层的成膜组分，而成膜组分分散(如形成小液滴或溶解)在液态的介质中，故地板蜡产品整体上为可涂布的液体形式(如为乳液)，而当介质挥发后，成膜组分即可形成地面涂层。

下面对地板蜡的各组分进行详细介绍。

1)成膜聚合物以及其中的弹性体

成膜聚合物是构成地面涂层的基体的主要材料，在本实施例中，成膜聚合物中至少包括弹性体。

弹性体是指在较弱应力下可显著变形，并在应力消除后基本恢复原有形状的高分子材料，本发明实施例要求弹性体的最大拉伸弹性应变大于或等于50％，即弹性体在被拉伸至50％的应变后应可恢复原有形状。

优选的，弹性体的玻璃化转变温度小于或等于0℃。

也就是说，本发明实施例中优选使用具有较低Tg的弹性体材料。

优选的，可用的弹性体包括聚丙烯酸酯弹性体、聚氨酯弹性体中的任意一种或多种。

其中，具体可用的聚丙烯酸酯弹性体可为来自路博润公司的Hystrech V29、Hystrech V60、Hycar 29630、Hycar AE 960等。

优选的，弹性体在成膜组分中的质量百分含量在1％～60％；更优选在5％～30％；进一步优选在5％～20％。

优选的，成膜聚合物还包括不是弹性体的其它聚合物组分，例如苯乙烯-丙烯酸聚合物(苯丙树脂)、聚氨酯(PU)、丙烯酸酯聚合物中的任意一种或多种。

其中，以上苯乙烯-丙烯酸聚合物进一步优选为玻璃化转变温度(Tg)大于或等于40℃的苯乙烯-丙烯酸聚合物，其具体可为来自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的duplus 2、来自因泰公司(Interpolymer Company)的Sytran 1942等。或者，聚氨酯具体可为来自冠志新材料有限公司的PU 608A。

优选的，成膜聚合物在成膜组分中的质量百分含量在60％～90％；更优选在70％～85％；进一步优选在75％～80％。

可见，所有的成膜聚合物(包括弹性体和不属于弹性体的其它聚合物组分)在成膜组分中的质量百分含量在60％～90％；而在成膜聚合物中，至少有一部分为弹性体，该弹性体在成膜组分中的质量百分含量在1％～60％；因此，成膜聚合物可全部为弹性体(即成膜聚合物为占成膜组分60wt％的弹性体)，或者成膜聚合物中除弹性体外，也可还含有苯乙烯-丙烯酸聚合物、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物等其它不属于弹性体的组分。

2)润滑剂

成膜组分中还含有润滑剂，以改善地面涂层的抗黑鞋跟印性能。

优选的，可用的润滑剂包括含硅润滑剂、含氟润滑剂、含碳润滑剂中的任意一种或多种。

其中，更优选的润滑剂为硅橡胶(Silicone Rubber)或硅油(Silicone Oil)，进一步优选是大分子硅橡胶或硅油，如重均分子量大于或等于10000的硅橡胶或硅油，其具体可为购斯洛柯公司(Silok Comapny)的Silok 50、Silok 52等。

优选的，润滑剂在成膜组分中的质量百分含量在0.05％～5％；更优选在0.1％～4％；进一步优选在0.5％～3％。

3)蜡

优选的，成膜组分中还可含有蜡(Wax)，蜡颗粒上有许多不规则的凸起，故可增加地面涂层的粗糙度，提高其抗滑性。

优选的，可用的蜡包括聚乙烯蜡(PE Wax)、聚丙烯蜡(PP Wax)、聚酰胺蜡、含氟聚合物蜡中的任意一种或多种。

其中，具体的蜡可为来自莱克兰实验室公司(Lakeland Laboratory Company)的Lakewax37-d、Lalcewax37，来自因泰公司(Interpolymer Company)的Sytran we1401、Sytran pa1445、Sytran pa1465，来自麦可门公司(Michelman Company)的me39235、me43040等。

优选的，蜡在成膜组分中的质量百分含量在1％～30％；更优选在3％～20％；进一步优选在5％～15％。

4)增塑剂

优选的，成膜组分中还可含有增塑剂，增塑剂也可起到改善抗黑鞋跟印性能的作用。

在使用增塑剂时，若成膜聚合物的原料为乳液形式，则可将增塑剂预先加入成膜聚合物乳液中。

其中，具体可用的增塑剂包括乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)、磷酸三(丁氧基乙基)酯(TBEP)等，从环境角度考虑，乙酰柠檬酸三正丁酯是更优选的。

优选的，增塑剂在成膜组分中的质量百分含量在0.1％～5％。

5)成膜剂

优选的，成膜组分中还可含有成膜剂(Coalescent Agent)，以辅助地面涂层成膜。

其中，可用的成膜剂包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)等。

优选的，成膜剂在成膜组分中的质量百分含量在1％～5％。

6)其它助剂

当然，成膜组分中还可含有其它常用的助剂，如润湿剂、流平剂、消泡剂、防腐剂、表面活性剂等。

其中，润湿剂可为来自斯洛柯公司的Silok 8000、来自科幕化学公司的CapstoneFS60等，其在成膜组分中的质量百分含量优选在0.1％～2％。

其中，流平剂可为来自斯洛柯公司的Silok 8066(其同时也是润湿剂)，其在成膜组分中的质量百分含量优选在0.1％～2％。

其中，消泡剂可为来自斯洛柯公司的Silok 4680，其在成膜组分中的质量百分含量优选在0.1％～2％。

其中，防腐剂可为来自陶氏化学公司的Kathon CG，其在成膜组分中的质量百分含量优选在0.1％～1％。

其中，表面活性剂可为来自斯洛柯公司的Silok RM0038，其在成膜组分中的质量百分含量优选在0.1％～2％。

7)介质

介质是液态的，其用于将成膜组分分散(如形成液滴或溶解)，从而使地板蜡整体上形成可涂布的液体状态。

优选的，介质为水。

从成本、环境等方面考虑，水是地板蜡中最常用的介质，即地板蜡可为水基。当然，如果使用其它液体作为介质也是可行的。

优选的，以上各成膜组分在介质中可形成乳液形式。

也就是说，以上各成膜组分可以小液滴的形式分散在液态的介质中，从而地板蜡整体为乳液形式。

显然，对于地板蜡而言，除成膜组分外，剩余均为介质，故介质的含量应为余量。

通常而言，地板蜡的固含量(即成膜组分总含量)一般在15％～30％(质量百分含量)，优选在17％～25％。也就是说，以上描述的各组分的含量，均是在该15％～30％的固含量中的相对含量。

以上是对地板蜡中各组分的介绍，但应当理解，若地板蜡中还含有以上未提及的其它常规组分，也是可行的。

地板蜡的制备方法

本发明实施例的地板蜡的制备方法并无特殊限定，只要能将各组分最终均匀的混合在一起即可。

在实际制备过程中，可采用相应的乳液作为部分组分的原料。也就是说，某些组分可先单独分散在介质中形成乳液，之后再将不同的乳液、添加剂、剩余介质等混合，得到本发明实施例的地板蜡。

应当理解，若某组分的原料为乳液，则乳液中的固含量才是该组分在地板蜡中的实际用量，而乳液中的介质则为地板蜡的介质的一部分，通常而言，作为原料的乳液的固含量在15％～40％(质量百分含量)。

地面涂层

本发明实施例还提供一种地面涂层，其是由以上地板蜡涂布在地面上后室温干燥形成的。

其中，形成地面涂层的地面基体可以是地板，也可以是地坪(如橡胶地坪)、大理石、地砖、瓷砖等其它形式。

其中，为保证足够的涂层厚度，涂布的次数通常应为3次或以上，而每次的涂布量优选在15克/平方米～25克/平方米(以湿态质量计)。

其中，地板蜡干燥固化过程的条件并无特殊限定，一般只要在常规的室温环境中放置即可。

本发明实施例的地面涂层同时具有良好的抗黑鞋跟印性能、抗滑性、耐污性、光泽度等，且原料选择范围大。该地面涂层具有以上性能的原因可能如下(以下描述并非对本发明作用原理的限定)：

向地板蜡中添加润滑剂可改善抗黑鞋跟印的性能，但会导致抗滑性降低。通常而言，为改善抗滑性，可添加蜡，在地板蜡干燥过程中，蜡颗粒逐渐上升并集中在地面涂层表面附近，故蜡颗粒的不规则凸起可提高地面涂层粗糙度，改善抗滑性。但如图1所示，当使用润滑剂时，润滑剂颗粒也集中在地面涂层表面，且会覆盖蜡颗粒的凸起，使其失去抗滑作用，导致地面涂层的抗滑性降低。也就是说，若使用抗滑剂，则即使添加蜡，地面涂层的抗滑性能仍难以达标。

本发明实施例的地面涂层中含有润滑剂，故可提高抗黑鞋跟印的性能。同时，地面涂层中还含有弹性体，故如图2所示，润滑剂的颗粒容易与弹性体颗粒结合(Adhere)，当地面涂层受到冲击时，冲击会被弹性体颗粒的变形吸收(或者说缓冲)，润滑剂颗粒不容易滑动位移，从而地面涂层既具有良好的抗黑鞋跟印的性能，又具有良好的抗滑性。

另外，增加增塑剂用量或提高地面涂层硬度也可提高抗黑鞋跟印的性能，但这会导致地面涂层的耐污性、光泽度降低，并会限制原料的选择范围。而本发明实施例的地面涂层并未特别提高增塑剂用量，也不用提高硬度，故其耐污性、光泽度等性能好，且原料选择范围大。

具体实施例

下面制备本发明的地板蜡和地面涂层并测试其性能，作为具体的实施例。

1)原料

在具体实施例和对比例中使用的原料如下：

弹性体：来自路博润公司的Hystrech V29、Hystrech V60、Hycar 29630、Hycar AE960聚丙烯酸酯弹性体乳液。

其它成膜聚合物：来自因泰公司的Sytran 1942苯乙烯-丙烯酸聚合物乳液；来自冠志新材料有限公司的PU 608A聚氨酯乳液。

润滑剂：来自斯洛柯公司的Silok 50硅橡胶乳液。

蜡：来自因泰公司的Sytran pa1465蜡乳液，其为PE蜡乳液。

增塑剂：来自上海国药试剂有限公司的乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)。

成膜剂：来自陶氏化学公司的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)。

润湿剂：来自斯洛柯公司的Silok 8000、来自科幕化学公司的Capstone FS60。

流平剂：来自斯洛柯公司的Silok 8066(也是润湿剂)。

消泡剂：来自斯洛柯公司的Silok 4680。

防腐剂：来自陶氏化学公司的防腐剂Kathon CG。

表面活性剂：来自斯洛柯公司的Silok RM0038。

介质：去离子水。

2)样品制备

按照如下方法制备各实施例和对比例的地板蜡和地面涂层：

步骤1：

将以下原料混合均匀，得到第一中间液：

去离子水(介质)：18.08质量份；

Syntran 1942苯乙烯-丙烯酸聚合物乳液(其它成膜聚合物)：72.33质量份；

邻苯二甲酸二甲酯(成膜剂)：5.43质量份；

乙酰柠檬酸三正丁酯(增塑剂)：4.16质量份。

步骤2：

将以下原料混合均匀，得到第二中间液：

去离子水(介质)：98.3质量份；

Silok RM0038(表面活性剂)：0.3质量份；

Silok 50硅橡胶乳液(润滑剂)：2.1质量份。

步骤3：

按照下表配方，将第一中间液、第二中间液、其它原料混合，得到各实施例和对比例的地板蜡。

表1、各实施例和对比例的成分(其中含量均为质量份)

步骤4：

将各实施例和对比例的地板蜡涂布在白色的聚氯乙烯(PVC)板上，每个样品涂3层，每次涂布量为20克/平方米，各次涂布间有30分钟的间隔；全部涂布完成后在室温放置24小时(若有特殊说明则放置说明的时间)，得到地面涂层样品。

3)性能测试方法

按照以下方法，测试各实施例和对比例的地面涂层的性能：

(1)光泽度测试

用来自BYK加德纳有限公司(BYK-Gardner Company)的光泽计在60°的角度下测试光泽度，每个样品测3次取平均值为结果。

(2)抗黑鞋跟印性能测试

在空心六棱柱形滚筒(Capsule)的各内侧面上贴附样品，并向滚筒内放入三个硬质黑鞋跟和三个软质黑鞋跟，沿六棱柱的中心轴以20转/分钟的速度正向和反向转动滚筒各10分钟，使其中的鞋跟在运动中与样品碰撞，之后取出样品观察其表面，按以下标准确定抗黑鞋跟印性能级别：

5：有痕迹，但不变色；

4、有痕迹，略微发暗，有少量坑点；

3：有痕迹，略微发暗，有较多坑点；

2：有暗色标记；

1：有深重的黑暗印记。

(3)静摩擦系数(COF)测试

使用来自美国滑动仪表公司(American Slip Meter Company)的静摩擦系数测试仪按照ASM 825A标准测试样品的干态静摩擦系数。其中，用来自固特异轮胎与橡胶公司(The Goodyear Tire&Rubber Company)的橡胶鞋底作为摩擦介质，该橡胶鞋底的邵氏硬度为93～96，每个样品在五个不同位置测试，以平均值为测试结果。

通常认为，静摩擦系数大于或等于0.50对走动来说是足够安全的。

(4)湿抗磨性测试

将来自3M公司的3M Schotchbrite 5100红抹布用测试溶液浸湿作为摩擦介质；其中，测试溶液由1质量份的3M通用清洁剂(3M General Purpose Cleaner)和16质量份的水构成，且相对于水的量外加了2％(重量比)的来自科莱恩公司(Clariant Company)的Duasyn Black M-DL黑色颜料液。使用来自BYK加德纳有限公司的BYK耐磨试验机将红抹布压在样品上，施加1公斤的测试载荷并来回运动，每次来回为1个周期，测试100个周期后用上述(1)的方法测试光泽度，并按照以下标准确定湿抗磨性级别：

5：光泽度保留50％以上，有轻微线条；

4：光泽度保留50％以上，有较重线条；

3：光泽度保留50％以下，有较重线条；

2：光泽度保留50％以下，有小起鳞；

1：光泽度保持50％以下，有大起鳞。

(5)耐污性测试

采用与湿抗磨性测试相同的方法处理样品，并观察处理后的样品，按照以下标准评价耐污性级别：

5：白色(样品基底为白色，地面涂层基本无色透明)；

4：有微小的颜色变化；

3：有较小的颜色变化；

2：有较重的颜色变化；

1：有深度的颜色变化。

4)性能测试结果

对各实施例和对比例进行的样品的性能测试的结果如下表：

表2、各实施例和对比例的性能

上表中，产品1是来自3M公司的3M DuraBrite地板蜡，二者都不含润滑剂(硅橡胶)和弹性体。而对比例1和对比例2是按上述方法制备的地板蜡，其中对比例1含有润滑剂但不含弹性体，对比例2则含有弹性体但不含润滑剂。

可见，不含润滑剂和弹性体的产品1的抗黑鞋跟印性能只有3级，而本发明各实施例的抗黑鞋跟印性能多数为5级。这表明，如果不使用润滑剂和弹性体，则地面涂层的抗黑鞋跟印性能不佳。

含有润滑剂但不含弹性体的对比例1的地面涂层的静摩擦系数则明显偏低，尤其对于放置1个月的样品，其静摩擦系数已远低于通常认为安全的0.5的标准。这表明，如果单纯添加润滑剂，虽然能改善抗黑鞋跟印性能，但会导致抗滑性能严重降低(即使含蜡)，安全性不达标。

而含有弹性体但不含润滑剂的对比例2的地面涂层的静摩擦系数虽然很高，但其抗黑鞋跟印性能很差，只有2级。这表明，如果单纯添加弹性体，虽然能改善抗滑性，但会严重降低抗黑鞋跟印性能。

本发明实施例的地板蜡中同时含有润滑剂和弹性体(优选还含有蜡以进一步改善抗滑性)，故由其形成的地面涂层同时具有良好的抗黑鞋跟印性能和抗滑性；且由于其不需要特别改变增塑剂用量、硬度等，故其原料选择范围广，光泽度、耐污性等性能也好。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明实施例的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明实施例并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明实施例的保护范围。

Claims (13)

1.一种地板蜡，包括成膜组分和液态的介质，所述成膜组分分散在所述介质中，其特征在于，所述成膜组分包括：

用于形成地面涂层基体的成膜聚合物，所述成膜聚合物包括弹性体，所述弹性体的最大拉伸弹性应变大于或等于50％，所述弹性体为聚丙烯酸酯弹性体，所述弹性体在成膜组分中的质量百分含量在1％～60％；

润滑剂，所述润滑剂为含硅润滑剂，所述润滑剂在成膜组分中的质量百分含量在0.05％～5％。

2.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述弹性体的玻璃化转变温度小于或等于0℃。

3.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述成膜聚合物还包括苯乙烯-丙烯酸聚合物、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物中的任意一种或多种。

4.根据权利要求3所述的地板蜡，其特征在于，

所述苯乙烯-丙烯酸聚合物的玻璃化转变温度大于或等于40℃。

5.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述成膜聚合物在成膜组分中的质量百分含量在60％～90％。

6.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述润滑剂为硅橡胶或硅油。

7.根据权利要求6所述的地板蜡，其特征在于，

所述硅橡胶或硅油的重均分子量大于或等于10000。

8.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，所述成膜组分还包括：

蜡。

9.根据权利要求8所述的地板蜡，其特征在于，

所述蜡包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、含氟聚合物蜡中的任意一种或多种。

10.根据权利要求8所述的地板蜡，其特征在于，

所述蜡在成膜组分中的质量百分含量在1％～30％。

11.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述介质为水。

12.根据权利要求1所述的地板蜡，其特征在于，

所述成膜组分分散在所述介质中形成乳液形式。

13.一种地面涂层，其特征在于，

所述地面涂层由权利要求1至12任意一项所述的地板蜡涂布在地面上后室温干燥形成。