CN107163776B - 一种石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料及其制备方法 - Google Patents

一种石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石榴石改性的无溶剂环氧地坪涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。该材料由甲组份和乙组份构成，其甲组份由低分子量液体环氧树脂，活性稀释剂，颜料，石榴石，流平剂，消泡剂，润湿分散剂，防沉剂组成。乙组份由改性脂环胺组成。本发明所述石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料在硬度、耐磨性方面较传统的无溶剂环氧地坪涂料有了较大的提高，通过研究发现本发明技术方案制得的涂层硬度可达邵氏D 80以上，此外该无溶剂环氧地坪漆的耐磨性可达≤0.15g(750g/500r)，同时具有环境友好，生产方便等特点。

Description

一种石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种无溶剂型环氧地坪涂料及其制备方法，尤其涉及一种提高涂层硬度、耐磨性的石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料及其制备方法。
背景技术
地坪涂料是工业涂料的重要领域之一，现代化工厂中大量使用地坪涂料，随着现代工业技术和生产的迅速发展，业主对厂房、车间的生产环境提出了越来越高的要求，要求地坪涂料耐腐蚀、洁净和耐磨并具有较高的硬度，以达到降低室内空气含尘量，改善劳动条件的目的。
无溶剂环氧地坪涂料是工业地坪涂料中的重要品种，涂装后一次可达到较为理想的厚度，同时具有耐酸碱性、耐腐蚀性好的特点，但同时普通的无溶剂环氧地坪涂料也有一系列的缺陷如表面硬度不高，耐磨性不佳等。
石榴石通式为A3B2(SiO4)3，其中A代表二价元素(钙、镁、铁、锰等)，B 为三价元素(铝、铁、铬以及钛、钒、锆等)，其中铁铝石榴石硬度高，莫氏硬度可到7.5，因其硬度高，耐磨性好的特点，铁铝石榴石常被用于磨料。
中国专利公布号CN 103525249 A公布了一种无溶剂型环氧自流平地坪涂料及其制备方法和使用方法，包括无溶剂环氧底漆、找平层涂料和面涂层涂料。其不足之处在于，虽然获得了对光线产生漫反射而成纹理表面的地坪表面效果，但涂层的硬度和耐磨性不足。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有无溶剂环氧地坪涂料耐磨性差，硬度仍需提高的缺陷，提供一种更高耐摩性、更高硬度的石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料。同时生产方便，符合环保要求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料，该涂料由甲组份和乙组份构成，
甲组份由按重量份计的下述原料组成：
低分子量液体环氧树脂30～50份，活性稀释剂3～10份，颜料2～5份，石榴石25～50份，流平剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.5份，润湿分散剂0.1～1份，防沉剂0.2～1份；
乙组份由按重量份计的下述原料组成：
改性脂环胺A 20～60份，改性脂环胺B 15～55份；
其中，改性脂环胺A为2773固化剂和固化剂1372中的一种或两种，改性脂环胺B为2883固化剂和固化剂1328的一种或两种。
本发明技术方案中：所述的低分子量液体环氧树脂为SM828环氧树脂、SM618 环氧树脂和DER-331环氧树脂中的一种或几种。
本发明技术方案中：所述的活性稀释剂为活性稀释剂660和活性稀释剂660A 中的一种或两种。
本发明技术方案中：润湿分散剂为润湿分散剂BYK-P-104S、润湿分散剂 TEGO-610S中的一种或两种。
本发明技术方案中：所述的消泡剂为消泡剂A530、消泡剂Defom 6800和消泡剂TEGO-N中的一种或几种。
本发明技术方案中：所述的流平剂为流平剂BYK-320、流平剂BYK-354和流平剂EFKA 3772中的一种或几种。
本发明技术方案中：所述的防沉剂为机膨润土BS-1C、机膨润土HF160中的一种或两种。
本发明技术方案中：所述的石榴石为W14石榴石微粉或W28石榴石微粉中的一种或两种。
本发明技术方案中：甲组份中的颜料为金红石型钛白粉、中色素炭黑、中铬黄、氧化铬绿中的一种或几种；甲组份中的石榴石为莫氏硬度7.5的铁铝石榴石。
一种上述的改性环氧无溶剂涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
所述的甲组份的具体制备步骤如下：
先将低分子量液体环氧树脂与活性稀释剂搅拌10～15min混合均匀，然后加入润湿分散剂及30％的消泡剂后，在800～1000r/min的转速下分散5～10min，再加入防沉剂、颜料和石榴石，在1500～2500r/min的转速下分散0.5～1小时，然后加入剩余的消泡剂和流平剂后继续在1500～2500r/min的转速下分散5～10min 后静置0.5～1h，采用80目铜丝布过滤，即得甲组份，保存备用；
所述乙组份的具体制备步骤如下：
在混合容器中，先加入改性脂环胺A，再加入改性脂环胺B；在800～1000r/min 的转速下混合搅拌0.5～1h后静置15～30min；用120目绢丝布过滤，即制得乙组份，保存备用；
甲、乙组分按照重量比为3～8：1混合，搅拌均匀后即为石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料。
在本技术方案中，石榴石一种硬度高，耐磨性好的改性填充料，具有强度高、莫氏硬度高，吸油量低、高填充性、高耐磨性的特点；在无溶剂环氧地坪涂料中加入石榴石微粉使得涂层对水泥地面的接触更加紧密，同时采用的铁铝石榴石微粉莫氏硬度大，且与液体环氧树脂的相容性好，因此可提高涂层的耐摩性和硬度；
作为优选，低分子量液体环氧树脂为江苏三木SM828、SM 618和DOW化学公司的DER-331环氧树脂中的一种或几种；活性稀释剂为江苏三木的660和660A中的一种或两种；润湿分散剂为BYK公司的BYK-P-104S，TEGO公司的TEGO-610S中的一种或两种；消泡剂为BYK公司的A530、德谦海明斯公司的Defom 6800消泡剂和TEGO 公司的TEGO-N中的一种或几种；流平剂为BYK公司的BYK-320，BYK-354，EFKA公司的EFKA 3772中的一种或几种；防沉剂为浙江丰虹公司的BS-1C、HF160有机膨润土中的一种或两种。
在本技术方案中，液体环氧树脂具有粘度低，反应活性高的特点，可提高涂层的施工性能和涂层的交联密度；活性稀释剂具有降低体系粘度同时增韧的效果，可提高无溶剂环氧地坪涂料的施工效率和涂层韧性；
作为优选，所述石榴石微粉为日照石榴石矿业有限公司的W14或W28石榴石微粉中的一种或两种，目数为800目；
作为优选，改性脂环胺A为美国气体公司的2773固化剂，邦和化学的1372固化剂的一种或两种，改性脂环胺B为美国气体公司的2883固化剂，邦和化学的1328 固化剂的一种或两种；
在本技术方案中，通过搭配改性脂环胺A与改性脂环胺B的比例，可调整无溶剂环氧地坪涂料的混合适用期，并提高涂层的干燥速度和后期硬度。
作为优选，甲、乙组分按照重量比为4:1混合，搅拌均匀后即为石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料；
本发明的有益效果是：本发明石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料克服了传统无溶剂环氧地坪涂料硬度低，耐磨性差的缺陷，本发明石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料的硬度、耐磨性较传统的无溶剂环氧地坪涂层有了较大的提高，涂层耐磨性可达≤0.15g(750g/500r)，且该石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料的硬度提高至邵氏硬度D 80以上，同时由于本技术方案确定了涂料的各个组分并通过大量实验从众多的原料中正确选择了上述各原料且确定了适当的用量，使得甲组份与乙组份更为匹配，提高了漆膜的干燥速度及防腐蚀性能。该石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料还具有环境友好，生产方便等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
低分子量液体环氧树脂为江苏三木SM828环氧树脂、SM618环氧树脂和DOW化学公司的DER-331环氧树脂中的一种或几种；活性稀释剂为江苏三木的660和660A 中的一种或两种；润湿分散剂为BYK公司的BYK-P-104S，TEGO公司的TEGO-610S 中的一种或两种；消泡剂为BYK公司的A530、德谦海明斯公司的Defom 6800消泡剂和TEGO公司的TEGO-N中的一种或几种；流平剂为BYK公司的BYK-320，BYK-354， EFKA公司的EFKA 3772中的一种或几种；防沉剂为浙江丰虹公司的BS-1C、HF160 有机膨润土中的一种或两种。石榴石微粉为日照石榴石矿业有限公司的W14或W28 石榴石微粉中的一种或两种，目数为800目；
改性脂环胺A为美国气体公司的2773固化剂，邦和化学的1372固化剂的一种或两种，改性脂环胺B为美国气体公司的2883固化剂，邦和化学的1328固化剂的一种或两种；
实施例及比较例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。
实施例1～4制备石榴石改性环氧无溶剂地坪涂料。
实施例1
本实施例提供一种石榴石改性的无溶剂型环氧地坪涂料，包括甲、乙两组分，其中甲组分包含如下占甲组份质量百分比的成分：
液体环氧树脂 43％
活性稀释剂 6.5％
颜料 4.0％
石榴石微粉 45％
润湿分散剂 0.3％
消泡剂 0.3％
流平剂 0.4％
防沉剂 0.5％
前述液体环氧树脂为江苏三木SM 618环氧树脂；活性稀释剂为江苏三木SM 660；颜料为金红石型钛白粉：炭黑：中铬黄＝3.4:0.1:0.5(w％)；石榴石微粉为 W14型；润湿分散剂为BYK-P-104S；消泡剂为BYK‐A530；流平剂为BYK‐320： BYK‐354＝1:1；防沉剂为BS‐1C有机膨润土；
其中乙组分包含如下占乙组份质量百分比的成分：
改性脂环胺A 55％
改性脂环胺B 45％
前述改性脂环胺A为邦和1327固化剂，改性脂环胺B为气体公司2883固化剂；
具体制备方法为：
甲组份的制备包括以下步骤：先将液体环氧树脂与活性稀释剂搅拌10min 混合均匀，然后加入润湿分散剂及30％的消泡剂后，在800r/min的转速下分散 5min，再加入防沉剂、颜料和石榴石微粉，在1500r/min的转速下分散0.5小时，然后加入剩余的消泡剂和流平剂后继续在1500r/min的转速下分散5min后静置 0.5h，采用80目铜丝布过滤，即得甲组份，保存备用。乙组份的制备包括以下步骤：在混合容器中，先加入改性脂环胺A，再加入改性脂环胺B在800r/min 的转速下混合搅拌半小时后静置30min，用120目绢丝布过滤，即制得乙组份，保存备用。甲、乙组分按照重量比为4:1混合，搅拌均匀后即为石榴石改性无溶剂环氧地坪涂。
实施例2
本实施例提供一种石榴石改性的无溶剂型环氧地坪涂料，包括甲、乙两组分，其中甲组分包含如下占甲组份质量百分比的成分：
液体环氧树脂 38％
活性稀释剂 7.2％
颜料 3.5％
石榴石微粉 49％
润湿分散剂 0.5％
消泡剂 0.4％
流平剂 0.4％
防沉剂 1.0％
前述液体环氧树脂为SM 828环氧树脂；活性稀释剂为SM 660A；颜料为金红石型钛白粉：炭黑：氧化铬绿＝2.0:0.2:1.3(w％)；石榴石微粉为W14型：W28 型＝24.5:24.5(w％)；润湿分散剂为TEGO‐610S；消泡剂为Defom 6800：BYK A530 消泡剂＝0.2:0.2(w％)；流平剂为BYK‐320：BYK‐354＝0.2:0.2(w％)；防沉剂为HF160 有机膨润土；
其中乙组分包含如下占乙组份质量百分比的成分：
改性脂环胺A 50％
改性脂环胺B 50％
前述改性脂环胺A为邦和1328固化剂，改性脂环胺B为气体公司2883固化剂；
实施例2制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供一种石榴石改性的无溶剂型环氧地坪涂料，包括甲、乙两组分，其中甲组分包含如下占甲组份质量百分比的成分：
液体环氧树脂 42％
活性稀释剂 7.7％
颜料 4.5％
石榴石微粉 44％
润湿分散剂 0.4％
消泡剂 0.3％
流平剂 0.4％
防沉剂 0.7％
前述液体环氧树脂为DER-331环氧树脂；活性稀释剂为SM 660；颜料为金红石型钛白粉：炭黑：氧化铬绿＝2.0:0.2:1.3(w％)；石榴石微粉为W14型；润湿分散剂为TEGO‐610S；消泡剂为BYK A530消泡剂；流平剂为EFKA 3772；防沉剂为BS‐1C有机膨润土；
其中乙组分包含如下占乙组份质量百分比的成分：
改性脂环胺A 45％
改性脂环胺B 55％
前述改性脂环胺A为邦和1327固化剂，改性脂环胺B为气体公司2773固化剂；
实施例3制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供一种石榴石改性的无溶剂型环氧地坪涂料，包括甲、乙两组分，其中甲组分包含如下占甲组份质量百分比的成分：
液体环氧树脂 48％
活性稀释剂 5.5％
颜料 4.0％
石榴石微粉 40.5％
润湿分散剂 0.4％
消泡剂 0.4％
流平剂 0.4％
防沉剂 0.8％
前述液体环氧树脂为SM 828环氧树脂：SM618环氧树脂＝24:24(w％)；活性稀释剂为SM 660；颜料为金红石型钛白粉：炭黑：中铬黄＝3.0:0.2:0.8(w％)；石榴石微粉为W28型；润湿分散剂为BYK‐P‐104S；消泡剂TEGO‐N：BYK A530消泡剂＝0.2:0.2(w％)；流平剂为BYK‐320：EFKA 3772＝0.3:0.1(w％)；防沉剂为BS‐1C 有机膨润土；
其中乙组分包含如下占乙组份质量百分比的成分：
改性脂环胺A 45％
改性脂环胺B 55％
前述改性脂环胺A为邦和1327固化剂，改性脂环胺B为气体公司2883固化剂；
实施例4制备方法同实施例1。
对比例1，市售普通无溶剂环氧地坪涂料；
对比例2，所用配方与制法与实施例1相同，唯一区别是其中石榴石微粉改为800目石英粉；
对比例3，所用甲组份与制法与实施例1相同，唯一区别是乙组份中改性脂环胺A与改性脂环胺B的添加量分别为90％和10％；
施工工序：首先将甲组份和乙组份按照重量比为4:1进行混合，搅拌均匀后静置，在处理好的高密度石棉纤维水泥板上进行涂覆，干燥后养护168h后对比测试，结果如下：
表1测试结果
由上表中实施例1～4与对比例1、对比例2的数据对比结果可知，本发明石榴石改性无溶剂环氧地坪漆不仅具有物理机械性能和防腐性能优异等特点，同时在耐磨性和硬度上都要明显优于普通无溶剂环氧地坪涂料。这是由于在无溶剂环氧地坪涂料中加入石榴石微粉使得涂层对水泥地面的接触更加紧密，同时采用的铁铝石榴石微粉莫氏硬度大，且与液体环氧树脂的相容性好，因此可提高涂层的耐摩性和硬度，通过石榴石改性的无溶剂环氧地坪涂料的硬度、耐磨性较普通无溶剂环氧地坪涂层有明显提高，涂层耐磨性可达≤0.15g(750g/500r)，且进一步提高无溶剂环氧地坪涂料的硬度至邵氏硬度D 80以上；
由上表中实施例1～4与对比例3的数据对比结果可知，采用优选的改性脂环胺A与B的添加比例的乙组份，与甲组份配合制得的石榴石改性无溶剂环氧地坪涂膜的干燥速度及防腐蚀性能较好。这是由于乙组份优选了改性脂环胺A与改性脂环胺B的种类与比例，因此提高了涂层的干燥速度，后期硬度，同时还具有较强的防腐蚀性能。
上述实施例是本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料，其特征在于：该涂料由甲组份和乙组份构成，
甲组份由按重量份计的下述原料组成：
低分子量液体环氧树脂30～50份，活性稀释剂3～10份，颜料2～5份，石榴石25～50份，流平剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.5份，润湿分散剂0.1～1份，防沉剂0.2～1份；
乙组份由按重量份计的下述原料组成：
改性脂环胺A 20～60份，改性脂环胺B 15～55份；
其中：改性脂环胺A为2773固化剂1372中的一种或两种，改性脂环胺B为2883固化剂和固化剂1328的一种或两种；
所述的低分子量液体环氧树脂为SM828环氧树脂、SM618环氧树脂和DER-331环氧树脂中的一种或几种；
所述的活性稀释剂为活性稀释剂660和活性稀释剂660A 中的一种或两种；
润湿分散剂为润湿分散剂BYK-P-104S、润湿分散剂TEGO-610S中的一种或两种；
所述的消泡剂为消泡剂A530、消泡剂Defom 6800和消泡剂TEGO-N中的一种或几种；
所述的流平剂为流平剂BYK-320、流平剂BYK-354和流平剂EFKA 3772中的一种或几种；
所述的防沉剂为有机膨润土BS-1C；
所述的石榴石为W14石榴石微粉或W28石榴石微粉中的一种或两种；
甲组份中的颜料为金红石型钛白粉、中色素炭黑、中铬黄、氧化铬绿中的一种或几种；甲组份中的石榴石为莫氏硬度7.5的铁铝石榴石。
2.一种权利要求1所述的改性环氧无溶剂涂料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
所述的甲组份的具体制备步骤如下 ：
先将低分子量液体环氧树脂与活性稀释剂搅拌10～15min混合均匀，然后加入润湿分散剂及30％的消泡剂后，在800～1000r/min的转速下分散5～10min，再加入防沉剂、颜料和石榴石，在1500～2500r/min的转速下分散0.5～1小时，然后加入剩余的消泡剂和流平剂后继续在1500～2500r/min的转速下分散5～10min后静置0.5～1h，采用80目铜丝布过滤，即得甲组份，保存备用；
所述乙组份的具体制备步骤如下 ：
在混合容器中，先加入改性脂环胺A，再加入改性脂环胺B；在800～1000r/min的转速下混合搅拌0.5～1h后静置15～30min；用120目绢丝布过滤，即制得乙组份，保存备用；
甲、乙组分按照重量比为 3~8：1 混合，搅拌均匀后即为石榴石改性无溶剂环氧地坪涂料。
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