CN109082174A - 高性能的地坪涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑涂料领域，涉及一种高性能的地坪涂料，适用于自流平地面或类似地面中普遍使用的水泥多孔结构基材。本发明提供的高性能的地坪涂料，包括底涂、置于该底涂上并与其直接接触的面涂；其中，底涂和面涂均采用水基丙烯酸聚合物乳液与一系列多功能材料掺混制备而成；当施加于地坪上时，可以提供连续的、致密的膜，该膜具有良好的耐磨性、可更好地防止液体(如茶水、咖啡)污染地板。

Description

高性能的地坪涂料
技术领域
本发明属于建筑涂料领域，具体涉及一种高性能的地坪涂料，适用于自流平地面或类似地面中普遍使用的水泥多孔结构基材。
背景技术
自流平产品是水泥基材料，其经固化和干燥后将形成多孔硬化的材料。为了防止其老化、磨损和因泄漏而导致长时间的污染，需要用特殊涂料保护来提供具有耐磨性、抗污性等最终应用性能。
有机溶剂基涂料被认为能够更深地渗入孔中，并且能很好地防水。但是，其有机溶剂含量对于环境和健康是一种威胁。而水基乳液涂料通常更为安全、廉价、并且对环境友好。
虽然从有机溶剂基涂料转变为水基涂料能够带来健康和安全的益处，但是，水基乳液地坪涂料的耐磨性、抗污性等性能也需要满足，甚至超出溶剂基涂料所具有的性能。
因此，本领域迫切需要开发出一种适用于自流平产品的涂料，并具有环保、抗刮擦，耐沾污、并易于维护的性能。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种高性能的地坪涂料，既环保，又具有优异的抗污耐磨性能，适用于自流平地面或类似地面中普遍使用的水泥多孔结构基材。
本发明提供的高性能的地坪涂料具有特殊的水基丙烯酸乳液配方，可提供低挥发性有机组分(VOC)、低滑性、高耐污性和良好的耐磨性；它包括底涂和面涂；其中，底涂用以填充水泥基的多孔结构以提供防水性，面涂用以提供抗磨耐污性能。
为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：
一种高性能的地坪涂料，包括底涂、置于该底涂上并与其直接接触的面涂。
其中，所述底涂包含以下组分，以重量份计：
(1a)20-30重量份的水性丙烯酸基乳液；
(1b)0.5-5重量份的聚合蜡乳液；
(1c)0.1-3重量份的有机金属鳌合物；
(1d)0.5-1重量份的多功能交联剂；
(1e)0.1-3重量份的抗刮擦剂；
(1f)1-5重量份的成膜助剂；
(1g)0.5-3重量份的表面活性剂；
(1h)0.5-3重量份的消泡剂；
所述面涂包含以下组分，以重量份计：
(2a)20-45重量份的水性丙烯酸基乳液；
(2b)2-8重量份的聚合蜡乳液；
(2c)0.1-3重量份的有机金属鳌合物；
(2d)1-3重量份的多功能交联剂；
(2e)0.5-5重量份的抗刮擦剂；
(2f)1-5重量份的成膜助剂；
(2g)0.5-3重量份的表面活性剂；
(2h)0.5-3重量份的消泡剂。
在本发明中，所述底涂可施用于各种表面，尤其适用于水泥自流平表面。
在本发明中，底涂和面涂显示出优异的流动性以及特别的致密性，并且没有表面缺陷。本发明提供的高性能的地坪涂料，其粘度为0.1-约1000Pa·s，并且可以是触变性的，其固含量约为15-50％(以重量计)。
优选的，所述底涂的固含量为20-30％(以重量计)，所述面涂的固含量为15-25％(以重量计)。
进一步，根据GBT22374-2008，所述高性能的地坪涂料的挥发性有机组分的含量低于120g/L。
进一步，所述高性能的地坪涂料的干膜厚度为10-50微米。
本发明中，成膜水基丙烯酸基材与聚合蜡乳液，用以提供不同的光泽度和耐磨性；有机金属螯合剂和多功能交联剂，用以增加强度；一种或多种添加剂，用以帮助膜的成形。所述添加剂包括：成膜助剂、消泡剂、分散剂、抗刮擦剂和表面活性剂。
在本发明中，所述水基丙烯酸基材选自以下聚合物和共聚物：聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯丙烯酸酯、聚芳族丙烯酸酯、聚醇酸丙烯酸酯、环氧官能的丙烯酸酯、氨基甲酸酯官能的丙烯酸酯、羟基官能的丙烯酸酯、自交联的丙烯酸酯、及其混合物，它们均以乳液形式分散在水中。
在本发明中，为了使得涂料达到所需的性能，在配方中加入了聚合蜡乳液和各种添加剂。
适用于本发明的一些市售的聚合蜡乳液的例子包括：氧化的聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡乳液。
在本发明中，其它功能性的添加剂选自：金属鳌合物、多功能交联剂、成膜助剂、消泡剂、表面活性剂、抗刮擦剂。
其中，金属鳌合物可选用有机钛鳌合物(如GP-YJT101)或铝-锆偶联剂(如HY-031)；多功能交联剂可选用多官能氮丙啶(如，)；成膜助剂可选用2-丁氧基乙醇、邻苯二甲酸酯、丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯中的一种或多种；消泡剂可选用矿物油型消泡剂(如SN-NXZ，Agitan 282)；表面活性剂可选用SN-5040；抗刮擦剂可选用聚醚改性的聚二甲基硅氧烷(如BYK-333或BD-3033)。
在本发明中，所述金属鳌合物有益于改善其它添加剂的界面性能，将涂层表面缺陷最小化，并改善配方的耐磨性。
在本发明中，所述交联剂可以改善涂料的最终性能，包括赋予强度和挠性，改善耐污性，增加涂层硬度。
在本发明中，成膜助剂可促进更连续的膜的形成。
在本发明中，消泡剂用于将工艺过程中的起泡最小化。
在本发明中，表面活性剂(或分散剂)可用于增加添加剂的分散性并将涂层的表面缺陷最小化。
在本发明中，抗刮擦剂可增加表面光滑性，从而显著改善基材的湿润性。
本发明还提供一种高性能的地坪涂料的制备方法，包括底涂的制备和面涂的制备。
本发明中，底涂的制备，依次包括如下步骤：
(1.1)首先，将金属鳌合物溶解在去离子水中，得到透明溶液；
(1.2)然后加入具有特定固含量的水基丙烯酸基材，并缓慢搅拌均匀；
(1.3)接着加入聚合蜡乳液，得到混合物，并缓慢搅拌该混合物，直至均匀；
(1.4)之后，向步骤(1.3)均匀的混合物中加入成膜助剂、消泡剂、表面活性剂和抗刮擦剂，并搅拌均匀；
(1.5)然后加入多功能交联剂，并搅拌均匀；
(1.6)最后，用150目的筛过滤整个混合物以分离聚结物，最终得到的混合物为底涂或面涂。
反应过程中，各反应物的添加量如下，以重量份计：
20-30重量份的水性丙烯酸基乳液；
0.5-5重量份的聚合蜡乳液；
0.1-3重量份的有机金属鳌合物；
0.5-1重量份的多功能交联剂；
0.1-3重量份的抗刮擦剂；
1-5重量份的成膜助剂；
0.5-3重量份的表面活性剂；
0.5-3重量份的消泡剂；
100重量份去离子水。
整个制备过程在室温下进行，并采用剪切分散器进行均匀搅拌。优选的，所有组分添加完成后，在剪切分散器中混合30分钟。
在本发明中，底涂和面涂的制备过程相同。
在本发明提供的高性能地坪涂料，用以填充水泥的多孔孔隙结构，并形成耐磨层以阻止其老化、磨损并耐污。所述底涂在较低的剪切速率和较高的分子量下具有明显的触变性能。所述面涂具有良好的硬度。
高性能的地坪涂料的施工过程包括如下步骤：
(3.1)将底涂用蜡拖涂敷在水泥自流平上，确保施工区域都被均匀覆盖；
(3.2)涂覆的底涂干燥后，使用蜡拖涂覆面涂。
本发明提供的高性能的地坪涂料可用各种工具施工，例如，用蜡拖手动涂敷或滚刷辊涂。对于自流平地面，底涂和面涂根据最终用途分别涂敷，涂覆一次至四次。优选的，多次底涂涂覆的间隔时间约为1小时，多次面涂覆的间隔时间也约为1小时。
本发明提供的高性能的地坪涂料可以快速地在室温成膜。涂布一周后实干，可得到最优性能。所述干燥的涂层具有独特的、优异的耐污性能，没有表面缺陷，具有很好的耐磨性。
本发明将水基丙烯酸聚合物乳液与一系列多功能材料掺混，分别制得适于填充水泥的多孔结构的高性能的地坪涂料的底涂和面涂；当施加于地坪上时，可以提供连续的、致密的膜，该膜具有良好的耐磨性、并可更好地防止液体(如茶水、咖啡)污染地板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的高性能的地坪涂料能够提供连续的、致密的薄膜，该薄膜可更好地防止污物污染自流平地板；并且，本发明的高性能的地坪可在自流平上形成耐磨层。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的高性能的地坪涂料涂布形成的涂层的横截面的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
在本发明中，试样的制备和施工，在室温(23℃±2℃)和大气压下进行，除非另有说明。
实施例1
底涂的制备，依次包括如下步骤：
(1.1)首先，将2重量份的GP-YJT101有机钛鳌合物溶解在100重量份的去离子水中，得到透明溶液；
(1.2)然后，将步骤(1.1)所得透明溶液和20重量份的GH98A-5水基丙烯酸乳液置于剪切分散器中进行均匀化；
(1.3)均匀化之后，将3重量份的AQUAMAT 272聚合蜡乳液加入，得到混合物，并缓慢搅拌该混合物，直至均匀；
(1.4)向步骤(1.3)的均匀的混合物中加入1重量份的表面活性剂SN-5040，以及1重量份的矿物油基消泡剂SN-NXZ，3重量份的成膜助剂TEXANOL，0.5重量份的抗刮擦剂BYK-333，并进一步搅拌均匀；
(1.5)加入0.5重量份的多功能交联剂并搅拌均匀；
(1.6)用150目的筛过滤整个混合物以分离出不需要的聚结物，得到的最终混合物为底涂。
整个制备过程在室温下进行，并采用剪切分散器进行均匀搅拌；所有组分添加完成后，在剪切分散器中混合30分钟。
面涂的制备，依次包括如下步骤：
(2.1)将2.5重量份的GP-YJT101有机钛鳌合物溶解在100重量份的去离子水中，得到透明溶液；
(2.2)然后，将透明溶液和30重量份的GH98A-5丙烯酸乳液置于剪切分散器中进行均匀化；
(2.3)均匀化之后，将5重量份的AQUAMAT 272聚合蜡乳液加入，得到混合物，缓慢搅拌该混合物，直至均匀；
(2.4)向步骤(2.3)均匀的混合物中加入1重量份的表面活性剂SN-5040，以及1重量份的矿物油基消泡剂SN-NXZ，3重量份的成膜助剂TEXANOL，3重量份的抗刮擦剂BYK-333；
(2.5)加入2重量份的多功能交联剂并搅拌均匀；
(2.6)最后，用150目的筛过滤整个混合物以分离出不需要的聚结物，得到的最终混合物为面涂。
整个制备过程在室温下进行，并采用剪切分散器进行均匀搅拌；所有组分添加完成后，在剪切分散器中混合30分钟。
高性能的地坪涂料的施工过程包括如下步骤：
(3.1a)将底涂用蜡拖涂敷在水泥自流平上，确保施工区域都被均匀覆盖；
(3.1b)第一次底涂完成后涂覆第二次，其间间隔约1小时；
(3.2a)第二次涂覆的底涂干燥后，使用蜡拖涂覆第一次面涂；
(3.2b)第一次面涂干燥至少1小时，施涂覆第二层面涂。
如图1所示，本实施例提供的高性能的地坪涂料经上述施工工艺形成的保护膜均匀致密，厚度约在20微米。
进一步，上述保护膜(涂层)的铅笔硬度测试硬度大于2H；其接触角测试显示水滴在其上的接触角在80-85度，具有明显憎水性；其实际使用效果也显示其优异的耐污性能，沾污在经涂料处理过的自流平地板上的如茶，咖啡，酱油等污渍易于清理干净，不留痕迹。
实施例2
使用实施例1的方法，将2重量份的GP-YJT101有机钛鳌合物溶解在55重量份的去离子水中。然后，将该混合物加入100重量份HD2535丙烯酸酯乳液中。向该混合物中加入5重量份的WE-618B3聚合蜡乳液、2重量份的表面活性剂SN-5040、1重量份的Agitan 282消泡剂、2重量份的TEXANOL作为成膜助剂、3重量份的BD-3033作为抗刮擦剂和2重量份的多功能交联剂来制得。作为面涂，将3重量份的GP-YJT101有机钛鳌合物溶解在80重量份的去离子水中；然后，将该混合物加入100重量份GH98A-5丙烯酸乳液；向该混合物中加入8重量份的MPF5003聚四氟乙烯蜡乳液、3重量份的SN-5040、1重量份的Agitan 282消泡剂、3重量份的TEXANOL作为成膜助剂、3重量份的BD-3033作为抗刮擦剂来和2重量份的多功能交联剂来制得。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种高性能的地坪涂料，其特征在于：包括底涂、施加于该底涂上并与其直接接触的面涂；
所述底涂包含以下组分，以重量份计：
(1a)20-30重量份的水性丙烯酸基乳液；
(1b)0.5-5重量份的聚合蜡乳液；
(1c)0.1-3重量份的有机金属鳌合物；
(1d)0.5-1重量份的多功能交联剂；
(1e)0.1-3重量份的抗刮擦剂；
(1f)1-5重量份的成膜助剂；
(1g)0.5-3重量份的表面活性剂；
(1h)0.5-3重量份的消泡剂；
所述面涂包含以下组分，以重量份计：
(2a)20-45重量份的水性丙烯酸基乳液；
(2b)2-8重量份的聚合蜡乳液；
(2c)0.1-3重量份的有机金属鳌合物；
(2d)1-3重量份的多功能交联剂；
(2e)0.5-5重量份的抗刮擦剂；
(2f)1-5重量份的成膜助剂；
(2g)0.5-3重量份的表面活性剂；
(2h)0.5-3重量份的消泡剂。
2.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述水基丙烯酸基材选自以下物质中的一种或多种：聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯丙烯酸酯、聚芳族丙烯酸酯、聚醇酸丙烯酸酯、环氧官能的丙烯酸酯、氨基甲酸酯官能的丙烯酸酯、羟基官能的丙烯酸酯、自交联的丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述聚合蜡乳液选自氧化的聚乙烯蜡，或聚四氟乙烯蜡乳液。
4.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述金属鳌合物选自有机钛鳌合物，或铝-锆偶联剂。
5.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述多功能交联剂选用多官能氮丙啶。
6.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述成膜助剂选用2-丁氧基乙醇，邻苯二甲酸酯，丙二醇，2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述消泡剂选用矿物油型消泡剂。
8.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述表面活性剂选用SN-5040。
9.根据权利要求1所述的高性能的地坪涂料，其特征在于：所述抗刮擦剂可选用聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。
10.一种高性能的地坪涂料的制备方法，其特征在于：包括底涂的制备和面涂的制备，且底涂和面涂的制备过程相同，依次包括如下步骤：
(1.1)首先，将金属鳌合物溶解在去离子水中，得到透明溶液；
(1.2)然后加入具有特定固含量的水基丙烯酸基材，并缓慢搅拌均匀；
(1.3)接着加入聚合蜡乳液，得到混合物，并缓慢搅拌该混合物，直至均匀；
(1.4)之后，向步骤(1.3)均匀的混合物中加入成膜助剂、消泡剂、表面活性剂和抗刮擦剂，并搅拌均匀；
(1.5)然后加入多功能交联剂，并搅拌均匀；
(1.6)最后，用150目的筛过滤整个混合物以分离聚结物，最终得到的混合物为底涂或面涂；
整个制备过程在室温下进行，并采用剪切分散器进行均匀搅拌。
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