CN110713776A - 一种a级防火水性环氧地坪漆及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种A级防火水性环氧地坪漆及其制备方法和应用。A级防火水性环氧地坪漆由质量比为5:1:1的A组分、B组分和水组成；所述A组分包括以下重量份的组分：19.2‑23.9份水、0‑0.1份消泡剂、0.1‑1份润湿剂、1‑5份蜡乳液、1‑5份钛白粉、15‑20份沉淀硫酸钡、10‑15份阻燃剂、40份固化剂；所述B组分为128环氧树脂；所述阻燃剂包含以下重量份的组分：10‑20份氢氧化铝、5‑10份滑石粉、12‑18份高岭土、8‑16份膨润土。本发明的A级防火水性环氧地坪漆具有防火等级为A级，阻燃效果优异，抗静电效果好的优点。

Description

一种A级防火水性环氧地坪漆及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及环氧地坪漆技术领域，更具体地说，它涉及一种A级防火水性环氧地坪漆及其制备方法和应用。

背景技术

环氧地坪漆为液体形态，施工完成后呈均匀密实的固态膜状，是一种高强度、耐磨损、美观的地面装饰材料，具有无接缝、质地坚实、耐药品性佳、防腐、防水、防尘、保养方便、维护费用低廉等优点。

现有技术中，申请号为CN201710618995.1的中国发明专利申请文件中公开了一种环保无溶剂环氧B1级阻燃地坪涂料及其制备方法，涂料由按重量比为5:1的A、B组分混合制成，其中A组份包括环氧树脂20％～70％、活性稀释剂3％～7％、分散剂0.1％～0.6％、消泡剂0.1％～0.6％、流平剂0.1％～0.5％、阻燃剂10％～60％、消烟剂10％～50％、钛白粉3％～10％、B组份改性胺环氧固化剂70％～99％、环氧固化剂促进剂1％～30％。

现有的这种环保无溶剂B1级阻燃地坪涂料在环氧树脂的环氧基团上引入十溴联苯醚等阻燃剂，使地坪涂料达到本身不燃烧的效果，阻燃效果达到B1级，在现代化城市进程中，火灾是人类的大敌，它严重影响人民生命和财产安全，因现代社会各种有机化合物使用日益繁多，极易发生火灾，因此对于地坪防火等级的要求越来越高，传统的环氧地坪的B级防火已经不再满足市场需求。

因此研发一种防火等级达到A级，阻燃效果好的防火水性环氧树脂地坪漆是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种A级防火水性环氧地坪漆，其具有防火等级为A级，阻燃效果优异的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种A级防火水性环氧地坪漆的制备方法，其具有操作简单，易于制备的优点。

本发明的第三个目的在于提供一种A级防火水性环氧地坪漆，其具有能起到保护和装饰作用的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种A级防火水性环氧地坪漆，由质量比为5:1:1的A组分、B组分和水组成；

所述A组分包括以下重量份的组分：19.2-23.9份水、0-0.1份消泡剂、0.1-1份润湿剂、1-5份蜡乳液、1-5份钛白粉、15-20份沉淀硫酸钡、10-15份阻燃剂、40份固化剂；

所述B组分为128环氧树脂；

所述阻燃剂包含以下重量份的组分：10-20份氢氧化铝、5-10份滑石粉、12-18份高岭土、8-16份膨润土。

通过采用上述技术方案，由于采用128环氧树脂，其附着力强、低粘度、韧性高、耐热性好，使用氢氧化铝、滑石粉、高岭土和膨润土制作阻燃剂，氢氧化铝受热时发生分解反应并吸收热量，氢氧化铝受热后生成氧化铝和水蒸气，水蒸气释放到空中，能降低可燃气体的浓度，且降低热量，同时氧化铝残渣则沉积在地坪的表面，起到隔绝氧气和热量的作用，从而抑制燃烧，同时添加的滑石粉、高岭土和膨润土等粉料的吸附力较好，在固化剂、润湿剂的作用下，粉料能在环氧树脂内分散均匀，不仅仅只悬浮在地坪表面，能够在环氧树脂内吸附紧密，从而增强环氧地坪的阻燃效果，使用滑石粉等粉料作为阻燃剂，不需对环氧树脂或固化剂等进行改性，且滑石粉等粉料容易得到，成本较低，沉淀硫酸钡能增加滑石粉等粉料在环氧树脂中的吸附力，与钛白粉相互作用，能改善其在环氧树脂中的分散性能，改善分散性和抗沉淀性，蜡乳液能改善环氧地坪的柔韧性和抗刮擦能力，多种组分相互协同，能增加环氧地坪的阻燃性、耐老化性和表面光洁度。

进一步地，所述固化剂由下列重量份配比的原料制成：6-10份聚酰胺、3-6份改性胺、2-5份偏苯三酸酐和1-3份促进剂。

通过采用上述技术方案，由于聚酰胺、改性胺等能改善环氧树脂与阻燃剂的相容性，并提高环氧树脂的固化速度，降低环氧地坪漆的挥发性，减少成膜过程中挥发性物质破坏膜层，即可有效减少挥发物释放而污染环境，又可降低成膜后涂层的气孔数量，有效抑制地坪燃烧时可燃性气体的挥发，减缓火势的蔓延。

进一步地，所述促进剂选自间苯二胺、苄基二甲胺、甲基四氢苯酐和DMP-30中的一种。

通过采用上述技术方案，间苯二胺与聚酰胺协同使用，能使环氧地坪漆的韧性增加，且适当提高地坪漆的耐热性，甲基四氢苯酐与偏苯三酸酐协同使用，能改善阻燃剂与环氧树脂的相容性，使阻燃剂在环氧树脂内分散均匀。

进一步地，所述阻燃剂还包括10-18份纳米氧化锌、5-10份导电石墨、8-10份碳纤维和3-6份云母粉。

通过采用上述技术方案，云母粉具有半导体性能，且其硬度高、热稳定性好，导电石墨、纳米氧化锌和云母粉在环氧树脂中形成均匀的导电点，结合碳纤维形成错综复杂、覆盖全面的导电网络，同时能增加环氧地坪的结构紧密性和强度，降低环氧地坪的脆性，从而使得环氧地坪具有较为全面、较为优异的抗静电效果。

进一步地，所述阻燃剂由以下方法制成：将氢氧化铝、滑石粉、高岭土和膨润土混合均匀；将云母粉、纳米氧化锌、导电石墨和碳纤维浸泡于2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷中6-8h，取出于100-120℃下烘干，与氢氧化铝等混合均匀，制得阻燃剂。

通过采用上述技术方案，先将氢氧化铝等原料混合均匀，将云母粉等置于硅烷偶联剂中浸泡，使云母粉等物质之间更容易形成搭桥作用，形成导电通路，而且云母粉等与环氧树脂具有较好的相容性，提高环氧地坪的各项性能。

进一步地，所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷、二甲基硅氧烷、SN-154和NOPCO NXZ中的一种或几种的组合物。

通过采用上述技术方案，因环氧树脂地坪漆内含有多种具有表面活性的物质，容易起泡，且环氧地坪漆涂抹在混凝土地面上时，混凝土地面存在较多孔隙，孔隙内的空气会被环氧地坪漆置换出来留在涂膜内，因环氧地坪漆的粘度大，气泡在涂膜中较稳定，不易排出，聚醚改性硅氧烷、二甲基硅氧烷、SN-154和NOPCO NXZ消泡剂的表面张力小、扩散和渗透性好，在气泡壁上形成表面张力差而导致表层流动，使气泡壁变薄从而破裂，因此使气体快速排出，减少环氧地坪的表面缺陷。

进一步地，所述润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚、TEGO-4100、海川2105-3和阿克苏BL9中的一种或几种的组合物。

通过采用上述技术方案，因环氧地坪漆为厚膜涂料，在固化过程中，易因体积收缩过大，导致开裂，因此加入润湿剂，能降低涂膜固化时的干燥收缩，同时增加各类粉料在环氧树脂中的分散性能，提高涂膜光泽，防止滑石粉等粉料沉积。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种A级防火水性环氧地坪漆的制备方法，包括以下步骤：

S1、A组分的制备：将1/2量的水加入搅拌机中，中速搅拌，边搅拌边加入消泡剂，搅拌4-5min，依次加入润湿剂、蜡乳液和钛白粉，中速搅拌4-5min，边搅拌边依次加入沉淀硫酸钡、阻燃剂和剩余水，高速搅拌，分散30-35min，加入固化剂，中速搅拌4-5min，制得A组分；

S2、产品制备：将A组分和B组分按比例混合均匀后，加入水，搅拌均匀，制得A级防火水性环氧地坪漆。

通过采用上述技术方案，首先将消泡剂、润湿剂、蜡乳液和钛白粉与水混合均匀，再加入沉淀硫酸钡、阻燃剂和水，混合后，最后加入固化剂，制得A组分，最后将A组分与环氧树脂、水混合，能使钛白粉、沉淀硫酸钡和阻燃剂在环氧树脂中分散均匀，改善阻燃剂等与环氧树脂之间的相容性，从而提升环氧地坪的硬度、阻燃效果和抗静电效果。

进一步地，所述中速搅拌速率为300-500r/min，高速搅拌速率为900-1500r/min。

为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：一种A级防火水性环氧地坪漆的应用，主要应用于建筑室内混凝土地面。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用附着力强、韧性高、收缩力小且耐热性好的128树脂，并添加氢氧化铝、滑石粉等粉料制成阻燃剂，氢氧化铝在受热分解，产生水蒸气能稀释可燃气体浓度和热量，降低环氧地坪的表面温度，产生的氧化铝残渣沉积在环氧地坪表面，起到隔绝氧气和热量的作用，从而抑制燃烧，且滑石粉等粉料附着于环氧地坪内，能阻止热量向环氧地坪内部扩散，从而起到阻燃作用。

第二、本发明中优选采用聚酰胺、改性胺等混合制成固化剂，能提高环氧树脂与滑石粉、膨润土和高岭土等粉料的相容性，使各类粉料充分且均匀在分散在环氧地坪内部，且提高环氧地坪的固化速度，降低环氧地坪的和成膜后涂层的气孔数，抑制可燃性气体的挥发，减缓火势的蔓延。

第三、本发明中优选向阻燃剂中掺入导电石墨、纳米氧化锌和云母粉，其在碳纤维的作用下，能在环氧地坪内形成错综复杂且覆盖全面的导电网络，使环氧地坪具有较好的导电效果，从而增强其抗静电性能，同时增加环氧地坪的紧密度和硬度，降低脆性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

实施例1-11中128环氧树脂选自南亚电子材料有限公司的NPEL 128环氧树脂，蜡乳液选自南京天诗新材料科技有限公司的OE-6108蜡乳液，沉淀硫酸钡选自沈阳顺风实业集团的BL-911沉淀硫酸钡，钛白粉选自山东东佳集团股份有限公司的237钛白粉，聚酰胺选自上海宇毅国际贸易有限公司出售的牌号为70G33L的聚酰胺，改性胺选自上海峰展化工科技有限公司出售的货号为5034的改性胺，聚醚改性硅氧烷选自安徽明怡硅业有限公司出售的货号为MY245的聚醚改性硅氧烷，SN-154选自日本圣诺普科有限公司的SN-154消泡剂，NOPCO NXZ选自日本圣诺普科有限公司的NOPCO NXZ消泡剂，聚氧乙烯烷基酚醚选自江苏省海安石油化工厂出售的货号为NPE-108的聚氧乙烯烷基酚醚，TEGO-4100选自赢创工业集团的TEGO-4100润湿剂、海川2105-3选自深圳海川化工科技有限公司的2105-3润湿剂和阿克苏BL9选自阿克苏诺贝尔涂料有限公司的BL9润湿剂。

实施例1：一种A级防火水性环氧地坪漆，主要应用于建筑室内混凝土地面，A组分的原料配比如表1所示，该A级防火水性环氧地坪漆的制备方法包括以下步骤：

S1、A组分的制备：将11.95kg的水加入搅拌机中，中速搅拌，边搅拌边加入0.1kg消泡剂，搅拌4min，依次加入1kg润湿剂、5kg蜡乳液和5kg钛白粉，中速搅拌4min，边搅拌边依次加入15kg沉淀硫酸钡、13kg阻燃剂和剩余11.95kg的水，高速搅拌，分散30min，加入40kg固化剂，中速搅拌4min，制得A组分，中速搅拌速率为300r/min，高速搅拌速率为900r/min；其中消泡剂为SN-154，润湿剂为TEGO-4100，阻燃剂的原料由表2中按照以下方法制成：将10kg氢氧化铝、5kg滑石粉、12kg高岭土和8kg膨润土混合均匀；固化剂由6kg聚酰胺、3kg改性胺、2kg偏苯三酸酐和1kg促进剂制成，促进剂为间苯二胺；

S2、产品制备：将A组分和B组分按比例混合均匀后，加入水，搅拌均匀，制得A级防火水性环氧地坪漆，其中A组分、B组分和水的质量比为5:1:1。

表1实施例1-8中A组分的原料配比

表2实施例1-3和实施例9-11中阻燃剂的原料配比

实施例2：一种A级防火水性环氧地坪漆，主要应用于建筑室内混凝土地面，A组分的原料配比如表1所示，该A级防火水性环氧地坪漆的制备方法包括以下步骤：

S1、A组分的制备：将10.2kg的水加入搅拌机中，中速搅拌，边搅拌边加入0.05kg消泡剂，搅拌4.5min，依次加入0.55kg润湿剂、3kg蜡乳液和1kg钛白粉，中速搅拌4.5min，边搅拌边依次加入20kg沉淀硫酸钡、13kg阻燃剂和剩余10.2kg的水，高速搅拌，分散33min，加入40kg固化剂，中速搅拌4.5min，制得A组分，中速搅拌速率为400r/min，高速搅拌速率为1200r/min；

其中消泡剂为NOPCO NXZ，润湿剂为海川2105-3，阻燃剂的原料由表2中按照以下方法制成：将15kg氢氧化铝、8kg滑石粉、15kg高岭土和9kg膨润土混合均匀；固化剂由8kg聚酰胺、4.5kg改性胺、3.5kg偏苯三酸酐和2kg促进剂制成，促进剂为苄基二甲胺；

S2、产品制备：将A组分和B组分混合均匀后，加入水，搅拌均匀，制得A级防火水性环氧地坪漆，其中A组分、B组分和水的质量比为5:1:1。

实施例3：一种A级防火水性环氧地坪漆，主要应用于建筑室内混凝土地面，A组分的原料配比如表1所示，该A级防火水性环氧地坪漆的制备方法包括以下步骤：

S1、A组分的制备：将9.6kg的水加入搅拌机中，中速搅拌，边搅拌边加入0.02kg消泡剂，搅拌5min，依次加入0.88kg润湿剂、4kg蜡乳液和3kg钛白粉，中速搅拌5min，边搅拌边依次加入18kg沉淀硫酸钡、15kg阻燃剂和剩余9.6kg的水，高速搅拌，分散35min，加入40kg固化剂，中速搅拌5min，制得A组分，中速搅拌速率为500r/min，高速搅拌速率为1500r/min；其中消泡剂为质量比为1:1的二甲基硅氧烷和SN-154，润湿剂为质量比为1:1的TEGO-4100和阿克苏BL9，阻燃剂的原料由表2中按照以下方法制成：将20kg氢氧化铝、10kg滑石粉、18kg高岭土和10kg膨润土混合均匀；固化剂由10kg聚酰胺、6kg改性胺、5kg偏苯三酸酐和3kg促进剂制成，促进剂为甲基四氢苯酐；

S2、产品制备：将A组分和B组分混合均匀后，加入水，搅拌均匀，制得A级防火水性环氧地坪漆，其中A组分、B组分和水的质量比为5:1:1。

实施例4-8：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，A组分的原料配比如表1所示，其中消泡剂为聚醚改性硅氧烷，润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚，固化剂中促进剂为DMP-30，阻燃剂的原料配比与实施例1相同。

实施例9：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，阻燃剂的原料配比如表2所示，阻燃剂由以下方法制成：将10kg氢氧化铝、5kg滑石粉、12kg高岭土和8kg膨润土混合均匀；将3kg云母粉、10kg纳米氧化锌、5kg导电石墨和8kg碳纤维浸泡于2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷溶液中6h，取出于100℃下烘干，与氢氧化铝等混合均匀，制得阻燃剂。

实施例10：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，阻燃剂的原料配比如表2所示，阻燃剂由以下方法制成：将10kg氢氧化铝、5kg滑石粉、12kg高岭土和8kg膨润土混合均匀；将5kg云母粉、14kg纳米氧化锌、8kg导电石墨和9kg碳纤维浸泡于2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷溶液中7h，取出于110℃下烘干，与氢氧化铝等混合均匀，制得阻燃剂。

实施例11：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，阻燃剂的原料配比如表2所示，阻燃剂由以下方法制成：将10kg氢氧化铝、5kg滑石粉、12kg高岭土和8kg膨润土混合均匀；将8kg云母粉、18kg纳米氧化锌、10kg导电石墨和10kg碳纤维浸泡于2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷溶液中8h，取出于120℃下烘干，与氢氧化铝等混合均匀，制得阻燃剂。

对比例

对比例1：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，阻燃剂由型号为Doher-6002A的磷氮复合阻燃剂替代。

对比例2：一种A级防火水性环氧地坪漆，与实施例1的区别在于，阻燃剂中未添加纳米氧化锌、云母粉、导电石墨和碳纤维。

对比例3：以申请号为CN201710618995.1的中国发明专利申请文件中实施例1制备的环保无溶剂环氧B1级阻燃地坪涂料作为对照，其原料包括A、B组分，A、B组分按照重量比为5:1混合制成该涂料；其中，A组分由按重量百分比的以下物质组成(各组分的总重量为100％)：双酚A环氧树脂38％、丁二醇二缩水甘油醚3％、分散剂0.2％、消泡剂0.2％、流平剂0.3％、阻燃剂45％、消烟剂10.3％、钛白粉3％；B组分由按重量百分比的以下物质组成(各组分的总重量为100％)：环氧改性固化剂80％、环氧固化剂促进剂20％。

性能检测试验

一、防火等级检测：按照实施例1-8、对比例1和对比例3制备的环氧地坪漆，并按照以下方法检测环氧地坪漆的各项性能，并将检测结果记录于表3中：

1、弯曲试验：按照GB/T1731-1993《漆膜柔韧性测定法》进行检测；

2、铅笔硬度：按照GB/T6739-1996《漆膜硬度铅笔测定法》进行检测；

3、防火等级：按照GB/T8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》检测燃烧质量损失率、炉内温度等，检测是否符合A级防火性能。

表3防火水性环氧地坪漆的性能检测结果

由表3中数据可以看出，按照实施例1-8中方法制备的环氧地坪漆的硬度高、韧性好、耐弯曲性能好，且防火性能达到A级，具有较好的阻燃效果。

而对比例1中因使用现有的磷氮复合阻燃剂，其各项指标均不符合GB/T8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中A级防火材料的级别要求，防火性能达不到A级。

对比例3为现有技术制备的环氧地坪涂料防火等级为B1级，防火性能不如本发明制备的环氧地坪漆的防火性能。

二、抗静电性能检测：按照实施例9-11和对比例2-3的方法制备环氧地坪漆，SJ/T10694-2006中6.3的规定进行试验，测试电压为10V，检测结果记录于表4中。

表4实施例9-11和对比例2-3制备的环氧地坪漆的抗静电效果测试

检测项目	体积电阻，表面电阻，静电耗散型(<sup>e</sup>/Ω)
		技术指标	≥1×10<sup>6</sup>～1×10<sup>9</sup>
实施例9	8.3×10<sup>7</sup>
		实施例10	6.7×10<sup>7</sup>
实施例11	7.4×10<sup>7</sup>
		对比例2	1.7×10<sup>7</sup>
对比例3	1.5×10<sup>7</sup>

由表4中数据可以看出，本发明制备的环氧地坪漆具有较好的抗静电性能，优于对比例2-3制备的环氧地坪漆。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，由质量比为5:1:1的A组分、B组分和水组成；

所述A组分包括以下重量份的组分：19.2-23.9份水、0-0.1份消泡剂、0.1-1份润湿剂、1-5份蜡乳液、1-5份钛白粉、15-20份沉淀硫酸钡、10-15份阻燃剂、40份固化剂；

所述B组分为128环氧树脂；

所述阻燃剂包含以下重量份的组分：10-20份氢氧化铝、5-10份滑石粉、12-18份高岭土、8-16份膨润土。

2.根据权利要求1所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述固化剂由下列重量份配比的原料制成：6-10份聚酰胺、3-6份改性胺、2-5份偏苯三酸酐和1-3份促进剂。

3.根据权利要求1所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述促进剂选自间苯二胺、苄基二甲胺、甲基四氢苯酐和DMP-30中的一种。

4.根据权利要求1所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述阻燃剂还包括10-18份纳米氧化锌、5-10份导电石墨、8-10份碳纤维和3-6份云母粉。

5.根据权利要求4所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述阻燃剂由以下方法制成：将氢氧化铝、滑石粉、高岭土和膨润土混合均匀；将云母粉、纳米氧化锌、导电石墨和碳纤维浸泡于2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷中6-8h，取出于100-120℃下烘干，与氢氧化铝等混合均匀，制得阻燃剂。

6.根据权利要求1所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷、二甲基硅氧烷、SN-154和NOPCO NXZ中的一种或几种的组合物。

7.根据权利要求1所述的A级防火水性环氧地坪漆，其特征在于，所述润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚、TEGO-4100、海川2105-3和阿克苏BL9中的一种或几种的组合物。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的A级防火水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、A组分的制备：将1/2量的水加入搅拌机中，中速搅拌，边搅拌边加入消泡剂，搅拌4-5min，依次加入润湿剂、蜡乳液和钛白粉，中速搅拌4-5min，边搅拌边依次加入沉淀硫酸钡、阻燃剂和剩余水，高速搅拌，分散30-35min，加入固化剂，中速搅拌4-5min，制得A组分；

S2、产品制备：将A组分和B组分按比例混合均匀后，加入水，搅拌均匀，制得A级防火水性环氧地坪漆。

9.根据权利要求7所述的A级防火水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于，所述中速搅拌速率为300-500r/min，高速搅拌速率为900-1500r/min。

10.一种根据权利要求1-7任一项所述的A级防火水性环氧地坪漆的应用，其特征在于，主要应用于建筑室内混凝土地面。