CN112280424B - 一种无机－有机杂化地坪涂料及其制备方法、应用 - Google Patents

一种无机－有机杂化地坪涂料及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种无机－有机杂化地坪涂料及其制备方法、应用。所述杂化地坪涂料是由组分A、组分B组成；所述组分A为：无机－有机杂化树脂，触变剂，活性稀释剂，润湿分散剂，流平剂，消泡剂，颜填料，蜡粉；所述组分B为，固化剂。本发明的无机－有机杂化地坪涂料性能具有优异的耐磨、耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水、抗划伤、耐温等特性，且有良好的韧性、施工性，较传统环氧类地坪性能有大幅改善和提高。可广泛应用于各种复杂苛刻环境下的工业地坪，也可广泛应用于常规的各种地坪领域。低的有机挥发物(VOC)含量，无溶剂型。

Description

一种无机－有机杂化地坪涂料及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种无机－有机杂化地坪涂料及其制备方法、应用。
背景技术
地坪涂料主要是指用于水泥、混凝土、石材和钢材地坪表面，对地面其装饰和保护作用的涂料，涂膜呈现不同色彩和外观。现有的地坪涂装主要以环氧树脂工业地坪为主，它是在混凝土地面保护期过后，使用专用机械去除地表水泥并形成必要的粗糙度，依靠机械或手工将环氧树脂工业地坪涂料均匀涂布在地表并待其完全固化，从而在地表形成一个无缝、不起尘、坚固、高耐磨、耐酸碱腐蚀的保护层。环氧树脂工业地坪具有耐磨、耐重压、防尘、防水、防腐蚀、防静电等优良性能，广泛被应用于工业厂房、办公大楼、地下停车库、物流仓库、商贸中心、学校、超市等各类场所。
但是环氧树脂工业地坪存在交联密度差，内应力大、脆性大，耐腐蚀介质、耐热性、耐冲击性差等不足，导致易剥离，漆膜表面抗划伤性差，使用寿命较短，难以满足特殊工程技术(如：医药化工、钢厂)的要求，使其应用受到一定的限制。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明专利提供一种无机－有机杂化地坪涂料，该涂料具有优异的耐蚀性，耐磨性，抗划伤性，耐热性，抗冲击等性能。
本发明还提供了一种无机－有机杂化地坪涂料的制备方法。
本发明还提供了一种无机-有机杂化地坪涂料的应用，产品主要应用于工业厂房、石油医药化工厂房、物流仓等各类复杂及其苛刻的环境下地坪保护。能适应于各种复杂环境下的地坪防腐装饰且延长了地坪的长期使用性；其安全性符合环保要求，拓宽普通地坪防腐的应用领域。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：
本发明提供了一种无机－有机杂化地坪涂料，所述杂化地坪涂料是由组分A、组分B 组成；所述组分A是由以下重量份的原料组成：无机－有机杂化树脂60～90份，触变剂0.3～2份，活性稀释剂1.5～6份，润湿分散剂
Figure BDA0002713042160000011
份，流平剂
Figure BDA0002713042160000012
份，消泡剂
Figure BDA0002713042160000021
颜填料
Figure BDA0002713042160000022
份，蜡粉
Figure BDA0002713042160000023
份；所述组分B为，固化剂10～35份。
本发明所使用的无机-有机杂化树脂通过以下方法制备而成：
(1)将氧化镁、二氧化硅中加入N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液中，逐滴滴加氨水，滴加结束后，搅拌20min，然后加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀得混合悬浮液；
(2)将混合悬浮液缓慢的加入到低分子量的环氧树脂中，不断搅拌，搅拌过程中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌50min后即可。
进一步的，所述氧化镁、二氧化硅和N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液的料液比为1g：2g：30mL。
进一步的，所述N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液的质量分数为5％；所述溶液的溶剂为甲酸 -水按照体积比1：100组成。
进一步的，所述氨水滴加至整体的反应体系pH值为7-7.5。
进一步的，所述氧化镁、聚二甲基硅氧烷及环氧树脂的质量比为1：3：25；所述十六烷基三甲基溴化铵占环氧树脂质量的1％。
本发明所使用的各类辅料中，固化剂为复配改性胺固化剂，其粘度小于1000mpa.s，胺值为
Figure BDA0002713042160000024
所述活性稀释剂为多环氧基化合物；所述触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅按照质量比1：0.2组成；所述润湿分散剂为聚丙烯酸酯型高分子量嵌段封闭共聚物或改性聚酯高分子溶液；所述的流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂和有机改性的聚硅氧烷。
本发明所使用的涂料还可以包括组分C，组分C是由80-360目的白刚玉和石英砂中的一种或两种混合组成。
本发明还提供了一种上述无机-有机杂化涂料的制备方法，首先加入树脂开启分散机，然后再加入助剂、触变剂，再加入颜填料、活性稀释剂，经高速剪，转速控制在800-1200 转/分钟，分散20分，放置12h后，再经过砂磨机研磨至规定的细度，调配成基料A 组分；固化剂作为B组分。
本发明还提供了一种无机-有机杂化涂料的应用，所述杂化涂料对各类复杂及苛刻的环境下地坪保护。
本发明的选用的无机-有机杂化树脂是我们公司自主研发的产品，无机-有机杂化树脂是无机-有机反应后的预聚物，含有多个管能团因此在固化后形成了很高的交联密度，提供了交联后涂膜更好的耐蚀性、耐温性和耐磨性。
本发明的固化剂为复配改性脂环胺固化剂，复配改性脂环胺固化剂为一种25℃粘度 300-500mpa.s，胺值为220-320mg KOH/g的改性胺固化剂，粘度低、反应适中、无油面现象，硬度高以及良好的耐化学品性，能满足设计技术指标。
本发明的颜填料选自金红石钛白粉、各色颜料、沉淀硫酸钡、滑石粉、石英砂、白刚玉粉等一种或几种组成。但所选择的颜填料应对化学品性能稳定并无毒。总用量以配方量的5～35份重量范围内。
本发明的活性稀释剂双官能团活性环氧稀释剂MIRAMER M244，活性稀释剂每个分子上具有两个活性官能团，从而可以使其通过化学反应的方式进入体系涂层中。而且活性稀释剂粘度较低，能降低体系的粘度，提高抗冲击性。
本发明选用的触变剂为有机膨润土和防沉剂相结合使用。涂料获得良好的储存性能和施工性能加入量必须在一定的合适范围内，量太少，油漆容易沉淀且施工时易流挂；量太多，油漆的触变性变大，流动性变差，容易产生“刀齿印痕”，影响漆膜外观。
本发明优选的润湿剂为高分子量三嵌段封闭共聚物ECO-2330。不含挥发性溶刘，有立体位阻效应，具有更强的颜料润湿分散性能，具有很好的展色透明度和色强。
本发明的消泡剂为不含有机硅改性聚硅氧烷。消泡剂是否得当直接关系到涂料的施工性及表面效果。为了达到消泡剂最佳的活性，应注意其加入到涂料中的方式，如方式得当，具有高度不相容性的消泡剂会具有高的消泡性(必须在最佳的用量下充分地剪切搅拌)，否则会出现如缩孔或针眼等副作用。
在实际应用中，本发明的无机－有机杂化地坪涂料需按规定的配比配漆。
采用本发明制备的高耐磨耐蚀无机－有机杂化地坪涂料进行施工时，底层和中涂层可配套环氧地坪涂层，面层使用无机－有机杂化地坪涂料；或整个涂层都使用无机－有机杂化地坪涂料。
本发明无机-有机杂化地坪涂料具有的优点与有益效果是：
1、本发明的无机－有机杂化地坪涂料性能具有优异的耐磨、耐酸、耐碱、耐溶剂、耐水、抗划伤、耐温等特性，且有良好的韧性、施工性，较传统环氧类地坪性能有大幅改善和提高。可广泛应用于各种复杂苛刻环境下的工业地坪，也可广泛应用于常规的各种地坪领域。低的有机挥发物(VOC)含量，无溶剂型；
2、具有优异的耐磨性(750g/500r)，耐磨性≤20mg；高硬度，邵D≥80；铅笔硬度≥4H；极好的耐蚀性，几乎可耐各种强酸、强碱和强溶剂；如：耐60％硫酸≥48h，盐酸≥48h，60％硝酸≥48h等；良好的耐温变性和良好的韧性；重载1000钢球；
3、与各种金属和非金属材料等卓越的粘合性，在金属基材上用拉开法测试附着力可达10MPa以上，非金属基材底可达5MPa以上(水泥基破坏)；优异的耐MEK擦试，较环氧地坪涂料提高了4倍；耐沾污擦拭：环氧漆滴落在杂化涂层72小时擦试，不擦破表面杂化涂层；耐灼伤(烟头)≥3级；优异的抗划性：较环氧地坪涂料提高了5倍以上；
4、施工简单，可与常规的环氧地坪底涂和中层体系配套，作为面层使用，也可单独使用。大大提高了原有环氧地坪配套体系的耐磨性、耐蚀性、抗划伤性，延长了涂膜的使用寿命。
具体实施方式
下面列举实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于这些实施例。实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。
本发明所使用的无机-有机杂化树脂的制备方法如下：
(1)将氧化镁、二氧化硅按照质量比1：2混合后，加入占两者10倍的质量分数为5％的N-(2- 氨乙基)甘氨酸-甲酸水溶液中，逐滴滴加氨水值pH值为中性，滴加结束后，搅拌20min，然后加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀得混合悬浮液；
(2)将混合悬浮液缓慢的加入到低分子量的环氧树脂中，氧化镁、聚二甲基硅氧烷及环氧树脂的质量比为1：3：25不断搅拌，搅拌过程中加入占环氧树脂重量1％的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌50min后即可。
实施例1
无机－有机杂化地坪涂料由A、B两种组份按重量份100:16混合而成，其中A、B两种组份的制备过程如下：
A组份制备，按重量份数计，
取无机－有机杂化树脂68份，搅拌状态下加活性稀释剂5份，高分子量嵌段封闭共聚物润湿分散剂0.5份，氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂0.5份，不含有机硅改性聚硅氧烷消泡剂0.5份，均匀后加入碳黑、蓝黄、钛白粉等颜料9.5份，氧化铝粉15份，触变剂1份，高速分散25分钟，然后进入研磨机研磨至合格细度，即得到产品A组份。
B组份制备，按重量份数计，
取改性胺固化剂16份，在搅拌状态下加入聚醚胺固化剂1.5份，高速分散25分钟，即得到产品B组份。
实施例2
无机－有机杂化地坪涂料由A、B两种组份按重量份100:18混合而成，其中A、B两种组份的制备过程如下：
A组份制备，按重量份数计：
取无机－有机杂化树脂74份，搅拌状态下加活性稀释剂3份，聚丙烯酸酯型高分子量嵌段封闭共聚物润湿分散剂0.5份，氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂0.5份，不含有机硅改性聚硅氧烷消泡剂0.5份，均匀后加入碳黑、钛白粉等颜料10.5份，沉淀硫酸钡10份，触变剂1份，高速分散25分钟，然后进入研磨机研磨至合格细度，即得到产品A组份。
B组份制备，按重量份数计，
取改性胺固化剂17份，在搅拌状态下加聚醚胺固化剂1.5份，高速分散25分钟，即得到产品组份。
实施例3
无机－有机杂化地坪涂料由A、B两种组份按重量份100:20混合而成，其中A、B两种组份的制备过程如下：
A组份制备，按重量份数计：
取无机－有机杂化树脂85份，搅拌状态加活性稀释剂1.5份,聚丙烯酸酯型高分子量嵌段封闭共聚物润湿分散剂0.7份,氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂0.5份,不含有机硅改性聚硅氧烷消泡剂0.5份，均匀后加入碳黑,酞菁蓝,钛白粉等颜料11.4份，触变剂0.4份，高速分散25分钟，然后进入研磨机研磨至合格细度，即得到产品A组份。
B组份制备，按重量份数计：
取改性胺固化剂20份，催化剂0.5份，高速分散25分钟，即得到产品B组份。
实施例4
无机－有机杂化地坪涂料由A、B、C三种组份按重量份100:20：60混合而成，其中A、B、C三种组份的制备过程如下：
A组份制备，按重量份数计：
取无机－有机杂化树脂82份，搅拌状态加聚丙烯酸酯型高分子量嵌段封闭共聚物润湿分散剂0.5份、氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂0.5份、不含有机硅改性聚硅氧烷消泡剂0.5份、活性稀释剂4份，均匀后加入碳黑0.5份，钛白粉8.3份，沉淀硫酸钡3份，触变剂0.7 份，高速分散25分钟，然后进入研磨机研磨至合格细度，即得到产品A组份。
B组份制备，按重量份数计：
取改性胺固化剂20份，即得到产品B组份。
C组份制备，按重量份数计：
取不同目数的白刚玉和石英粉，按照质量比30：70混合均匀，即得到产品C组份。
对比例1
杂化地坪涂料的组成同实施例1，不同之处在于杂化树脂的制备方法不同。
该对比例中，无机-有机杂化树脂的制备方法如下：
(1)将氧化镁、二氧化硅按照质量比1：2混合后，加入占两者10倍的甲酸水溶液中，逐滴滴加氨水值pH值为中性，滴加结束后，搅拌20min，然后加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀得混合悬浮液；
(2)将混合悬浮液缓慢的加入到低分子量的环氧树脂中，氧化镁、聚二甲基硅氧烷及环氧树脂的质量比为1：3：25不断搅拌，搅拌过程中加入占环氧树脂重量1％的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌50min后即可。
该对比例中，制备的涂料其储存稳定性较实施例1制备的涂料缩短2-3个月，储存一定时间后，涂料出现分层。
对比例2
杂化地坪涂料的组成同实施例1，不同之处在于杂化树脂的制备方法不同。
该对比例中，无机-有机杂化树脂的制备方法如下：
(1)将氧化镁、二氧化硅按照质量比1：2混合后，加入占两者10倍的甲酸水溶液中，逐滴滴加碳酸氢钠至pH值为中性，滴加结束后，搅拌20min，然后加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀得混合悬浮液；
(2)将混合悬浮液缓慢的加入到低分子量的环氧树脂中，氧化镁、聚二甲基硅氧烷及环氧树脂的质量比为1：3：25不断搅拌，搅拌过程中加入占环氧树脂重量1％的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌50min后即可。
该对比例中，制备的涂料其储存稳定性较实施例1制备的涂料缩短5-6个月，储存一定时间后，涂料出现分层。
效果实施例
1、将实施例1-4及对比例1制备的地坪涂料进行性能检测，按照HG/T 3829-2006进行检测，具体结果见表1。
表1
Figure BDA0002713042160000071
本发明制备的地坪涂料具有优异的耐磨性(750g/500r)，耐磨性≤20mg；高硬度，邵D≥80；铅笔硬度≥4H；极好的耐蚀性，几乎可耐各种强酸、强碱和强溶剂；如：耐 60％硫酸≥48h，盐酸≥48h，60％硝酸≥48h等；良好的耐温变性和良好的韧性；重载1000 钢球；与各种金属和非金属材料等卓越的粘合性，在金属基材上用拉开法测试附着力可达10MPa以上，非金属基材底可达5MPa以上(水泥基破坏)；优异的耐MEK擦试，较环氧地坪涂料提高了4倍；耐沾污擦拭：环氧漆滴落在杂化涂层72小时擦试，不擦破表面杂化涂层；耐灼伤(烟头)≥3级；优异的抗划性：较环氧地坪涂料提高了5倍以上。

Claims (8)

1.一种无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述杂化地坪涂料是由组分A、组分B组成；所述组分A是由以下重量份的原料组成：无机－有机杂化树脂60～90份，触变剂0.3～2份，活性稀释剂1.5～6份， 润湿分散剂0.4〜1份，流平剂0.5〜1.2份，消泡剂0.5〜1份，颜填料5〜35份，蜡粉0.5〜1份；所述组分B为，固化剂10～35份；
所述无机-有机杂化树脂通过以下方法制备而成：
（1）将氧化镁、二氧化硅中加入N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液中，逐滴滴加氨水，滴加结束后，搅拌20min，然后加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀得混合悬浮液；
（2）将混合悬浮液缓慢的加入到低分子量的环氧树脂中，不断搅拌，搅拌过程中加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌50min后即可；
所述固化剂为复配改性胺固化剂，其粘度小于1000mpa.s，胺值为280〜500mg KOH/g；所述活性稀释剂为多环氧基化合物；所述触变剂为有机膨润土和气相二氧化硅按照质量比1：0.2组成；所述润湿分散剂为聚丙烯酸酯型高分子量嵌段封闭共聚物或改性聚酯高分子溶液；所述的流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂和有机改性的聚硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述氧化镁、二氧化硅和N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液的料液比为1g：2g：30mL。
3.根据权利要求1所述的无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述N-(2-氨乙基)甘氨酸溶液的质量分数为5%；所述溶液的溶剂为甲酸-水按照体积比1：100组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述氨水滴加至整体的反应体系pH值为7-7.5。
5.根据权利要求1-3任一项所述的无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述氧化镁、聚二甲基硅氧烷及环氧树脂的质量比为1：3：25；所述十六烷基三甲基溴化铵占环氧树脂质量的1%。
6.根据权利要求1所述的无机－有机杂化地坪涂料，其特征在于，所述涂料还可以包括组分C，组分C是由80 -360目的白刚玉和石英砂中的一种或两种混合组成。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的无机-有机杂化地坪涂料的制备方法，其特征在于，首先加入树脂开启分散机，然后再加入助剂、触变剂，再加入颜填料、活性稀释剂，经高速剪切，转速控制在800-1200 转/ 分钟，分散20 分，放置12h后，再经过砂磨机研磨至规定的细度，调配成基料A组分；固化剂作为B组分。
8.一种如权利要求1-4任一项所述的无机-有机杂化地坪涂料的应用，其特征在于，所述杂化涂料对各类复杂及苛刻的环境下地坪保护。
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