CN112341849A - 一种耐磨水性无机地坪漆的研制及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地坪涂料技术领域，提供一种耐磨水性无机地坪漆及制备方法。传统的地坪涂料主要为聚氨酯地坪、环氧地坪以及丙烯酸地坪等双组份涂料，同时要配以相应的固化剂才能干燥达到相应的性能要求。由于在生产和施工过程中加入不少的溶剂，对操作人员会直接影响其身体健康，对大气环境造成污染，同时，溶剂型涂料存在火灾隐患。而耐磨水性无机地坪涂料能很好的解决这一问题。本发明一种耐磨水性无机地坪涂料用水作为分散介质，以无机硅酸盐树脂作为主同时配以少量的丙烯酸乳液作为基料，由多种颜料、填料同时配以专用的无机涂料功能助剂，经分散、研磨、调配而成。产品不含防霉剂、重金属、甲醛、有机溶剂等有害物质，产品具有防火阻燃、防静电、防滑（遇水更涩）、高硬度、耐酸碱、无辐射等天然性能优势，是一种天然、环保、绿色、健康的地坪材料。

Description

一种耐磨水性无机地坪漆的研制及制备方法

技术领域

本发明属于水性地平涂料领域，提供一种单组份水性无机地坪漆及制备方法。特别涉及的是一种以无机硅酸盐类树脂作为主要成膜物质的水性无机地坪漆配方及制作技术。

背景技术

如今，地坪涂料是是建筑地坪装饰和保护涂装的一种重要材料。国内地坪涂料大多使用的是溶剂型涂料，如聚氨酯顾坪涂料、环氧地坪涂料、丙烯酸地坪涂料等。这些涂料在生产和使用过程中都要用到较多的有机溶剂，对大气环境和人类的健康有较严重的危害，而且对石油资源也存在较大的浪费。聚氨酯涂料中一般或多或少会含有一定量的游离异氰酸单体，在使用过程中会污染生活环境和损害人们的生活健康。环氧地坪的固化剂组份大多为有机胺类，同样会含有一定量的游离单体而影响人类自然环境，虽然高固体份的无溶剂地坪涂料是比较环保的，但因其中使用了活性稀释剂，它具有一定的毒性，对人体健康不利。溶剂型地坪涂料因为其含有部分溶剂导致涂料产品成为易燃易爆危险品，存在较大的安全隐患，同时也增加了在生产、运输 、贮存及应用过程中的安全维护成本。在发明专利CN109401595A中，公布了一种耐磨抗划伤地坪及面漆及制备方法，该涂料是一种水性涂料，气味低，产生的VOC也较低，与传统的溶剂型相比，在环保方面有了很大的改进和提高，但是因为使用了较多的助溶剂，同时因为是双组份涂料，使用了异氰酸酯作为固化剂，在环保方面仍存在比较大的隐患，同时，有机成膜涂层的漆膜不耐高温，在高温下，会释放出对人类有害的有毒气体。同时，异氰酸本身也和水反应的，有时还会产生气体，从而漆膜的外观及性能。为了改善现有技术的不足，本发明使用了无机硅酸盐复配树脂，利用了无机硅酸盐树脂能很好的渗透到基层内部，产与基材发生石化反应，刷上去的是“薄薄的涂层，得到的是一层厚厚的涂膜”。全部以水为溶剂，不使用助溶剂，使产品更加环保，复配的无机树脂和专用高岭土相结合还有净化空气的效果。无机涂层耐高温，其防火等级可达到A级标准。纳米三氧化二铝液的加入，提升了无机地坪涂层的硬度和耐磨性能。

发明内容

本发明目的是提供一种性能优良、施工简便、性价比高、适用范围广的水性环保无机地坪涂料及其制备方法。

本发明是以复配的无机硅酸盐树脂为主粘结料，配以一定量的高分子材料、和颜填料制得的一种水性耐磨无机地坪涂料。利用复配无机硅酸盐树脂的渗透性好，可渗入到基面0.5-2㎜，并与矿物质基底发生化学反应，形成一种抗碱防酸的硅石，使涂料与基底牢固的结合为一体。不像其他地坪油漆只是一层涂膜，与基层仅是物理粘附和部分氢键结合。因而涂料具有很好的附着力。

本发明通过采用复合纳米耐磨剂改性，使本无机地坪涂料具有高硬度的同时具有极佳的耐磨性能。

本发明采用复配无机硅酸盐树脂作为成膜物质，具有良好的难燃或不燃性，防火等级可达到A级，不象其他涂料在火灾中燃烧且散发毒气。

在地壳中，氧的含量为48.06，硅的含量为26.03%，为自然界中元素存在量的前二位。因此，以硅酸盐为主要成膜物质的无机涂料大减少了对石油化工的依赖。

本发明通过使用硅现乳液对无机硅酸盐树脂进行改性，使获得的涂料具有良好的稳定性。

本发明通过添加钛白粉、高岭土、绢云母粉、滑石粉、硫酸钡、石英粉等功能性材料，提高了涂膜的硬度和耐磨性能，同时结合无机硅酸盐树脂使涂料在成膜后有很好的防滑性能，涂膜遇水后变得得更“涩”。

本发明提供的无机地坪涂料超强的硬度、极佳的附着力、良好的耐磨性、阻燃、VOC含量极低、防滑性佳，施工简单，性价比高。

本发明提供的耐磨水性无机地坪涂料，复配的无机硅酸盐树脂、无机涂料专用助剂、颜料、功能无机填料、有机硅乳液、复合纳米耐磨助剂及水组成。其原料组成的质量份数比为：

原料	质量百分数
		水	15~30
复合防沉剂	0.1~0.8
		高效耐磨剂	0.8~3.5
分散剂	0.2~1.5
		消泡剂	0.4~1.5
无机颜料	5~20
		无机填料	15~40
无机硅酸盐复合树脂	20~45
		聚合物乳液	3~10
粘度稳定剂	0.2~1.5

配方中的无机硅酸盐复合树脂是由钾水玻璃、锂水玻璃、硅溶胶按质量比6:3:1的比例搭配，其中钾水玻璃的模数为4.8~5.5，锂水玻璃的模数为4.8~6.5，硅溶胶为12um以下；所述的复合防沉剂为分子量为8000~15000的羟乙基纤维素与无机涂料专用防沉剂V30混配而成；所述的高效耐磨剂为无机盐专用稳定剂Q40与30%的纳米三氧化二铝液复配而成；所述的聚合物乳液为陶氏化学的硅丙乳液TX100；所述的无机颜料为金红石钛白粉、炭黑、氧化铁系等无机颜料根据所需颜色调配；所述的无机填料为超细硫酸钡、800目石英类、滑石粉和高岭土中的一种或几种搭配使用；所述的粘度稳定剂无机涂料专用稳定剂A11。

本发明耐磨水性无机地坪涂料制备步骤具体如下：

本发明耐磨水性无机地坪涂料的制备步骤如下：

(1) 制备水性复合树脂

将钾水玻璃、钠水玻璃、硅溶胶液按比例加入搅拌缸，中速搅拌5~10分钟备用。

(2) 制备水性无机涂料专用防沉剂

将分子量10000以上的羟乙纤维素与无机涂料专用防沉剂V30加入复配好的防沉剂，开启中速搅拌，大约10~15分钟，待全部溶解后，降到低速搅拌。

（3）制备纳米级功能耐磨液

将无机涂料专用稳定剂Q40和30%的纳米三氧化二铝液混合均匀

（4）制备目标产品高性能耐磨水性地坪漆

ⅰ.在洁净的分散缸内加入配方量的水，开启搅拌机，在转速500rpm加入预配好的防沉剂；

ⅱ.在转速500rpm依次加入无机涂料专用分散剂、稳定剂以及消泡剂;

ⅲ. 在转速300rpm依次加入所需的颜料，在800rpm分散10-15分钟；

ⅳ在转速300rpm依次加入所需的填料，1200 rpm分散25-30分钟，然后进行研磨至细度≤50um即可；

ⅴ.在转速800rpm下加入预配好的无机复合树脂，搅拌10-20分钟；

ⅵ. 在转速500rpm下加入所需的硅丙乳液，搅拌15-25分钟；

ⅶ. 在转速500rpm下依次加入预配好的复合纳米耐磨液、消泡剂、稳定剂及余下的水，低速搅拌10－152分钟；

ⅷ.过虑包装即制得所需的水性无机耐磨地坪涂料。

具体实施方式

一种水性耐磨无机地坪涂料，其特征在于，它包括以下质量的组分：复合水性无机树脂20~45份，复合防沉剂0.1~0.8份，高效耐磨剂0.8~3.5份，分散剂0.2~1.5份，消泡剂0.4~1.5份，无机颜料5~20份，无机填料20~45份，陶氏聚合物乳液3~10份，粘度稳定剂0.2~1.5份.

所述复合无机树脂为钾水玻璃、锂水玻璃、硅溶胶按一定的比例共拚而成。

所述的复合防沉剂为分子量8000~15000的羟乙基纤维素与无机防沉剂V30混配而成。

所述的高效耐磨剂为无机涂料稳定剂与30%纳米三氧化二铝液混配而成。

具体操作过程如下：

1）在预分散缸内加入所需要量的钾水玻璃、锂水玻璃及硅溶胶及少量的水500转/分搅拌5~10分钟左右，备用。

2）在生产用的分散缸内加入部分水，开启搅拌300转/分，加入已预配好的复合防沉剂，800转/分分散10分钟左右，直至防沉剂全部溶解无颗粒。

3）加入全部分散剂、高效而磨剂、部分消泡剂分散5~10分钟。

4）在低速搅拌下加入无机颜料，高速分散10分钟。

5）在低速搅拌下加入无机填料，高速分散10分钟。

6）砂磨浆料至满足细度要求。

7）在低速下加入聚合物乳液，500转/分搅拌10分钟。

8）在低速搅拌状态下加慢慢加入预配好的复合无机硅酸树脂，加毕，在300~500转/分下搅拌10~15分钟。

9）加入余下的水、消泡剂及粘度稳定剂，在低速下搅拌均匀，过滤包装。

漆膜性能检验：

2、具体实施方式

例1(质量分)：水35份，复合无机水性树脂20份，复合防沉剂0.3份，高效耐磨剂1份，分散剂0.5份，消泡剂0.5份，无机颜料15份，无机填料22份，聚物乳液3份，粘度稳定剂0.5份。

例2(质量分)：水35份，复合无机水性树脂23份，复合防沉剂0.3份，高效耐磨剂1.5份，分散剂0.5份，消泡剂0.5份，无机颜料15份，无机填料22份，聚物乳液5份，粘度稳定剂0.5份。

例1(质量分)：水32份，复合无机水性树脂25份，复合防沉剂0.3份，高效耐磨剂2份，分散剂0.5份，消泡剂0.5份，无机颜料15份，无机填料22份，聚物乳液8份，粘度稳定剂0.5份。

主要性能检测指标如下：

序号	项目	例1/例2/例3
			1	容器中状态	搅拌后无结块，呈均匀状态
2	施工性	刷涂二道无障碍
			3	涂膜外观	涂膜外观正常
4	表干时间	25分钟
			5	附着力（划格）	≤1
6	涂层耐温变性	无起泡、裂纹、剥落
			7	耐洗刷性	﹥5000﹥10000﹥12000
8	涂层硬度	﹥2H﹥3H﹥3H
			9	抗划伤性（60°光泽保持率）%	﹥99
10	耐磨性，	0.058,0.053,0.051

综上所述，本发明一种耐磨水性无机地坪涂料利用复合的无机硅酸盐树脂作为主要成膜物质，其资源广泛，可以减少对石油资源的依赖，同时无机矿物质的难燃或不燃性，使其在生产、贮运、施工的过程中都不存在火灾隐患，极低的VOC含量，是一种健康的绿色环保涂料。其老化性、耐磨性、硬度等性能优异，适应性强，可以适用于所有的矿物质基底，是一种性价比高水性环保地坪装饰和保护材料。

Claims (3)

1.权利要求1：一种耐磨水性无机地坪漆的制备方法，其特征在于，由以下质量份的原材料组成：

无机硅酸盐复合树脂20-45份，

聚合物乳液3-10份，

无机颜料5-20份，

无机填料15-40份，

高效耐磨液0.8-3.5份，

分散剂0.2-1.5份，

分散剂0.2-1.5份，

消泡剂0.4-1.5份，

粘度稳定剂0.2-1.5份，

水15-30份。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨水性无机地坪漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）步骤1：在备料桶1中配制无机硅酸盐复合树脂，其配比为：钾水玻璃：锂水玻璃：硅溶胶=6：3：1；将配比中的原料依次加入桶中，在500rpm搅拌5-10分钟，静置备用；

（2）步骤2：在备料桶中2中配制高效耐磨液，无机涂料专用稳定剂Q40：纳米三氧化二铝液＝1：2的比例依次加入，搅拌均匀，静置备用；

（3）步骤3：将配方中的15份左右水加入分散桶中，开启搅拌，依次加入所需的羟乙基纤维素和无机涂料防沉剂V30，在800rpm下，搅拌15-30分钟；

（4）步骤4：待上述防沉剂溶解完全后，加入专用分散剂D27和部分水性涂料通用无硅消泡剂，在500rpm下搅拌5-10分钟；

（5）步骤5：加入颜料，在1500rpm下搅拌20-30分钟；

（6）步骤6：加入无机填料1500rpm下搅拌10-20分钟，研磨至细度≤50um;

（7）步骤7：在800rpm下，加入硅丙乳液TX100，搅拌10-15分钟；

（8）步骤8：在500rpm下，加入预配好的复合无机硅酸盐树脂，搅拌15-25分钟；

（9）步骤9：在500rpm下，加入预配好高效耐磨液，搅拌15-25分钟；

（10）步骤10：在500rpm下，加入余下的消泡剂、粘度稳定剂和水，搅拌15-25分钟，过滤包装即制得耐磨水性无机地坪涂料。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨水性无机涂料的研制及制备方法，其特征在于：

（1）所述的水性无机硅酸盐复合树脂乳液是钾水玻璃、锂水玻璃、硅溶胶按比例混配而成，其中钾水玻璃的模数为4.8~5.5，锂水玻璃的模数为4.8~6.5，硅溶胶为12um以下；

（2）所述的高效耐磨液为无机涂料专用稳定剂Q40和纳米三氧二铝液混合配成，其中所用纳米三氧化二铝的浓度为30%；

（3）所述的复合防沉剂为250HBR羟乙基纤维素与无机涂料专用防沉剂V30混配而成；

（4）所述的聚合物乳液为陶氏化学的硅丙乳液TX100；

（5）所述的无机颜料为金红石钛白粉、炭黑、氧化铁系等无机颜料根据所需颜色调配；

（6）所述的无机填料为超细硫酸钡、800目石英类、滑石粉和高岭土中的一种或几种搭配使用；

（7）所述的粘度稳定剂无机涂料专用稳定剂A11。