CN114231145A - 一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及塑胶跑道用涂料领域，更具体地说，它涉及一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料及其制备方法。一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，包括以下重量份数的原料：30‑45份水性聚氨酯树脂、22‑28份聚甲基硅树脂、1.2‑2.7份二异丙醇己二酸酯、1.8‑3.8份乙二醇二甲醚、0.5‑1.5份消泡剂、1.2‑2.8份聚丙烯酸钠、10‑15份水、6‑12份纳米填料、0.2‑0.8份流平剂、2.8‑4.5份乙二醇。本申请具有解决防水底涂与潮湿地面基础之间易剥离问题的优点。

Description

一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及塑胶跑道用涂料领域，更具体地说，它涉及一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料及其制备方法。
背景技术
运动跑道一般设置在学校、体育馆、居民小区、公园等场所。目前，运动跑道大多为塑胶跑道，具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适中、物理性能稳定等特性，色彩鲜明，美观整齐，它既能保证运动员的技术充分发挥，又能够最大限度地保护运动员，防止摔伤，是国际上公认的最优异的室外运动场地。
地面基础通常由混凝土搭建，混凝土固化时会有水蒸气的蒸腾，当地面基础的含水量过高时，铺设在地面基础上的防水底涂相当于将蒸腾的水蒸气包裹起来，具有向上趋势的水蒸气会对防水底涂的渗透造成影响，导致防水底涂容易与地面基础剥离。
目前，为解决上述问题，施工前必须确定地面基础是否完全干燥，确定干燥后再进行作业。但是在靠近海边、湖边等潮湿地区的混凝土地面通常难以完全干燥，使得防水底涂非常容易出现与地面基础剥离的情况。因此，还有待改善。
发明内容
为了解决防水底涂与潮湿地面基础之间易剥离的问题，本申请提供一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，采用如下的技术方案：一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，包括以下重量份数的原料：30-45份聚氨酯树脂、22-28份聚甲基硅树脂、1.2-2.7份二异丙醇己二酸酯、1.8-3.8份乙二醇二甲醚、0.5-1.5份消泡剂、1.2-2.8份聚丙烯酸钠、10-15份水、6-12份纳米填料、0.2-0.8份流平剂、2.8-4.5份乙二醇。
优选的，所述防水底涂料包括以下重量份数的原料：35-40份聚氨酯树脂、24-26份聚甲基硅树脂、1.6-2.2份二异丙醇己二酸酯、2.5-3.1份乙二醇二甲醚、0.8-1.1份消泡剂、2.0-2.6份聚丙烯酸钠、12.5-13.8份水、8-10份纳米填料、0.5-0.7份流平剂、3.2-4.0份乙二醇。
通过采用上述技术方案，在二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚和聚丙烯酸钠的共同配合下，二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚均匀分散在体系各个部位，形成了均匀、稳定的保护膜，聚氨酯树脂、聚甲基硅树脂将体系中的水包裹在内层，二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、聚丙烯酸钠的疏水基团朝外，对潮湿地基的水具有排斥效果，潮湿地基的水不易从下往上渗透穿过防水底涂，从而减轻潮湿地基的水蒸发对防水底涂的影响。
在二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚和聚丙烯酸钠的共同配合下，进一步提高了聚丙烯酸钠的烷基、乙二醇二甲醚和二异丙醇己二酸酯的非极性的憎水性，使得有一定长度的阴离子物理吸附在颗粒表面起空间稳定作用。
另外，聚丙烯酸钠的亲水基指向体系中内层的水介质，形成了强劲、稳定的单分子膜，进一步提高二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚膜的稳定性和强度。且聚丙烯酸钠电离出R-COO-离子和Na+离子，电离程度大，保护膜与水中的Na+吸引力小，氧化物可以完全被负电荷包围，氧化物颗粒双电层厚度增加，Zeta点位增大，进一步起到静电稳定作用，从而阻碍颗粒间团聚，提高了体系的流动性，从而使二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚更加均匀分散在体系中。
优选的，所述防水底涂料还包括有1.5-2.5重量份的羧甲基纤维素。
通过采用上述技术方案，在羧甲基纤维素与聚丙烯酸钠的共同配合下，羧甲基纤维素形成网络结构，将体系中的各种原料连接起来，进一步提高了原料之间的连接强度。由于羧甲基纤维素具有一定的亲水性，所以羧甲基纤维素所形成的网络会遍布在保护膜内，与保护膜内层的聚丙烯酸钠亲水基相互靠近、配合，使体系中各原料保持良好的分散性，各原料之间连接牢固、稳定，从而提高防水底涂对潮湿地面基础的疏水效果，减轻升腾水蒸气对防水底涂的影响。
优选的，所述纳米填料为纳米方解石粉、纳米粉煤灰、纳米云母粉中的一种或多种混合。
优选的，所述纳米填料为纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比(1.2-1.5)：1的比例混合。
通过采用上述技术方案，选用特定的纳米填料，将防水底涂所形成的漆膜的缝隙不断填充，提高机械强度。良好流动性的防水涂料涂抹在地面基础上，纳米填料的特定选择提高了防水底涂的摩擦力和粗糙度，使防水涂料更加牢固地粘在地面基础上，不易脱离。
纳米云母粉拥有明显的层状硫酸盐结构，在纳米云母粉与纳米方解石粉的特定比例配合下，能够使纳米方解石粉在层间具有更流畅的滑动效果，从而起到更好的填充效果。同时，当防水底涂涂抹在还未完全干燥的混凝土地面基础时，纳米方解石粉可以与水泥水化产物之间形成较好的界面结构，即提高了防水底涂与地面基础的连接强度，防水底涂不易与地面基础剥离。
优选的，所述聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂的重量比为1：(0.7-0.85)。
通过采用上述技术方案，聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂在特定比例配合下，所制得的防水底涂具有更好的柔韧性，蒸腾水蒸气往上跑至与防水底涂接触时，防水底涂发生形变后迅速恢复原状，不易产生鼓泡现象。
第二方面，本申请提供一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将聚氨酯树脂和聚甲基硅树脂混合，在48-60℃的温度下搅拌均匀，得到A组分；
步骤2)：纳米填料、水、乙二醇搅拌均匀，得到B组分；
步骤3)：将A组分与B组分混合，在75-85℃的温度下搅拌12-18min，得到混合料；
步骤4)：往混合料内投入二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、消泡剂、聚丙烯酸钠和流平剂，升温至145-158℃，恒温搅拌115-130min，得到成品。
优选的，所述步骤4)中还投入有1.5-2.5重量份的羧甲基纤维素。
通过采用上述技术方案，各步骤中均有特定的温度范围限定，保证了体系中的聚合物中高分子链段的自由移动，提高漆膜柔韧性，从而使漆膜不易脱离地面基础。
在每个步骤中依次投放原料，使原料之间具有更好的配合效果，从而充分发挥各原料的性质，使制得的防水底涂具有更好的疏水性、流动性和柔韧性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、在二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚和聚丙烯酸钠的共同配合下，二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚均匀分散在体系各个部位，形成了均匀、稳定的保护膜，聚氨酯树脂、聚甲基硅树脂将体系中的水包裹在内层，二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、聚丙烯酸钠的疏水基团朝外，对潮湿地基的水具有排斥效果，潮湿地基的水不易从下往上渗透穿过防水底涂，从而减轻潮湿地基的水蒸发对防水底涂的影响。
2、选用特定的纳米填料，将防水底涂所形成的漆膜的缝隙不断填充，提高机械强度。良好流动性的防水涂料涂抹在地面基础上，纳米填料的特定选择提高了防水底涂的摩擦力和粗糙度，使防水涂料更加牢固地粘在地面基础上，不易脱离。
3、聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂在特定比例配合下，所制得的防水底涂具有更好的柔韧性，蒸腾水蒸气往上跑至与防水底涂接触时，防水底涂发生形变后迅速恢复原状，不易产生鼓泡现象。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。
表1
原料 型号 来源信息
水性聚氨酯树脂 / 江苏润丰合成科技有限公司
聚甲基硅树脂 5201N 深圳市<u>吉鹏硅氟</u>材料有限公司
二异丙醇己二酸酯 / 武汉华<u>翔科洁</u>生物技术有限公司
乙二醇二甲醚 工业级 济南润泰化工有限公司
聚丙烯酸钠 / 河南万山新材料科技有限公司
改性聚硅氧烷<u>型流平剂</u> EfkaSL3258 巴斯夫
羧甲基纤维素 / <u>济南明冠化工</u>有限公司
有机硅消泡剂 DF-111S 江苏道瑞为环保科技有限公司
实施例
实施例1
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，包括聚氨酯树脂、聚甲基硅树脂、二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、消泡剂、聚丙烯酸钠、水、纳米填料、流平剂、乙二醇。
消泡剂为有机硅消泡剂，纳米填料为纳米方解石粉，流平剂为改性聚硅氧烷型流平剂。
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将聚氨酯树脂和聚甲基硅树脂混合，在48℃、65r/min的条件下搅拌8分钟，得到A组分。
步骤2)：将纳米填料、水、乙二醇混合，在常温、48r/min的条件下搅拌5min，得到B组分。
步骤3)：将A组分与B组分混合，在85℃、58r/min的条件下搅拌12min，得到混合料。
步骤4)：往混合料内投入二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、消泡剂、聚丙烯酸钠和流平剂，将温度调节至158℃，在转速40r/min的条件下恒温搅拌115min，得到成品。
实施例2-5
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例1的不同之处在于，纳米填料的选择不同，各原料的用量不同，步骤1)-3)的部分参数不同，具体详见表2，实施例1的各项参数也汇总于表2。
表2
Figure BDA0003432735480000051
实施例6
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，步骤4)中还投入有1.5kg的羧甲基纤维素。
实施例7
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，步骤4)中还投入有2.5kg的羧甲基纤维素。
实施例8
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，纳米填料为纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比1.2：1的比例混合，即纳米方解石粉的投入量为4.9kg，纳米云母粉的投入量为4.1kg。
实施例9
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，纳米填料为纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比1.5：1的比例混合，即纳米方解石粉的投入量为5.4kg，纳米云母粉的投入量为3.6kg。
实施例10
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂的重量比为1：0.85，即聚氨酯树脂的投入量为33kg，聚甲基硅树脂的投入量为28kg。
实施例11
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂的重量比为1：0.5，即聚氨酯树脂的投入量为41kg，聚甲基硅树脂的投入量为20kg。
实施例12
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例7的不同之处在于，纳米填料为纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比1.2：1的比例混合，即纳米方解石粉的投入量为4.9kg，纳米云母粉的投入量为4.1kg。
对比例
对比例1
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，将二异丙醇己二酸酯替换为等重量的乙二醇二甲醚。
对比例2
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，将乙二醇二甲醚替换为等重量的二异丙醇己二酸酯。
对比例3
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，将聚丙烯酸钠替换为等重量的乙二醇二甲醚。
对比例4
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，将二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚分别替换为等重量的乙二醇，聚丙烯酸钠替换为等重量的焦磷酸钠。
对比例5
一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，与实施例5的不同之处在于，二异丙醇己二酸酯的投入量为5kg,乙二醇二甲醚的投入量为5kg，聚丙烯酸钠的投入量为5kg。
性能检测试验
1、粘接强度检测：按照GB/T16777-2008对实施例1-12、对比例1-5和市售防水涂料进行检测。然后将样品在45℃的温水中浸泡48h，再检测其粘接强度。
2、不透水性检测：按照GB/T16777-2008对实施例1-12、对比例1-5和市售防水涂料进行检测。
3、流平性检测：按照GB/T19250-2013对实施例1-12、对比例1-5和市售防水涂料进行检测。
试验1-3的检测数据详见表3。
表3
Figure BDA0003432735480000071
根据表3中实施例1-5和对比例1-4的检测数据对比可知，实施例1-5处理前后的粘接强度、防水效果和流平效果均优于对比例1-4的，说明二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚和聚丙烯酸钠三者缺一不可，各原料之间相互配合，需要在本申请所提供的完整配方下，所制得的防水底涂才能具有良好的性能。根据表3中实施例1-5与对比例5、市售防水涂料的检测数据对比可知，当二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚和聚丙烯酸钠三者的投入量不在本申请所提供的范围内时，所制得的防水底涂没办法充分发挥效果，其效果仅与市售防水涂料的相仿。
根据表3中实施例6-7与市售防水涂料的检测数据对比可知，实施例6-7所制得的防水底涂在浸泡前后的粘接强度变化较小，说明使用羧甲基纤维素后，在羧甲基纤维素与聚丙烯酸钠的共同配合下，有利于提高防水底涂的稳定性，在防水、流平方面的效果也有相应的提高。
根据表3中实施例8-9与市售防水涂料的检测数据对比可知，实施例8-9所制得的防水底涂具有较好的粘接强度，说明纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比(1.2-1.5)：1的比例混合下，所制得的防水底涂的摩擦力、粗糙度得到提升，从而具有更高的粘接力。
将表3中实施例10-11与市售防水涂料的检测数据对比，发现实施例10-11所制得的防水底涂具有良好的流平效果，说明聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂在特定范围内配合后，对防水底涂整体的性能产生影响，有利于改善防水底涂的效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：30-45份水性聚氨酯树脂、22-28份聚甲基硅树脂、1.2-2.7份二异丙醇己二酸酯、1.8-3.8份乙二醇二甲醚、0.5-1.5份消泡剂、1.2-2.8份聚丙烯酸钠、10-15份水、6-12份纳米填料、0.2-0.8份流平剂、2.8-4.5份乙二醇。
2.根据权利要求1所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于：所述防水底涂料包括以下重量份数的原料：35-40份水性聚氨酯树脂、24-26份聚甲基硅树脂、1.6-2.2份二异丙醇己二酸酯、2.5-3.1份乙二醇二甲醚、0.8-1.1份消泡剂、2.0-2.6份聚丙烯酸钠、12.5-13.8份水、8-10份纳米填料、0.5-0.7份流平剂、3.2-4.0份乙二醇。
3.根据权利要求1或2所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于：所述防水底涂料还包括有1.5-2.5重量份的羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1或2所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于：所述纳米填料为纳米方解石粉、纳米粉煤灰、纳米云母粉中的一种或多种混合。
5.根据权利要求4所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于：所述纳米填料为纳米方解石粉与纳米云母粉以重量比（1.2-1.5）：1的比例混合。
6.根据权利要求1或2所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯树脂与聚甲基硅树脂的重量比为1：（0.7-0.85）。
7.一种耐潮湿塑胶跑道防水底涂料的制备方法，基于权利要求1-6任一项所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：将水性聚氨酯树脂和聚甲基硅树脂混合，在48-60℃的温度下搅拌均匀，得到A组分；
步骤2)：纳米填料、水、乙二醇搅拌均匀，得到B组分；
步骤3)：将A组分与B组分混合，在75-85℃的温度下搅拌12-18min，得到混合料；
步骤4)：往混合料内投入二异丙醇己二酸酯、乙二醇二甲醚、消泡剂、聚丙烯酸钠和流平剂，升温至145-158℃，恒温搅拌115-130min，得到成品。
8.根据权利要求7所述的耐潮湿塑胶跑道防水底涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中还投入有1.5-2.5重量份的羧甲基纤维素。
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