CN114456645A - 一种超强渗透型地坪着色剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超强渗透型地坪着色剂及其制备方法,所述地坪着色剂包括以下重量份数的组分,色浆15‑30份、溶剂20‑35份、pH调节剂0.2‑0.5份、UV吸收剂1‑2份、改性渗透剂5‑8份、有机缓凝剂0.3‑0.6份、增强剂0.2‑0.8份、硅烷偶联剂1‑2份、复合乳化剂1.5‑2份、纳米助剂0.5‑1份;其制备方法为:将有机缓凝剂、增强剂、溶剂混合,将改性渗透剂超声分散在混合液中,之后将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,进行反应,再加入硅烷偶联剂,最后利用调节剂调节反应液pH,即可。本发明的地坪着色剂,渗透性均匀性好,不易掉色,耐候性和耐磨性良好,同时制备工艺简单,成本低廉,易于产业化。

Description

一种超强渗透型地坪着色剂及其制备方法
技术领域
本发明属于染色剂制备技术领域,具体涉及一种超强渗透型地坪着色剂,还涉及该地坪着色剂的制备方法。
背景技术
地坪着色剂为渗透型染色剂,无毒无味、对人体无害,渗透力超强,抗紫外线和风化,例如用于混凝土、水磨石等进行人工染色,既可使混凝土等制品更加丰富多彩,能渗透3-5毫米与混凝土融合,永久不掉色,又可避免因环氧树脂脱落问题造成的不美观;着色后的表面易于维护并且颜色耐紫外线,表面无游离石灰,颜色层不会剥落、开裂和起皮。
现有技术中,例如中国专利(申请号:201711354092.3,公开号:CN107903787A)公开了一种混凝土渗透着色剂及其应用,其包括有机颜料、溶剂、渗透剂、湿润剂、乳化剂、硅烷偶联剂和稀释剂,这种混凝土着色剂喷洒在混凝土地面时,可向下渗透,但是该品温度较敏感,在温度超过50℃缓凝易失效,渗透效果不好、冲洗时间不稳定、喷洒效果不好等问题。又如中国专利(申请号:202010817492.9,公开号:CN111961409A)公开了一种纳米瓷釉着色剂,其包括:第一纳米杂化树脂,第二纳米杂化树脂,溶剂型树脂、黄色色浆,绿色色浆,助剂,填料及溶剂,该着色剂是单组分渗透成膜型彩色纳米级别着色剂,渗透性好,并可与硅酸盐材料发生化学反应而牢固结合,故附着力极高,内外强度一致,无需罩面保护,泡水底不软,不会被粘扯掉;然而该着色剂在混凝土中分散性差、产品表面易泛碱、耐候性差,适用性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种超强渗透型地坪着色剂,解决了现有地坪着色剂渗透均匀性差、着色性能不稳定的问题。
本发明的另一目的是提供上述超强渗透型地坪着色剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是,一种超强渗透型地坪着色剂,包括以下重量份数的组分,色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份。
本发明的特点还在于,
复合乳化剂由质量比3-5:1-2:20-50的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成。
色浆由体积比为1-3:2-5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成。
pH调节剂为三乙醇胺;纳米助剂为纳米氧化铜或者纳米氧化镍。
有机缓凝剂为β-羟基丁酸、丙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种。
溶剂由体积比为5-10:0.5-2:1-5:0.5-0.8的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成。
本发明所采用的另一技术方案是,一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,之后加入硅烷偶联剂进行偶联反应,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节至7.2-7.5,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
本发明的特点还在于,
步骤1中,具体为:将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在80-100℃的条件下干燥0.5h~1h,即可得到改性渗透剂。
步骤3,超声分散时间为20-30min。
步骤4中,水浴反应温度为65℃~75℃,水浴反应时间为1h~1.5h;偶联反应温度为90-105℃,偶联反应时间为0.5-1h。
本发明的有益效果是,本发明的超强渗透型地坪着色剂,渗透性均匀性好,不易掉色,耐候性和耐磨性良好;同时本发明的原料组分安全可靠,原料易得,制备工艺简单,不需要昂贵的设备,成本低廉,易于产业化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,包括以下重量份数的组分,色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份;
色浆由体积比为1-3:2-5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为5-10:0.5-2:1-5:0.5-0.8的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比3-5:1-2:20-50的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
pH调节剂为三乙醇胺;
有机缓凝剂为β-羟基丁酸、丙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种;
纳米助剂为纳米氧化铜或者纳米氧化镍;
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在80-100℃的条件下干燥0.5h~1h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为0.5-1:2-3:8-10:25-40:10-12:1-3:1.5-2;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为20-30min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为65℃~75℃,水浴反应时间为1h~1.5h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至90-105℃进行偶联反应,偶联反应时间为0.5-1h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2-7.5,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
本发明的地坪着色剂中,利用皂化粘土、滑石粉等物质对现有渗透剂进行改性,能够有效降低水泥碱度,有效减少泛碱现象的发生,改善浆体流动性,使得材料的渗透均匀性大大提高;通过增加纳米助剂,提高了抗菌防污性,防止混凝土表面的发霉腐坏,大大延长了保护时间;通过加入有机缓凝剂,可以提高减水剂的分散性,延长混凝土的凝结时间。加入UV吸收剂和增强剂同时提高了着色剂的机械耐久性和抗紫外性。
本发明的硅烷偶联剂能够提高缓凝剂、渗透剂、混凝土、色浆各界面之间的粘结强度,改善色浆在混凝土材料中的分散性,提高了着色剂的着色力、耐候性、耐磨性。
实施例1
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在80℃的条件下干燥0.5h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为0.5:2:8:25:10:2:1.5;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆15份、溶剂20份、pH调节剂0.5份、UV吸收剂2份、改性渗透剂8份、β-羟基丁酸0.3份、增强剂0.2份、硅烷偶联剂2份、复合乳化剂1.5份、纳米氧化铜0.5份;
色浆由体积比为1:2的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为5:2:1:0.5的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比3:1:20的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为20min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为65℃,水浴反应时间为1h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至100℃进行偶联反应,偶联反应时间为0.5h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
实施例2
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在100℃的条件下干燥1h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为0.8:2.5:9:30:12:1:2;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆20份、溶剂25份、pH调节剂0.2份、UV吸收剂1份、改性渗透剂7份、丙二醇0.4份、增强剂0.6份、硅烷偶联剂2份、复合乳化剂1.5份、纳米氧化镍0.5份;
色浆由体积比为1.5:2的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为6:1.5:4:0.6的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比5:2:40的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为25min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为70℃,水浴反应时间为1h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至95℃进行偶联反应,偶联反应时间为0.5h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.4,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
实施例3
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在90℃的条件下干燥0.5h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为1:2:10:35:10:2:1.8;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆26份、溶剂28份、pH调节剂0.4份、UV吸收剂1.5份、改性渗透剂6份、三羟甲基丙烷0.6份、增强剂0.5份、硅烷偶联剂1.5份、复合乳化剂1.5份、纳米氧化镍1份;
色浆由体积比为2:5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为8:1:2:0.5的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比4.5:2:35的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为20min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为75℃,水浴反应时间为1h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至105℃进行偶联反应,偶联反应时间为0.8h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
实施例4
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在80℃的条件下干燥0.5h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为1:3:8:38:11:2.5:1.5;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆25份、溶剂20份、pH调节剂0.2份、UV吸收剂2份、改性渗透剂8份、丙二醇0.6份、增强剂0.7份、硅烷偶联剂1份、复合乳化剂1.5份、纳米助剂0.5份;
色浆由体积比为3:2的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为9:2:5:0.5的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比3.5:1:40的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为30min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为65℃,水浴反应时间为1.5h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至103℃进行偶联反应,偶联反应时间为0.6h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.5,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
实施例5
本发明一种超强渗透型地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂,具体为:
将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在90℃的条件下干燥1h,即可得到改性渗透剂;
纤维素纳米纤维、皂化粘土、去离子水、脂肪醇聚氧乙烯醚、纳米二氧化硅颗粒、滑石粉、甲基硅酸钠的质量比为1:3:10:40:12:1:2;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆30份、溶剂35份、pH调节剂0.5份、UV吸收剂1份、改性渗透剂7份、三羟甲基丙烷0.5份、增强剂0.6份、硅烷偶联剂1.5份、复合乳化剂2份、纳米氧化铜1份;
色浆由体积比为3:5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为10:0.5:5:0.8的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比5:2:50的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为30min,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为75℃,水浴反应时间为1h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至100℃进行偶联反应,偶联反应时间为1h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
对比例
一种地坪着色剂,具体按照以下步骤实施:
步骤1,按以下重量份数称取:色浆30份、溶剂35份、pH调节剂0.5份、UV吸收剂1份、渗透剂7份、三羟甲基丙烷0.5份、增强剂0.6份、硅烷偶联剂1.5份、复合乳化剂2份、纳米氧化铜1份;
色浆由体积比为3:5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成;
溶剂由体积比为10:0.5:5:0.8的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成;
复合乳化剂由质量比5:2:50的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成;
步骤2,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将渗透剂超声分散在混合液中,超声分散时间为30min,得到分散液;
步骤3,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,水浴反应温度为75℃,水浴反应时间为1h,之后加入硅烷偶联剂进行,将反应温度升至100℃进行偶联反应,偶联反应时间为1h,得到反应混合液,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2,即可得到地坪着色剂。
表1着色剂的性能测试结果
Figure BDA0003509362600000131
将实施例制备的地坪着色剂、市售着色剂喷洒至混凝土表面,测量着色40天、80天后的混凝土抗压强度,按照《混凝土强度检验评定标准》(GB/T 50107-2010)的标准进行测定;并通过肉眼观察着色均匀情况和褪色情况,其结果如表1所示,由表可知,使用未改性的渗透剂制备的地坪着色剂,其着色均匀性较低,在80天后会出现褪色和掉色的情况;使用市售的着色剂,其抗压强度较低,着色均匀性差;而本发明方法制备的着色剂渗透性超强、抗压性能优异、不掉色、不退色。

Claims (10)

1.一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,包括以下重量份数的组分,色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述复合乳化剂由质量比3-5:1-2:20-50的羟苯乙酯、聚乙二醇和乙醇混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述色浆由体积比为1-3:2-5的蓝色色浆和绿色色浆混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述pH调节剂为三乙醇胺;纳米助剂为纳米氧化铜或者纳米氧化镍。
5.根据权利要求1所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述有机缓凝剂为β-羟基丁酸、丙二醇、三羟甲基丙烷中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述溶剂由体积比为5-10:0.5-2:1-5:0.5-0.8的二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷和氯丙醇混合而成。
7.一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制备改性渗透剂;
步骤2,按以下重量份数称取:色浆15-30份、溶剂20-35份、pH调节剂0.2-0.5份、UV吸收剂1-2份、改性渗透剂5-8份、有机缓凝剂0.3-0.6份、增强剂0.2-0.8份、硅烷偶联剂1-2份、复合乳化剂1.5-2份、纳米助剂0.5-1份;
步骤3,将有机缓凝剂、增强剂、溶剂进行混合,得到混合液,之后将改性渗透剂超声分散在混合液中,得到分散液;
步骤4,将分散液、色浆、复合乳化剂、UV吸收剂和纳米助剂进行混合,在水浴条件下进行反应,之后加入硅烷偶联剂进行偶联反应,之后利用pH调节剂将反应混合液pH调节7.2-7.5,即可得到超强渗透型地坪着色剂。
8.根据权利要求7所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述步骤1中,具体为:将纤维素纳米纤维、皂化粘土超声分散在去离子水中,得到分散均匀的悬浮液,然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚,然后均匀喷雾在纳米二氧化硅颗粒表面,之后加入滑石粉、甲基硅酸钠进行搅拌,在80-100℃的条件下干燥0.5h~1h,即可得到改性渗透剂。
9.根据权利要求7所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述步骤3,超声分散时间为20-30min。
10.根据权利要求7所述的一种超强渗透型地坪着色剂,其特征在于,所述步骤4中,水浴反应温度为65℃~75℃,水浴反应时间为1h~1.5h;偶联反应温度为90-105℃,偶联反应时间为0.5-1h。
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