CN115558379A - 一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，包括以下步骤：(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；本发明的密封固化底漆层的混凝土密封固化剂的密封固化效果好，能够提高混凝土结构表层的强度和耐磨性，并且加入了抗霉菌剂，能够抗菌防霉。找平层加入纤维后能够提高找平层的抗开裂性能，增强地坪的韧性和结构强度。耐磨面漆层加入了石墨烯改性碳钢粉，通过石墨烯改性后的碳钢粉的硬度大大提高，从而能够有效提高地坪表面的抗刮耐磨性和硬度，并且抗静电剂能够防止添加石墨烯改性碳钢粉后地坪容易产生静电的问题。

Description

一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法
技术领域
本发明涉及地坪技术领域，更具体地说，是涉及一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法。
背景技术
在工厂的车间、停车场等地面一般都会涂覆有地坪漆，从而形成无缝隙、质地坚实、防腐、防水、表面光亮、美观实用的地坪结构，常见的地坪一般为环氧树脂地坪，其通常包括有底漆层和面漆层，但是其面漆层的硬度以及耐磨性仍有待加强。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种抗刮耐磨性和硬度高的碳钢聚氨酯地坪的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，包括以下步骤：
(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；
(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；
(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；
其中，所述密封固化底漆层包括环氧树脂60～80份；混凝土密封固化剂50～80份；抗霉菌剂1～3份；
所述找平层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂100～120份；丙烯酸酯10～15份；石英砂8～15份；硅酸盐水泥20～50份；填料5～10份；纤维4～8份；
所述耐磨面漆层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂80～150份；氨基树脂20～50份；石墨烯改性碳钢粉5～10份；抗静电剂1～3份；色浆1～2份；石英粉15～20份；消泡剂1～3份；流平剂1～2份；分散剂2～5份；防沉降剂1～5份；聚氨酯树脂固化剂80～100份。
所述密封固化底漆层的制备方法如下：
(11)按重量份，称取环氧树脂、混凝土密封固化剂、抗霉菌剂于反应釜中，转速设置为200～300r/min，得到搅拌均匀的密封固化底漆。
所述找平层的制备方法如下：
(21)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯、石英砂、硅酸盐水泥、填料、纤维于反应釜中，转速设置为600～800r/min，得到搅拌均匀的水泥砂浆。
所述耐磨面漆层的制备方法如下：
(31)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、氨基树脂于反应釜中，调节转速为600～800r/min，加入石墨烯改性碳钢粉、抗静电剂、色浆、石英粉、分散剂，分散2～3小时，得到均匀的分散液；
(32)降低反应釜的转速为200～300r/min，按重量份，加入聚氨酯树脂固化剂、消泡剂、流平剂、防沉降剂，搅拌1～2小时，制得耐磨面漆，并将该耐磨面漆涂覆在找平层的表面。
作为优选的，所述石墨烯改性碳钢粉的制备方法如下：
a、将碳钢粉放入到球磨机中研磨，得到粒径为50～100nm的粉料；
b、将步骤a的粉料加入到氧化石墨烯溶液中，用pH调节剂调节pH，将PH值调至8～10，加入硅烷偶联剂和强还原剂，加热至95～120℃，高速搅拌均匀，将石墨烯附着在粉料表面；
c、过滤，干燥，之后放入到碳化釜中进行加热碳化，并通入浓度为50％～99％二氧化碳，时间控制在3～5小时；
d、最后在氩气的保护下，在600～900℃煅烧l～1.5小时，得到石墨烯改性碳钢粉。
作为优选的，所述硅烷偶联剂和强还原剂的重量比为1：3。
作为优选的，所述强还原剂的浓度为0.5～0.8mol/L，所述强还原剂为由硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼组成的复合溶液。
作为优选的，所述混凝土密封固化剂包括以下按重量份计的原料：十二烷基苯磺酸钠22～35份、聚硅酸锂20～30份、润湿剂3～8份、烷基酚聚氧乙烯醚2～6份、甲基硅醇钾3～8份。
作为优选的，所述抗霉菌剂设置为二氧化钛或银沸石；所述纤维为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维中的一种或其组合。
作为优选的，所述填料为滑石粉、高岭土、云母粉、硫酸钡粉、碳酸钙粉中的一种或其组合。
作为优选的，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。
作为优选的，所述耐磨面漆层中的分散剂为焦磷酸钠、甲基戊醇、甲基纤维素、聚丙烯酸盐中的一种。
作为优选的，所述耐磨面漆层中的消泡剂为丙烯酸聚合物、乳化硅油、脂肪酸酯、聚二甲基硅氧烷中的一种。
作为优选的，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺或酰胺改性蓖麻油。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的地坪设有密封固化底漆层、找平层和耐磨面漆层，密封固化底漆层的混凝土密封固化剂的密封固化效果好，能够提高混凝土结构表层的强度和耐磨性，并且加入了抗霉菌剂，能够抗菌防霉。找平层加入纤维后能够提高找平层的抗开裂性能，增强地坪的韧性和结构强度。耐磨面漆层加入了石墨烯改性碳钢粉，通过石墨烯改性后的碳钢粉的硬度大大提高，从而能够有效提高地坪表面的抗刮耐磨性和硬度，并且抗静电剂能够防止添加石墨烯改性碳钢粉后地坪容易产生静电的问题。
2、本发明的石墨烯改性碳钢粉的制备方法设计合理，能够将石墨烯附着在碳钢粉表面，增加碳钢粉的表面硬度，并且通入浓度为50％～99％二氧化碳能够防止石墨烯改性碳钢粉再次被部分氧化，影响硬度，最后还需要在氩气的保护下进行高温煅烧，使石墨烯与碳钢粉的连接更加紧密，牢靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的碳钢聚氨酯地坪的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图中示出了一种碳钢聚氨酯地坪，其包括密封固化底漆层1、找平层2和耐磨面漆层3，密封固化底漆层1涂覆在混凝土表面，密封固化底漆层1、找平层2和耐磨面漆层3从上往下依次设置。
实施例一
本实施例一提供了一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，包括以下步骤：
(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；
(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；
(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；
其中，所述密封固化底漆层包括环氧树脂60份；混凝土密封固化剂50份；抗霉菌剂1份；
所述找平层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂100份；丙烯酸酯10份；石英砂8份；硅酸盐水泥20份；填料5份；纤维4份；
所述耐磨面漆层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂80份；氨基树脂20份；石墨烯改性碳钢粉5份；抗静电剂1份；色浆1份；石英粉15份；消泡剂1份；流平剂1份；分散剂2份；防沉降剂1份；聚氨酯树脂固化剂80份。
所述密封固化底漆层的制备方法如下：
(11)按重量份，称取环氧树脂、混凝土密封固化剂、抗霉菌剂于反应釜中，转速设置为200r/min，得到搅拌均匀的密封固化底漆。
所述找平层的制备方法如下：
(21)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯、石英砂、硅酸盐水泥、填料、纤维于反应釜中，转速设置为600r/min，得到搅拌均匀的水泥砂浆。
所述耐磨面漆层的制备方法如下：
(31)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、氨基树脂于反应釜中，调节转速为600r/min，加入石墨烯改性碳钢粉、抗静电剂、色浆、石英粉、分散剂，分散2小时，得到均匀的分散液；
(32)降低反应釜的转速为200r/min，按重量份，加入聚氨酯树脂固化剂、消泡剂、流平剂、防沉降剂，搅拌1小时，制得耐磨面漆，并将该耐磨面漆涂覆在找平层的表面。
所述石墨烯改性碳钢粉的制备方法如下：
a、将碳钢粉放入到球磨机中研磨，得到粒径为50nm的粉料；
b、将步骤a的粉料加入到氧化石墨烯溶液中，用pH调节剂调节pH，将PH值调至8，加入硅烷偶联剂和强还原剂，加热至95℃，高速搅拌均匀，将石墨烯附着在粉料表面；
c、过滤，干燥，之后放入到碳化釜中进行加热碳化，并通入浓度为60％二氧化碳，时间控制在3小时；
d、最后在氩气的保护下，在600℃煅烧l小时，得到石墨烯改性碳钢粉。
所述硅烷偶联剂和强还原剂的重量比为1：3；所述强还原剂的浓度为0.5mol/L，所述强还原剂为由硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼组成的复合溶液。
所述混凝土密封固化剂包括以下按重量份计的原料：十二烷基苯磺酸钠22份、聚硅酸锂20份、润湿剂3份、烷基酚聚氧乙烯醚2～份、甲基硅醇钾3份。
所述抗霉菌剂设置为二氧化钛；所述纤维为钢纤维。
所述填料为滑石粉。所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。所述耐磨面漆层中的分散剂为焦磷酸钠和甲基戊醇。所述耐磨面漆层中的消泡剂为丙烯酸聚合物。
所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷。所述防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺。
实施例二
本实施例二提供了一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，包括以下步骤：
(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；
(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；
(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；
其中，所述密封固化底漆层包括环氧树脂70份；混凝土密封固化剂70份；抗霉菌剂2份；
所述找平层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂110份；丙烯酸酯12份；石英砂10份；硅酸盐水泥30份；填料8份；纤维6份；
所述耐磨面漆层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂120份；氨基树脂35份；石墨烯改性碳钢粉8份；抗静电剂2份；色浆1.5份；石英粉18份；消泡剂2份；流平剂1.5份；分散剂4份；防沉降剂3份；聚氨酯树脂固化剂90份。
所述密封固化底漆层的制备方法如下：
(11)按重量份，称取环氧树脂、混凝土密封固化剂、抗霉菌剂于反应釜中，转速设置为250r/min，得到搅拌均匀的密封固化底漆。
所述找平层的制备方法如下：
(21)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯、石英砂、硅酸盐水泥、填料、纤维于反应釜中，转速设置为700r/min，得到搅拌均匀的水泥砂浆。
所述耐磨面漆层的制备方法如下：
(31)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、氨基树脂于反应釜中，调节转速为700r/min，加入石墨烯改性碳钢粉、抗静电剂、色浆、石英粉、分散剂，分散2.5小时，得到均匀的分散液；
(32)降低反应釜的转速为250r/min，按重量份，加入聚氨酯树脂固化剂、消泡剂、流平剂、防沉降剂，搅拌1.5小时，制得耐磨面漆，并将该耐磨面漆涂覆在找平层的表面。
所述石墨烯改性碳钢粉的制备方法如下：
a、将碳钢粉放入到球磨机中研磨，得到粒径为80nm的粉料；
b、将步骤a的粉料加入到氧化石墨烯溶液中，用pH调节剂调节pH，将PH值调至9，加入硅烷偶联剂和强还原剂，加热至100℃，高速搅拌均匀，将石墨烯附着在粉料表面；
c、过滤，干燥，之后放入到碳化釜中进行加热碳化，并通入浓度为80％二氧化碳，时间控制在4小时；
d、最后在氩气的保护下，在800℃煅烧1.2小时，得到石墨烯改性碳钢粉。
所述硅烷偶联剂和强还原剂的重量比为1：3；所述强还原剂的浓度为0.7mol/L，所述强还原剂为由硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼组成的复合溶液。
所述混凝土密封固化剂包括以下按重量份计的原料：十二烷基苯磺酸钠25份、聚硅酸锂25份、润湿剂8份、烷基酚聚氧乙烯醚6份、甲基硅醇钾6份。
所述抗霉菌剂设置为银沸石；所述纤维为碳纤维。
所述填料为高岭土和云母粉。所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。所述耐磨面漆层中的分散剂为聚丙烯酸盐。所述耐磨面漆层中的消泡剂为乳化硅油和脂肪酸酯。
所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述防沉降剂为酰胺改性蓖麻油。
实施例三
本实施例三提供了一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，包括以下步骤：
(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；
(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；
(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；
其中，所述密封固化底漆层包括环氧树脂80份；混凝土密封固化剂80份；抗霉菌剂3份；
所述找平层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂120份；丙烯酸酯15份；石英砂15份；硅酸盐水泥50份；填料10份；纤维8份；
所述耐磨面漆层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂150份；氨基树脂50份；石墨烯改性碳钢粉10份；抗静电剂3份；色浆2份；石英粉20份；消泡剂3份；流平剂2份；分散剂5份；防沉降剂5份；聚氨酯树脂固化剂100份。
所述密封固化底漆层的制备方法如下：
(11)按重量份，称取环氧树脂、混凝土密封固化剂、抗霉菌剂于反应釜中，转速设置为300r/min，得到搅拌均匀的密封固化底漆。
所述找平层的制备方法如下：
(21)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、丙烯酸酯、石英砂、硅酸盐水泥、填料、纤维于反应釜中，转速设置为800r/min，得到搅拌均匀的水泥砂浆。
所述耐磨面漆层的制备方法如下：
(31)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、氨基树脂于反应釜中，调节转速为800r/min，加入石墨烯改性碳钢粉、抗静电剂、色浆、石英粉、分散剂，分散3小时，得到均匀的分散液；
(32)降低反应釜的转速为300r/min，按重量份，加入聚氨酯树脂固化剂、消泡剂、流平剂、防沉降剂，搅拌2小时，制得耐磨面漆，并将该耐磨面漆涂覆在找平层的表面。
所述石墨烯改性碳钢粉的制备方法如下：
a、将碳钢粉放入到球磨机中研磨，得到粒径为100nm的粉料；
b、将步骤a的粉料加入到氧化石墨烯溶液中，用pH调节剂调节pH，将PH值调至10，加入硅烷偶联剂和强还原剂，加热至120℃，高速搅拌均匀，将石墨烯附着在粉料表面；
c、过滤，干燥，之后放入到碳化釜中进行加热碳化，并通入浓度为99％二氧化碳，时间控制在5小时；
d、最后在氩气的保护下，在900℃煅烧1.5小时，得到石墨烯改性碳钢粉。
所述硅烷偶联剂和强还原剂的重量比为1：3；所述强还原剂的浓度为0.8mol/L，所述强还原剂为由硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼组成的复合溶液。
所述混凝土密封固化剂包括以下按重量份计的原料：十二烷基苯磺酸钠35份、聚硅酸锂30份、润湿剂8份、烷基酚聚氧乙烯醚3份、甲基硅醇钾4份。
所述抗霉菌剂设置为二氧化钛；所述纤维为钢纤维和碳纤维。
所述填料为硫酸钡粉和碳酸钙粉。所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。所述耐磨面漆层中的分散剂为甲基纤维素。所述耐磨面漆层中的消泡剂为脂肪酸酯和聚二甲基硅氧烷。
所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺。
表1地坪性能测试结果
Figure BDA0003918416000000111
从本发明的以上各实施例可看出，本发明加入石墨烯改性后的碳钢粉后能够有效提高地坪表面的抗刮耐磨性和硬度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在混凝土基层的表面设置密封固化底漆层；
(2)在密封固化底漆层的表面设置找平层；
(3)在找平层的表面设置耐磨面漆层；
其中，所述密封固化底漆层包括环氧树脂60～80份；混凝土密封固化剂50～80份；抗霉菌剂1～3份；
所述找平层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂100～120份；丙烯酸酯10～15份；石英砂8～15份；硅酸盐水泥20～50份；填料5～10份；纤维4～8份；
所述耐磨面漆层包括以下按重量份计的原料：水性聚氨酯树脂80～150份；氨基树脂20～50份；石墨烯改性碳钢粉5～10份；抗静电剂1～3份；色浆1～2份；石英粉15～20份；消泡剂1～3份；流平剂1～2份；分散剂2～5份；防沉降剂1～5份；聚氨酯树脂固化剂80～100份；
所述耐磨面漆层的制备方法如下：
(31)按重量份，称取水性聚氨酯树脂、氨基树脂于反应釜中，调节转速为600～800r/min，加入石墨烯改性碳钢粉、抗静电剂、色浆、石英粉、分散剂，分散2～3小时，得到均匀的分散液；
(32)降低反应釜的转速为200～300r/min，按重量份，加入聚氨酯树脂固化剂、消泡剂、流平剂、防沉降剂，搅拌1～2小时，制得耐磨面漆，并将该耐磨面漆涂覆在找平层的表面。
2.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述石墨烯改性碳钢粉的制备方法如下：
a、将碳钢粉放入到球磨机中研磨，得到粒径为50～100nm的粉料；
b、将步骤a的粉料加入到氧化石墨烯溶液中，用pH调节剂调节pH，将PH值调至8～10，加入硅烷偶联剂和强还原剂，加热至95～120℃，高速搅拌均匀，将石墨烯附着在粉料表面；
c、过滤，干燥，之后放入到碳化釜中进行加热碳化，并通入浓度为50％～99％二氧化碳，时间控制在3～5小时；
d、最后在氩气的保护下，在600～900℃煅烧l～1.5小时，得到石墨烯改性碳钢粉。
3.根据权利要求2所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂和强还原剂的重量比为1：3；
所述强还原剂的浓度为0.5～0.8mol/L，所述强还原剂为由硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼组成的复合溶液。
4.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述混凝土密封固化剂包括以下按重量份计的原料：十二烷基苯磺酸钠22～35份、聚硅酸锂20～30份、润湿剂3～8份、烷基酚聚氧乙烯醚2～6份、甲基硅醇钾3～8份。
5.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述抗霉菌剂设置为二氧化钛或银沸石；所述纤维为钢纤维、碳纤维、玻璃纤维中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述填料为滑石粉、高岭土、云母粉、硫酸钡粉、碳酸钙粉中的一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述抗静电剂为聚醚酯酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述耐磨面漆层中的分散剂为焦磷酸钠、甲基戊醇、甲基纤维素、聚丙烯酸盐中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述耐磨面漆层中的消泡剂为丙烯酸聚合物、乳化硅油、脂肪酸酯、聚二甲基硅氧烷中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种碳钢聚氨酯地坪的制备方法，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺或酰胺改性蓖麻油。
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