CN115627122A - 一种无机纳米树脂固化剂及其制备方法和施工方法 - Google Patents

一种无机纳米树脂固化剂及其制备方法和施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无机纳米树脂固化剂，包括以下组分：纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、去离子水、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂、流平剂、无机粉体分散剂、树脂分散剂、防尘助剂、树脂润湿剂、羟丙基甲基纤维素、增稠剂、消泡剂、润湿剂。本发明还公开了上述无机纳米树脂固化剂的制备方法和施工方法。发明的无机纳米树脂固化剂具备更优异的粘接强度，不易开裂，并具有干燥速度更快、硬度更高、耐磨性更强的优点，具备很高的硬度和耐磨性。本发明的施工方法流程简洁，在施工中不需要底漆、面漆，施工后可快速使用。

Description

一种无机纳米树脂固化剂及其制备方法和施工方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及一种无机纳米树脂固化剂及其制备方法和施工方法。
背景技术
工业厂房是工业化的基础条件，而工业地坪以其优良的特性在工业厂房中得到广泛应用，随着我国工业化进程逐步推进，工业地坪应用也逐渐增多。由于需要承受很大的压力，工业地坪必须满足抗压能力强、硬度高、耐磨损程度高、防尘、防油、抗渗透、易清洁等要求。
目前，绝大部分工业地坪采用环氧地坪涂料，环氧地坪涂料存在诸多缺点，如：①施工时要先上底漆，再上面漆，底漆一般为环氧树脂类底漆或聚氨酯类底漆，这些底漆与地面粘接性不强，即便面漆粘接性能较好，但都由于底漆的原因导致整体地坪与地面的粘接性不理想，易出现开裂、浸水起泡的问题；②地坪面漆一般为环氧树脂类面漆，其硬度和耐磨性都不够理想，为了达到较高的耐磨度和硬度，需要上多层面漆，使其达到较大的厚度，导致地坪成本较高；③施工时要先上底漆，待底漆干后再上面漆(一层或数层)，一般要8-10h面漆干后才能上人，待7天彻底干透之后才能上大型车辆设备，施工步骤复杂，耗时长。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种无机纳米树脂固化剂，该无机纳米树脂固化剂可直接用于传统的混凝土基础面，在施工中不需要底漆、面漆，具有粘接性强、硬度高、耐磨性强、施工后可快速使用的优点。
本发明提供的无机纳米树脂固化剂，按照重量份数计包括以下组分：
纳米无机树脂20～30份，无机硅盐改性树脂20～30份，去离子水13～18份，硅灰石粉9～11份，钛白粉7～9份，超细硅微粉6～8份，硫酸钡4～6份，成膜助剂0.8～1.0份，流平剂0.8～1份，无机粉体分散剂0.4～0.8份，树脂分散剂0.3～0.7份，防尘助剂0.3～0.7份，树脂润湿剂0.1～0.3份，羟丙基甲基纤维素0.1～0.3份，增稠剂0.1～0.2份，消泡剂0.05～0.15份，润湿剂0.15～0.25份。
优选地，所述无机纳米树脂固化剂，按照重量份数计包括以下组分：纳米无机树脂25份，无机硅盐改性树脂25份，去离子水15份，硅灰石粉10份，钛白粉8份，超细硅微粉7份，硫酸钡5份，成膜助剂0.9份，流平剂0.9份，无机粉体分散剂0.6份，树脂分散剂0.5份，防尘助剂0.5份，树脂润湿剂0.2份，羟丙基甲基纤维素0.2份，增稠剂0.15份，消泡剂0.1份，润湿剂0.2份。
其中，所述纳米无机树脂为上海以挪士化学有限公司的纳米无机树脂NM-V33，所述无机硅盐改性树脂为安徽瓷玛新材料技术有限公司的无机硅盐改性树脂G36。
其中，所述超细硅微粉为1500目的超细硅微粉。
其中，所述成膜助剂为丙二醇二乙酸酯或十二碳醇酯。
其中，所述流平剂为醋酸丁酸纤维素。
其中，所述无机粉体分散剂为聚丙烯酸钠或柠檬酸钠。
其中，所述树脂分散剂为多聚磷酸钠。
其中，所述防尘助剂为硫酸铝镁。
其中，所述树脂润湿剂为异构十醇醚或聚丙二醇。
其中，所述增稠剂为聚丙烯酰胺。
其中，所述消泡剂为乙二醇硅氧烷或聚二甲基硅氧烷。
其中，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
本发明还提供了所述无机纳米树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将去离子水、纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、树脂分散剂、树脂润湿剂加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂、防尘助剂、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂，调节pH值为6～7，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
本发明还提供了所述无机纳米树脂固化剂在使用时的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1，以50～60目的金刚石磨头打磨一遍混凝土基础面；
步骤S2，以40～60目的树脂磨头对混凝土基础面进行第二遍打磨；
步骤S3，在混凝土基面上喷涂一遍钾基混凝土固化剂和/或锂基混凝土固化剂；
步骤S4，待混凝土固化剂干透之后，以150～200目的树脂磨头打磨一遍地面，使表面光滑；
步骤S5，喷涂一遍无机纳米树脂固化剂，待无机纳米树脂固化剂干燥之后，即完成施工。
其中，步骤S1在完成打磨之后，使用浓度为4％～5％的稀盐酸清洗一遍混凝土基础面。
其中，步骤S5在无机纳米树脂固化剂干燥之后，对地面进行抛光处理，使其光滑。
其中，步骤S5在无机纳米树脂固化剂干燥之后，在表面涂覆一层清漆，使其光亮。
本发明的有益效果
(1)本发明的无机纳米树脂固化剂使用纳米无机树脂搭配无机硅盐改性树脂；纳米无机树脂具有易渗透、微颗粒小、硬度高、耐擦洗、耐候性高、相容性好、干燥速度快的特点；无机硅盐改性树脂具有成膜性好、渗透性强的特点，既可与水泥基发生交联反应，也可与涂覆在水泥基表面的偏碱性的混凝土固化剂粘接，从而产生良好的附着力，不易脱落；同时，两种树脂混配使树脂基料中具备种类更加丰富的官能团与其他原料发生交联而形成具有多层网状结构的高聚物，对基底表面具有优异的粘接强度；与使用具备单一官能团的环氧树脂的传统地坪涂料相比，本发明的无机纳米树脂固化剂具备更优异的粘接强度，不易开裂，并具有干燥速度更快、硬度更高、耐磨性更强的优点；
(2)本发明的无机纳米树脂固化剂还添加了超细硅微粉和硫酸钡，超细硅微粉是花岗岩的成分之一，其硬度和机械强度很大，硫酸钡可提高固化剂涂膜的厚度、硬度、耐磨性和耐冲击度，它们被牢牢固定在树脂基料形成的多层网状结构中，使无机纳米树脂固化剂具备很高的硬度和耐磨性；
(3)本发明的施工方法工艺流程简洁，在施工中不需要底漆、面漆，在对混凝土基面进行前处理后，只需要喷涂一遍无机纳米树脂固化剂，所得到的的工业地坪与基面的粘接性强，不易开裂，并具有硬度高、耐磨性强、施工后可快速使用的优点；而传统的环氧树脂面漆在使用时需要先涂底漆，再涂面漆，为了达到较高硬度，需要涂多层面漆，每层涂覆之后都要完全干燥再涂下一层，施工工艺繁琐、耗时长，且施工后无法快速使用。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
按以下重量准备原料：
纳米无机树脂(上海以挪士化学有限公司的纳米无机树脂NM-V33)20kg，无机硅盐改性树脂(安徽瓷玛新材料技术有限公司的无机硅盐改性树脂G36)20kg，去离子水13kg，硅灰石粉9kg，钛白粉7kg，1500目的超细硅微粉6kg，硫酸钡4kg，成膜助剂丙二醇二乙酸酯0.8kg，流平剂醋酸丁酸纤维素0.8kg，无机粉体分散剂聚丙烯酸钠0.4kg，树脂分散剂多聚磷酸钠0.3kg，防尘助剂硫酸铝镁0.3kg，树脂润湿剂异构十醇醚0.1kg，羟丙基甲基纤维素0.1kg，增稠剂聚丙烯酰胺0.1kg，消泡剂乙二醇硅氧烷0.05kg，润湿剂聚醚改性聚硅氧烷0.15kg；
(1)将去离子水、纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、树脂分散剂多聚磷酸钠、树脂润湿剂异构十醇醚加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂聚丙烯酸钠、防尘助剂硫酸铝镁、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂丙二醇二乙酸酯、润湿剂聚醚改性聚硅氧烷、消泡剂二醇硅氧烷、流平剂醋酸丁酸纤维素和增稠剂聚丙烯酰胺，调节pH值为6，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
实施例2
按以下重量准备原料：
纳米无机树脂(上海以挪士化学有限公司的纳米无机树脂NM-V33)30kg，无机硅盐改性树脂(安徽瓷玛新材料技术有限公司的无机硅盐改性树脂G36)30kg，去离子水18kg，硅灰石粉11kg，钛白粉9kg，1500目的超细硅微粉8kg，硫酸钡6kg，成膜助剂十二碳醇酯1.0kg，流平剂醋酸丁酸纤维素1kg，无机粉体分散剂柠檬酸钠0.8kg，树脂分散剂多聚磷酸钠0.7kg，防尘助剂硫酸铝镁0.7kg，树脂润湿剂聚丙二醇0.3kg，羟丙基甲基纤维素0.3kg，增稠剂聚丙烯酰胺0.2kg，消泡剂聚二甲基硅氧烷0.15kg，润湿剂聚醚改性聚硅氧烷0.25kg；
(1)将去离子水、纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、树脂分散剂多聚磷酸钠、树脂润湿剂聚丙二醇加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂柠檬酸钠、防尘助剂硫酸铝镁、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂十二碳醇酯、润湿剂聚醚改性聚硅氧烷、消泡剂聚二甲基硅氧烷、流平剂醋酸丁酸纤维素和增稠剂聚丙烯酰胺，调节pH值为7，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
实施例3
按以下重量准备原料：
纳米无机树脂(上海以挪士化学有限公司的纳米无机树脂NM-V33)25kg，无机硅盐改性树脂(安徽瓷玛新材料技术有限公司的无机硅盐改性树脂G36)25kg，去离子水15kg，硅灰石粉10kg，钛白粉8kg，1500目的超细硅微粉7kg，硫酸钡5kg，成膜助剂十二碳醇酯0.9kg，流平剂醋酸丁酸纤维素0.9kg，无机粉体分散剂聚丙烯酸钠0.6kg，树脂分散剂多聚磷酸钠0.5kg，防尘助剂硫酸铝镁0.5kg，树脂润湿剂聚丙二醇0.2kg，羟丙基甲基纤维素0.2kg，增稠剂聚丙烯酰胺0.15kg，消泡剂乙二醇硅氧烷0.1kg，润湿剂聚醚改性聚硅氧烷0.2kg；
(1)将去离子水、纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、树脂分散剂多聚磷酸钠、树脂润湿剂聚丙二醇加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂聚丙烯酸钠、防尘助剂硫酸铝镁、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂十二碳醇酯、润湿剂聚醚改性聚硅氧烷、消泡剂乙二醇硅氧烷、流平剂醋酸丁酸纤维素和增稠剂聚丙烯酰胺，调节pH值为6.5，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
对照实施例4-5
按照以下重量份准备原料：
Figure BDA0003889393400000061
按以下方法分别制备无机纳米树脂固化剂：
(1)将去离子水、纳米无机树脂或无机硅盐改性树脂、树脂分散剂多聚磷酸钠、树脂润湿剂聚丙二醇加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂聚丙烯酸钠、防尘助剂硫酸铝镁、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂十二碳醇酯、润湿剂聚醚改性聚硅氧烷、消泡剂乙二醇硅氧烷、流平剂醋酸丁酸纤维素和增稠剂聚丙烯酰胺，调节pH值为6.5，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
实验例6性能检测实验
分别对实施例3和对照实施例4-5无机纳米树脂固化剂、市售环氧树脂底漆(广东嘉彩建筑工程有限公司的环氧树脂底漆)、市售环氧树脂面漆(韶关威锦化工有限公司的普通型环氧平涂地坪漆)开展附着力、铅笔硬度、耐磨性、柔韧性、漆膜干燥时间的检测，检测参考的方法和标准如下：
对混凝土基面的附着力：参考“GB/T5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》”；铅笔硬度：参考“GB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》”；耐磨性：参考“GB/T1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》”；柔韧性：参考“GB/T1731-2020《漆膜、腻子膜柔韧性测定》”；漆膜干燥时间：参考“GB/T1728-2020《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》”。结果如表1所示。
表1性能检测结果
Figure BDA0003889393400000071
Figure BDA0003889393400000081
从表1可以看出，实施例2的无机纳米树脂固化剂具有优异的附着性和柔韧性，在实际应用与地面粘接性强，中可牢牢固定在混凝土基面上，不易产生裂纹，同时还具备优异的硬度和耐磨度，很适合用于工业地坪，而且漆膜干燥时间短，施工后可快速投入应用。
实施例7
步骤S1，以50目的金刚石磨头打磨一遍混凝土基础面，去除表面硬度不足的混凝土，使混凝土基础面的毛细管通道裸露出来，在完成打磨之后，使用浓度为5％的稀盐酸清洗一遍混凝土基础面，再用水冲洗干净，自然干燥；
步骤S2，以50目的树脂磨头对混凝土基础面进行第二遍打磨；
步骤S3，在混凝土基面上喷涂一遍锂基混凝土固化剂(上海亨创化工有限公司施贝锂基固化剂)，锂基混凝土固化剂与混凝土中的硅酸盐发生化学反应，形成致密的整体，起到硬化地面的效果，同时，还能有效深入混凝土内部的毛细管道中，锁住毛细管道，抑制水、油和其他污物深入混凝土；
步骤S4，待混凝土固化剂干透之后，以200目的树脂磨头打磨一遍地面，使表面光滑；
步骤S5，喷涂一遍实施例2制备的无机纳米树脂固化剂，4h之后地坪可上人走动，8h之后大型设备、车辆即可驶上地坪。
对照实施例8
步骤S1，使用打磨机打磨混凝土基础面使其平整；
步骤S2，涂刷两道环氧树脂底漆(广东嘉彩建筑工程有限公司的环氧树脂底漆)；
步骤S3，为了使地坪达到满足要求的载重和耐磨度，需在底漆和面漆之间增加中涂层来作为中间结构层来增加地坪的厚度和强度，选择山东昊翔工程材料科技有限公司的RC环氧树脂砂浆批刮作为中涂层；
步骤S4，打磨、吸尘，再辊涂两道环氧树脂面漆(韶关威锦化工有限公司的普通型环氧平涂地坪漆)，10h之后地坪可上人走动，7天之后大型设备、车辆即可驶上地坪。

Claims (10)

1.一种无机纳米树脂固化剂，其特征在于，按照重量份数计包括以下组分：
纳米无机树脂20～30份，无机硅盐改性树脂20～30份，去离子水13～18份，硅灰石粉9～11份，钛白粉7～9份，超细硅微粉6～8份，硫酸钡4～6份，成膜助剂0.8～1.0份，流平剂0.8～1份，无机粉体分散剂0.4～0.8份，树脂分散剂0.3～0.7份，防尘助剂0.3～0.7份，树脂润湿剂0.1～0.3份，羟丙基甲基纤维素0.1～0.3份，增稠剂0.1～0.2份，消泡剂0.05～0.15份，润湿剂0.15～0.25份；
所述纳米无机树脂为上海以挪士化学有限公司的纳米无机树脂NM-V33，所述无机硅盐改性树脂为安徽瓷玛新材料技术有限公司的无机硅盐改性树脂G36。
2.按照权利要求1所述无机纳米树脂固化剂，其特征在于，按照重量份数计包括以下组分：纳米无机树脂25份，无机硅盐改性树脂25份，去离子水15份，硅灰石粉10份，钛白粉8份，超细硅微粉7份，硫酸钡5份，成膜助剂0.9份，流平剂0.9份，无机粉体分散剂0.6份，树脂分散剂0.5份，防尘助剂0.5份，树脂润湿剂0.2份，羟丙基甲基纤维素0.2份，增稠剂0.15份，消泡剂0.1份，润湿剂0.2份。
3.按照权利要求1所述无机纳米树脂固化剂，其特征在于：所述超细硅微粉为1500目的超细硅微粉；所述成膜助剂为丙二醇二乙酸酯或十二碳醇酯；所述流平剂为醋酸丁酸纤维素；所述无机粉体分散剂为聚丙烯酸钠或柠檬酸钠。
4.按照权利要求1所述无机纳米树脂固化剂，其特征在于：所述树脂分散剂为多聚磷酸钠；所述防尘助剂为硫酸铝镁；所述树脂润湿剂为异构十醇醚或聚丙二醇；所述增稠剂为聚丙烯酰胺；所述消泡剂为乙二醇硅氧烷或聚二甲基硅氧烷；所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。
5.制备权利要求1所述的无机纳米树脂固化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将去离子水、纳米无机树脂、无机硅盐改性树脂、树脂分散剂、树脂润湿剂加入搅拌釜中，在常温下，以300r/min速度搅拌30min，至完全混合得到基料；
(2)在基料中继续加入无机粉体分散剂、防尘助剂、羟丙基甲基纤维素、硅灰石粉、钛白粉、超细硅微粉、硫酸钡、成膜助剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂，调节pH值为6～7，在常温下，以300r/min速度搅拌60min，至完全混合得到无机纳米树脂固化剂。
6.按照权利要求5所述的方法制备得到的无机纳米树脂固化剂。
7.一种根据权利要求1-4任一所述无机纳米树脂固化剂的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，以50～60目的金刚石磨头打磨一遍混凝土基础面；
步骤S2，以40～60目的树脂磨头对混凝土基础面进行第二遍打磨；
步骤S3，在混凝土基面上喷涂一遍钾基混凝土固化剂和/或锂基混凝土固化剂；
步骤S4，待混凝土固化剂干透之后，以150～200目的树脂磨头打磨一遍地面，使表面光滑；
步骤S5，喷涂一遍无机纳米树脂固化剂，待无机纳米树脂固化剂干燥之后，即完成施工。
8.按照权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤S1在完成打磨之后，使用浓度为4％～5％的稀盐酸清洗一遍混凝土基础面。
9.按照权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤S5在无机纳米树脂固化剂干燥之后，对地面进行抛光处理，使其光滑。
10.按照权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤S5在无机纳米树脂固化剂干燥之后，在表面涂覆一层清漆，使其光亮。
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