CN1765810A - 硬化性聚合物水泥组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面外观优异、即使在高温施工时涂膜也很少有鼓泡的硬化性聚合物水泥组合物。本发明的硬化性聚合物水泥组合物,其含有:作为催化剂的以下述通式(1)表示的二(吗啉基乙基)醚化合物、作为增塑剂的以下述通式(2)表示的烷基磺酸酯化合物、水、多异氰酸酯化合物和水泥成分,式(1)中,R1表示碳原子数为1~3的烷基,n表示0~4的整数,式(2)中,R2表示氢原子或者碳原子数为1~10的烷基,m表示10~20的整数。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬化性聚合物水泥组合物,具体地说,涉及涂布后的硬化物的表面外观优异、可以适用于地板材料或地板装饰材料的硬化性聚合物水泥组合物。
背景技术
作为硬质地板装饰材料,通常使用环氧树脂和聚氨酯树脂。环氧树脂虽然硬度大且可获得美观的涂饰表面,但是缺乏柔韧性。另外,聚氨酯树脂富有柔韧性且在低温时的硬化性优异,但是具有不能得到充足的硬度的涂面,且容易产生气泡等缺陷。
在特开平8-169744号公报中,公开了一种包括水硬化性水泥、水、水泥脱水剂、多元醇和异氰酸酯化合物的聚合物水泥组合物。在特开平11-79820号公报,公开了以水硬化性水泥、骨料、异氰酸酯化合物、水、叔胺化合物催化剂和活性氢作为必需成分的聚氨酯类水泥组合物。并且在特开2000-72507号公报中公开了以水硬化性水泥、水、多元醇、异氰酸酯化合物和骨料为必需成分的聚合物水泥组合物。但是,这些聚合物水泥组合物存在由多异氰酸酯与水的尿素反应产生的二氧化碳被封闭在膜内而产生鼓泡,从而损害表面的外观的问题,特别是在施工温度较高的情况下不能获得符合要求的硬化物。
另外,在特开2002-12463号公报中,公开了在聚合物水泥中添加增塑剂,而该增塑剂使用以DOP为代表的邻苯二甲酸酯类增塑剂,邻苯二甲酸酯类增塑剂存在耐水解性方面存在问题,特别是用于地板时在耐候性方面存在问题。
此外,在特开2000-302514号公报中,公开了添加胺类催化剂的聚合物水泥,在特开2004-67419号公报中,公开了组合使用2种催化剂的聚合物水泥组合物。这些组合物即使混合催化剂,其是可以确保可使用时间的混合,但是也存在由尿素反应而产生鼓泡的问题,仍然不能获得符合要求的硬化物。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种表面外观优异,即使在高温施工时也很少有涂膜鼓泡的硬化性聚合物水泥(polymer cement)组合物。
本发明者们反复进行专心研究,结果发现,含有作为催化剂的二(吗啉基乙基)醚化合物、作为增塑剂的磺酸酯化合物、水、多异氰酸酯化合物和水泥成分的硬化性聚合物水泥组合物可实现上述目的。
本发明是基于上述发现而完成的,提供一种硬化性聚合物水泥组合物,其含有:作为催化剂的以下述[结构式1]所示的通式(1)表示的二(吗啉基乙基)醚化合物、作为增塑剂的下述[结构式2]所示的通式(2)表示的烷基磺酸酯化合物、水、多异氰酸酯化合物和水泥成分。
[结构式1]
(式中,R1表示碳原子数为1~3的烷基,n表示0~4的整数)。
[结构式2]
(式中,R2表示氢原子或者碳原子数为1~10的烷基,m表示10~20的整数)。
含有特定催化剂和特定增塑剂的本发明硬化性聚合物水泥组合物可以达到表面外观优异,且其在高温施工时很少有鼓泡的硬化物。
具体实施方式
以下,对本发明的硬化性聚合物水泥组合物进行具体地说明。
本发明的硬化性聚合物水泥组合物的特征在于,使用作为催化剂的上述通式(1)表示的二(吗啉基乙基)醚化合物、使用作为增塑剂的上述通式(2)表示的烷基磺酸酯化合物。此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物通过水与多异氰酸酯化合物的尿素反应、水与水泥成分的硬化反应、以及当含有后述的多元醇成分时,通过多元醇成分与多异氰酸酯化合物的尿烷反应而进行硬化,作为地板材料和地板装饰材料,具有最合适的硬化速度,是可以实现优良硬化状态的硬化物。
在表示本发明中所使用的作为催化剂的二(吗啉基乙基)醚化合物的通式(1)中,作为以R1所表示的碳原子数为1~3的烷基,可以列举出甲基、乙基、丙基、异丙基,作为上述通式(1)表示的二(吗啉基乙基)醚化合物的具体例子,可以列举出二(吗啉基乙基)醚、二(2,6-二甲基吗啉基乙基)醚、二(3,5-二甲基吗啉基乙基)醚。这些二(吗啉基乙基)醚化合物是被称为贮存稳定性优良、且能够在生产聚氨酯泡沫中合适地促进异氰酸酯基与水分的反应的泡沫型胺催化剂、且其是常规的尿烷聚合用催化剂。作为市售品,二(吗啉基乙基)醚可以列举出Huntsman公司的“JEFFCAT”,二(2,6-二甲基吗啉基乙基)醚可以列举出SAN-APRO公司生产的“U-CAT2041”。
作为催化剂的以上述通式(1)表示的二(吗啉基乙基)醚化合物的混合量是,相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物优选为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.5质量份。当不足0.001质量份时,则达不到作为催化剂的促进反应的效果,若超过1质量份,则促进反应的效果过大,难以得到具有良好外观的硬化物。
另外,在表示本发明中所使用的作为增塑剂的烷基磺酸酯化合物的上述通式(2)中,作为以R2所表示的碳原子数为1~10的烷基,可以列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、环己基、庚基、异庚基、叔庚基、正辛基、异辛基、叔辛基、2-乙基己基、壬基、异壬基、癸基。作为R2,特别优选氢原子或者甲基。此外,在上述通式(2)中,m优选为12~20。作为上述通式(2)表示的烷基磺酸酯化合物的具体例子,可以列举出癸基磺酸苯酯、十一烷基磺酸苯酯、十二烷基磺酸苯酯、十三烷基磺酸苯酯、十四烷基磺酸苯酯、十五烷基磺酸苯酯、十五烷基磺酸甲酚酯、十六烷基磺酸苯酯、十七烷基磺酸苯酯、十八烷基磺酸苯酯、十九烷基磺酸苯酯、二十烷基磺酸苯酯、或者它们的混合物等。作为这些磺酸酯化合物的市售品,优选使用バイエル公司生产的“烷基磺酸苯酚酯”。
作为增塑剂的以上述通式(2)表示的烷基磺酸酯化合物的混合量是,相对于100质量份上述异氰酸酯化合物优选为1~70质量份,更优选为10~40质量份。当超过70质量份时,会出现所得到的硬化物物性变差的情况,当不足1质量份时,组合物的粘度增大,会出现施工时的操作性容易变差,且所得硬化物也产生鼓泡等问题的情况。
作为本发明中所使用的上述多异氰酸酯化合物,可以列举出脂肪族多异氰酸酯、脂环式多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯、三官能团或以上的多异氰酸酯、改性多异氰酸酯等。
作为上述脂肪族多异氰酸酯,可以列举出丁二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、2,2,4(2,2,4)-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甜菜碱二异氰酸酯(lycine diisocyanate)等。
作为上述脂环式多异氰酸酯,可以列举出异佛尔酮(IPDI)、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、反式-1,4-环己基二异氰酸酯(氢化MDI),2,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3-环己亚基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯等。
作为上述芳香族多异氰酸酯,可以列举出2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4’-MDI)、2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2’-MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、3,3’-二甲基联苯-4,4’-二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)等。
作为上述三官能团或更多种官能团的多异氰酸酯,可以列举出聚苯基聚亚甲基多异氰酸酯(粗-MDI),三苯甲烷三异氰酸酯、1-甲基苯-2,4,6-三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯等。
作为上述改性多异氰酸酯,可以列举出上述所列举的多异氰酸酯化合物的碳化二亚胺改性、异氰脲酸酯改性、缩二脲改性等的改性物。
上述所列举的多异氰酸酯化合物可以单独或者多种组合使用。
作为本发明必需成分的上述水泥成分,与水混合进行使用,然后,发生消耗所存在的水的物理或化学变化的结果是,形成硬化或凝聚的无机结构材料。
作为上述水泥材料,例如,可以列举出白色水泥(白水泥);波特兰水泥(普通硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥);粉煤灰水泥;高炉渣水泥;以高氧化铝含量为特征的快速硬化型水泥;以硅酸二钙和铝亚铁酸四钙的含有率高且硅酸三钙和铝酸三钙的含有率低为特征的低热水泥;以硅酸三钙和硅酸二钙含有率非常高且铝酸三钙和铝亚铁酸四钙的含有率非常低为特征的耐硫酸盐水泥;以作为波特兰水泥与颗粒状矿渣的混合物为特征的高炉矿渣硅酸盐水泥;以作为波特兰水泥与选自消石灰、颗粒状矿渣、粉碎石灰石、胶体状粘土、硅藻土、其它硅土、硬脂酸钙微粉状物和石蜡微粉状物之中的一种、两种或更多种物质的混合物为特征的砌筑用水泥;天然水泥;以纯粹的或含杂质的钙的氧化物、且含有少量或不含有粘土材料为特征的石灰水泥;以在石灰中添加了5~10%煅石膏为特征的透明石膏水泥;以作为火山灰、火山性硅藻土、浮石、石灰华、杂山道林土或者颗粒状矿渣与石灰浆的混合物为特征的火山灰混合水泥;以作为含有煅石膏、金氏水泥和石膏灰泥的硫酸钙水合物为特征的硫酸钙水泥。特别是将本发明的硬化性聚合物水泥用于重视色调的用途时,其中特别优选使用对白色能够进行颜色显眼的鲜艳着色的白色水泥(白水泥)。
在本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,上述水泥成分可以不受限制地使用任意的量,但优选相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物为50~500质量份,特别优选为100~250质量份。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,上述水的量是,相对于100质量份上述水泥成分优选为5~45质量份,特别优选为10~40质量份。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,根据需要还可以含有环氧化合物。作为该环氧化合物,可以列举出含有1个环氧基的单环氧基型环氧化合物以及含有2个或以上环氧基的多环氧基型环氧化合物。
作为单环氧基型的环氧化合物,可以列举出环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、1,4-环氧丁烷等α-烯烃环氧化物;环氧环己烷;环氧氯丙烷;缩水甘油;烯丙基缩水甘油醚、甲基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烷基(C12~13)缩水甘油醚等一元脂肪族醇的缩水甘油醚化合物;苯酚、4-甲基苯酚、4-叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚等一元酚化合物的缩水甘油醚化合物;12-羟基硬脂酸缩水甘油酯、蓖麻醇酸缩水甘油酯、2,2-二甲基辛酸缩水甘油酯等脂肪族羧酸或芳香族羧酸的缩水甘油酯化合物。作为市售品,可以列举出例如ADEKAGLYCIROL ED-501、ED-502、ED-509、ED-518、ED529(商品名,均由旭电化工业株式会社生产)、EPIOL A、EPIOL B、EPIOL OH、EPIOL P、EPIOL M、EPIOL EH、EPIOL G(商品名,均由日本油脂(株)生产)等。
作为多环氧基型环氧化合物,可以列举出例如氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、间苯三酚等单核多元酚化合物的多缩水甘油醚化合物,二羟基萘、双酚、亚甲基双酚(双酚F)、亚甲基二(邻甲酚)、亚乙基双酚、亚异丙基双酚(双酚A)、亚异丙基(邻甲酚)、四溴双酚A、1,3-二(4-羟基枯基苯)、1,4-二(4-羟基枯基苯)、1,1,3-三(4-羟基苯基)丁烷、1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷、硫代双酚,磺基双酚(sulfobisphenol),羟基双酚(oxybisphenol)、苯酚酚醛、邻甲酚酚醛、乙基苯酚酚醛、丁基苯酚酚醛、辛基苯酚酚醛、间苯二酚酚醛、萜烯二酚等多核多元酚化合物的多缩水甘油醚化合物;乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚二醇、硫二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、双酚A-环氧乙烷加成物等多元醇类的多缩水甘油醚;马来酸、富马酸、衣康酸、琥珀酸、戊二酸、辛二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、二聚酸、三聚酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯偏三酸、苯均三酸、苯均四酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲桥四氢邻苯二甲酸等脂肪族、芳香族或脂环族多元酸的缩水甘油酯类以及甲基丙烯酸缩水甘油酯的单聚物或者共聚物;N,N-二缩水甘油基苯胺、二(4-(N-甲基-N-缩水甘油基氨基)苯基)甲烷等具有缩水甘油基胺基的环氧化合物、乙烯基环己烯二环氧化物等。作为市售品,可以列举出例如ADEKA GLYCIROL ED-503、ED-506、ED-513、ED-523、ED-612、ED-505、ED-507、ADEKARESIN EP-4000、EP-4005、EP-4085、EP-4000S、EP-4080S、EP-4085S、EP-4000、EP-4100、EP-4901(商品名,均由旭电化工业株式会社生产)等。
上述环氧化合物的混合量是,相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物优选为80质量份或以下,更优选为1~60质量份。
此外,在本发明硬化性聚合物水泥组合物中,根据需要,还可以含有多元醇成分。作为该多元醇成分,可以列举出例如乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,6-己二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等低分子多元醇;氨、甲基胺、乙基胺、苯胺、苯二胺、异佛尔酮二胺等具有2个或更多个活泼氢的低分子量胺化合物的环氧乙烷加聚物或者环氧乙烷/环氧丙烷共聚加成物;具有双酚骨架的多元醇、使活泼氢化合物与环氧化合物反应所得到的环氧改性多元醇、蓖麻油类多元醇、聚烯多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚硅多元醇等高分子多元醇。多元醇成分的羟基值优选为300或以下。
在上述多元醇成分中,特别优选使用使活泼氢化合物与环氧化合物反应所得到的环氧改性多元醇和/或蓖麻油类多元醇。作为该蓖麻油类多元醇,可以列举出蓖麻油及其衍生物例如蓖麻油脂肪酸的二甘油酯、单甘油酯及其混合物。
作为上述环氧改性多元醇中使用的环氧化合物,可以列举出作为可以在本发明的硬化性聚合物水泥组合物中含有的环氧化合物所例示的环氧化合物。
此外,作为在制备上述环氧改性多元醇时的与上述环氧化合物反应的活泼氢化合物,可以列举出胺化合物、具有羧基的化合物、多元羧酸、多元醇化合物等。其中,当使用2,2-二羟甲基丙酸、12-羟基硬脂酸、蓖麻酸、乳酸等具有醇性羟基的羧酸或者蓖麻油脂肪酸等具有醇性羟基的脂肪酸混合物时,可以得到特性优异的环氧改性多元醇,因此是优选的。
此外,上述环氧改性多元醇可以采用上述环氧化合物和上述活泼氢化合物通过常规方法制得。
上述多元醇成分的混合量是,相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物优选为50质量份或以下,更优选为10~40质量份或以下。
在本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,除催化剂、水、多异氰酸酯化合物和水泥成分以外的主剂的羟基值优选为100或以下。其下限优选为10。特别是当主剂含有上述多元醇成分时,优选在考虑该羟基值范围的条件下对各成分的使用量进行选择。另外,该羟基值是指中和除去水的1g上述主剂中的醇性羟基所必需的氢氧化钾的毫克数。
本发明的硬化性聚合物水泥组合物在施工后表面外观优异,且鼓泡也很少,但是特别是当主剂含有多元醇成分且主剂的羟基值较大时,多元醇成分与多异氰酸酯化合物反应的尿烷反应比多元醇成分与水反应的尿素反应更优先进行,在硬化表面形成尿烷键的硬化膜后,由尿素反应产生的二氧化碳难以排出到膜外。其结果是,在硬化物内部残留有气泡,从而损害表面外观,容易产生表面鼓泡的问题。因此,通过降低主剂的羟基值,使尿烷键减少,由尿素反应产生的二氧化碳变得容易排出到膜表面之外,从而可以得到表面外观更优异、鼓泡少的硬化膜。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中可以含有骨料。作为该骨料,可以使用珍珠岩或泡沫聚苯乙烯等轻质骨料,但混凝土或砂浆中使用的碎石、硅砂或滑石等填充材料是适合的,它们可以单独使用,也可以组合使用。
作为上述填充材料的具体例子,可以列举出已知的无机类骨料、塑料粉碎物等有机类骨料、作为所述无机类骨料,可以列举出将河砂、硅砂等天然硅酸物质,或者玻璃、陶瓷、电熔矾土、碳化硅、消石灰、碳酸钙等无机材料粉碎后的粉碎物。此外,还可以使用玻璃泡(glassballoon)或砂泡(Shirasu balloon)等中空材料。此外,作为上述骨料,还可以列举出聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫等泡沫塑料填充材料;对尼龙聚合物、聚氯乙烯、氯乙烯/醋酸乙烯共聚物、尿素/甲醛聚合物、苯酚/甲醛聚合物、三聚氰胺/甲醛聚合物、乙缩醛聚合物及共聚物、丙烯酸聚合物及共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物、醋酸纤维素、纤维素醋酸丁酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯以及聚丙烯等热塑性或热固性聚合物和共聚物等通过注塑成型或其它方法所形成的物品进行调整时产生的粉碎物碎屑、车削屑、带状物、颗粒等废品树脂填充材料;玻璃纤维、棉、羊毛、碳纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维等纤维性材料;锯屑、木屑、浮石、蛭石、发电厂的飞灰、膨胀粘土、泡沫矿渣、云母、白垩、滑石、高岭土、氧化钡、硅石等。
上述骨料的混合量是,相对于100质量份上述水泥成分优选为100~500质量份。
本发明的硬化性聚合物水泥组合物根据需要还可以进一步含有乳化剂。
作为上述乳化剂,可期待其有助于本发明中所使用的树脂成分的分散稳定性,并具有将混合时被卷入的空气微细化的效果。作为可以使用的乳化剂,可以列举出非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂、高分子类表面活性剂、反应性表面活性剂等。其中,特别优选使用非离子性表面活性剂。
作为上述非离子性表面活性剂,作为醚型非离子性表面活性剂,可以列举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、烷基烯丙基甲醛缩聚氧乙烯醚、聚氧乙烯氧丙烯嵌段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯萜烯苯基醚等,作为酯型非离子性表面活性剂,可以列举出甘油酯的聚氧乙烯醚、脱水山梨醇的聚氧乙烯醚、山梨糖醇酯的聚氧乙烯醚等醚酯类、聚氧乙烯松脂酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、脱水山梨醇酯、丙二醇酯、蔗糖酯等;作为含氮型非离子性表面活性剂,可以列举出脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯烷基胺等。
上述聚氧乙烯烷基醚可以通过使碳原子数为8~25的直链或支链的高级醇与1~200摩尔的环氧乙烷进行加成反应而制备。作为可以使用的高级醇的具体例子,可以列举出辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇、十八烷醇、二十烷醇、油醇、二十二烷醇等伯醇、2-十二烷醇、2-十四烷醇、2-十六烷醇、2-十八烷醇等仲醇等,除此之外,还可以列举出椰子油还原醇、牛脂还原醇、鲸(抹香鲸)醇等天然醇。
此外,上述聚氧乙烯烷基芳基醚可以通过碳原子数为1~20的烷基被取代的酚与1~200摩尔环氧乙烷进行加成反应而制备。作为可以使用的烷基酚的具体例子,可以列举出壬基苯酚、辛基苯酚、癸基苯酚、辛基甲酚、枯基苯酚。
此外,作为乳化剂的市售品,可以列举出旭电化工业株式会社社生产的“アデカ一ト一ルTN-80”。
上述乳化剂的量是,相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物优选混合0.01~10质量份,更优选混合0.1~5质量份。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,根据需要可以含有消泡剂。作为该消泡剂,可以列举出硅酮类消泡剂、非硅酮类消泡剂。作为市售品,可以列举出BYK chemie公司制造的“BYK A-501”(非硅酮类)、信越化学工业(株)制造的“KM89”(硅酮类)。该消泡剂的混合量是,相对于100质量份上述多异氰酸酯化合物优选为0.01~5质量份,更优选为0.1~1重量份。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,还可以混合颜料。作为该颜料,可以列举出氧化铁类颜料、钛类颜料、蓝、绿系无机颜料、碳颜料、偶氮类颜料、酞菁类、缩合多环颜料等。
作为氧化铁类颜料,可以列举出铁黑、氧化铁红、铁酸锌颜料等;作为钛类颜料,可以列举出氧化钛、镍锑钛黄、铬锑钛黄等;作为蓝、绿系无机颜料,可以列举出群青、钴蓝、氧化铬、尖晶石绿等;作为偶氮类颜料,可以列举出例如色淀红C、沃丘格红、亮胭脂红6B等偶氮色淀颜料、Hostaperm Yellow H4G、Novoperm Yellow H2G、NovopermRed HFT、PV坚牢黄HG、PV坚牢黄H3R、PV枣红HF3R、PV胭脂红HF4C、PV红HF2B、PV栗红HMF01、PV坚牢棕HFR等苯并咪唑酮颜料、二芳基化物黄、二芳基化合物橙、吡唑啉酮红、PV坚固黄HR等二芳基化物颜料、固美透黄8G(Cromophtal Yellow 8G)、固美透黄6G、固美透黄3G、固美透黄GR、固美透橙4R、固美透橙GP、固美透猩红RN、固美透红G、固美透红BRN、固美透红BG、固美透红2B、固美透棕5R等缩合偶氮类颜料等;作为酞菁类颜料,可以列举出例如酞菁蓝、酞菁绿等。作为缩合多环颜料,可以列举出PV坚牢粉红E、鲜贵色红B(Cinquasia Red B)、鲜贵色红Y等喹吖酮类颜料、艳佳鲜黄2GLT(Irgazin Yellow 2GLT)、艳佳鲜黄3RLTN、固美透橙2G等异吲哚满酮类颜料、苝红、苝栗红、苝猩红等苝类颜料、Perynone Orange等Perynone类颜料、二噁嗪紫等二噁嗪类颜料、富勒斯塔黄RN(FilesterYellow RN)固美透红A3B、阴丹士林蓝等蒽醌类颜料、Paliotol YellowL0960HG等奎酞酮类颜料等。
此外,本发明的硬化性聚合物水泥组合物中,根据需要,将上述以外的成分作为添加剂而进一步使用。作为该添加剂,可以列举出硬化抑制剂或硬化促进剂等硬化反应调节剂、在光泽等外观或防滑等表面状态的调整中所用的树脂类、发泡抑制剂、稀释剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、位阻胺类光稳定剂等常用的添加物等,它们可以单独使用一种,也可以组合使用2种或更多种。
作为上述硬化反应调节剂,可以列举出(多元)胺类、(多元)醇类、(多元)酚类、(聚)酰肼类、有机酸类、环氧乙烷、环氧丙烷、二丁基锡二月桂酸盐、钛酸四丁酯辛酸锌、环烷酸锌、辛酸亚锡、氯化锡、氯化铁、辛酸铅、油酸钾、2-乙基己酸钴、N,N-二甲基环己胺、N,N-二甲基苄胺、N-乙基吗啉、1,4-二氮杂双环-2,2,2-辛烷、4-二甲氨基吡啶、羟丙基化三乙醇胺、β-二乙氨基乙醇、N,N,N’,N’-四(2-羟基)乙二胺等。
作为上述树脂类,可以列举出二甲苯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等。
作为上述发泡抑制剂,可以列举出氧化钙、氧化镁、氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁、氢氧化镉、硅酸钙、硅酸钡、硅酸钠、氢氧化铅、碱式醋酸铅、(聚)硅氧烷、(聚)烷基硅氧烷、(聚)二烷基硅氧烷等。
作为上述稀释剂,可以列举出高沸点芳香族烃类化合物、各种环氧树脂用稀释剂、二羧酸二酯、石蜡系烃化合物等。
作为上述抗氧化剂,可以列举出酚类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、硫醚类抗氧化剂。
作为上述酚类抗氧化剂,可以列举出例如2,6-二叔丁基-p-甲酚、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、二十八烷基(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)膦酸酯、1,6-亚己基二[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酰胺]、4,4’-硫二(6-叔丁基-m-甲酚)、2,2’-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基二(6-叔丁基-m-甲酚)、2,2’-亚乙基二(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚乙基二(4-仲丁基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2,4,6-三甲基苯、2-叔丁基-4-甲基-6-(2-丙烯酰氧基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯酚、(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯]甲烷、硫代二甘醇二[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-亚己基二[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、二[3,3-二(4-羟基-3-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、二[2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)苯基]对苯二甲酸酯、1,3,5-三[(3,5-二叔丁-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基]异氰脲酸酯、3,9-二[1,1-二甲基-2-{(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、三甘醇二[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]等。
作为上述磷类抗氧化剂,可以列举出例如三壬基苯基亚磷酸酯、三[2-叔丁基-4-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基硫)-5-甲基苯基]亚磷酸酯、三癸基亚磷酸酯、辛基二苯基亚磷酸酯、二(癸基)一苯基亚磷酸酯、二(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(十三烷基)异亚丙基二苯酚二亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4’-亚正丁基二(2-叔丁基-5-甲基苯酚)二亚磷酸酯、六(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷三亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)亚联苯基二亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷-菲-10-氧化物、2,2’-亚甲基二(4,6-叔丁基苯基)-2-乙基己基亚磷酸酯、2,2’-亚甲基二(4,6-叔丁基苯基)-十八烷基亚磷酸酯、2,2’-亚乙基二(4,6-二叔丁基苯基)氟化亚磷酸酯、三(2-[(2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]dioxaphosphepin-6-基)氧基]乙基)胺、2-乙基-2-丁基丙二醇与2,4,6-三叔丁基苯酚的亚磷酸酯等。
作为上述硫醚类抗氧化剂,可以列举出例如硫代二丙酸二月桂基酯、硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、硫代二丙酸二硬脂基酯等硫代二丙酸二烷基酯类和季戊四醇四(β-烷基巯基丙酸酯类。
作为上述紫外线吸收剂,可以列举出例如2,4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-辛氧基二苯酮、5,5’-亚甲基二(2-羟基-4-甲氧基二苯酮)等2-羟基二苯酮类;2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-第三辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二枯基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基二(4-第三辛基-6-(苯并三唑基)苯酚)、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-羧基苯基)苯并三唑等2-(2’-羟基苯基)苯并三唑类;水杨酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔丁基苯基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔戊基苯基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯等苯甲酸酯类;2-乙基-2’-乙氧基草酰替苯胺、2-乙氧基-4’-十二烷基草酰替苯胺等取代草酰替苯胺类α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸乙基酯、2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸甲酯等氰基丙烯酸酯类;2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-二(2,4-二叔丁基苯基)-s-三嗪、2-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-4,6-二苯基-s-三嗪、2-(2-羟基-4-丙氧基-5-甲基苯基)-4,6-二(2,4-二叔丁基苯基)-s-三嗪等三芳基三嗪类。
作为上述位阻胺类光稳定剂,可以列举出例如2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基硬脂酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基苯甲酸酯、二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)丁烷四羧酸酯、二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)·二(十三烷基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)·二(十三烷基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、二(1,2,2,4,4-五甲基-4-哌啶基)-2-丁基-2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯、1-(2-羟乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇/琥珀酸二乙酯缩聚物、1,6-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基氨基)己烷/2,4-二氯-6-吗啉基-s-三嗪缩聚物、1,6-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基氨基)己烷/2,4-二氯-6-第三辛基氨基-S-三嗪缩聚物、1,5,8,12-四[2,4-二(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基]-1,5,8,12-四氮杂十二烷、1,5,8,12-四[2,4-二(N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6-基]1,5,8,12-四氮杂十二烷、1,6,11-三[2,4-二(N-丁基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6基]氨基十一烷、1,6,11-三[2,4-二(N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基)-s-三嗪-6基]氨基十一烷等位阻胺化合物。
上述抗氧化剂、紫外线吸收剂和位阻胺类光稳定剂相对于100质量份本发明的聚合物水泥组合物各自优选使用0.001~10质量份、进一步优选使用0.05~5质量份。
作为本发明的硬化性聚合物水泥组合物的用途,可以列举出地板材料、地板装饰材料、墙壁材料、墙壁饰面材料等,特别适用于重视卫生方面的医疗相关设施、食品制造工厂、厨房、托儿所、幼儿园、养老院等。
本发明的硬化性聚合物水泥组合物适合涂布于混凝土、水泥砂浆、各种金属等构成的硬质地面,即适合用作为硬质地板装饰材料,并且也适合用作为硬质地板材料。在涂布本发明硬化性聚合物水泥组合物之前,优选将底层整理干净,并且,当涂布于金属表面时,优选在对底层进行脱脂、除锈、研磨等处理后再进行涂布。
对本发明硬化性聚合物水泥组合物的使用方法没有特别的限制,可以采用公知的常规方法。例如,可以通过在水泥混合机或强制刮刀混合机(へちミキサ一)等中混合后进行刮刀涂布、注入、喷涂等的方法进行使用。
实施例
以下示例本发明的实施例等,但是本发明并不是限定于这些实施例。
其中,在以下的实施例等中,环氧当量的定义为每个环氧基的环氧化合物的分子量,羟基值(OHV)定义为中和每1g多元醇或者每1g除去水的主剂中醇性羟基所必需的氢氧化钾的毫克数。
实施例1~4和比较例1~3
按照表1(实施例1~4)和表2(比较例1~3)所示的配方(质量份)将主剂(水分散液)、硬化剂(多异氰酸酯化合物)、催化剂和粉末进行混合,得到硬化性聚合物水泥组合物。其中,主剂是以增塑剂和水为必需成分,并根据需要(参见表1和表2)混合多元醇成分、乳化剂、消泡剂和环氧化物而得到的水分散液,硬化剂为多异氰酸酯化合物。此外,粉末是由26质量份白水泥、72质量份Freemantle(フリ一マントル)硅砂(骨料)和2质量份无机颜料混合而得到。混合是通过将添加有催化剂的主剂与硬化剂通过混合机(匀浆器)以100rpm的转速搅拌1分钟后,再混合粉末并通过匀浆器以2000rpm的转速搅拌1分钟而进行的。
将所得到的硬化性聚合物水泥组合物涂布于混凝土平板(600×360×50mm)至3mm的厚度,制造地板面。
对添加催化剂的主剂(水分散液)的稳定性、主剂(水分散液)的耐水解性、硬化性聚合物水泥组合物的可使用时间、制造地板面时的涂膜干燥性能和平整性、以及地板面的涂膜外观、压缩强度和抗弯强度,按照以下的“评价方法”进行评价。
其结果列于表1和表2。
其中,表1和表2中的多元醇成分A和多元醇成分B分别按照下述制备例1和制备例2进行制备。
(制备例1)多元醇成分A
向将体系内用氮气置换后的1升反应用烧瓶中,加入200g ADEKARESIN EP-4100(旭电化工业株式会社生产;双酚A型环氧树脂,环氧当量为190)、298g蓖麻油脂肪酸(CO-FA:伊藤制油(株)生产)和作为催化剂的0.25g乙基三苯基鏻化溴(北興化学(株)生产),在氮气流下升温至160℃并反应3小时后,减压至30托并进一步反应1小时,使酸值达到1或以下,从而得到羟基当量为230的多元醇成分A。
(制备例2)多元醇成分B
向将体系内用氮气置换后的1升反应用烧瓶中,加入200g ADEKARESIN EP-4100、221g ADEKA RESIN ED-509(旭电化工业株式会社生产;4-叔丁基苯基缩水甘油醚,环氧当量为210)、596g蓖麻油脂肪酸(CO-FA:伊藤制油(株)生产)和0.5g乙基三苯基鏻化溴(北興化学(株)生产),在氮气流下升温至160℃并反应3小时后,减压至30托并进一步反应1小时,使酸值达到1或以下,从而得到羟基值为220的多元醇成分B。
评价方法
(1)水分散液的稳定性
将主剂和催化剂的混合物在40℃下保存7天后,观察液体的分离。将没有发生液体的分离记作○,将发生液体分离时记作×。
(2)可使用时间
测定在20℃下的硬化性聚合物水泥组合物的可使用时间(分钟)。
(3)涂膜干燥性能
涂布硬化性聚合物水泥组合物,在20℃下养生16小时后,将涂膜表面无粘性记作○,将表面基本干燥但稍有粘性记作△,将表面没有干燥且具有粘性的记作×。
(4)涂膜外观(涂膜鼓泡)
涂布硬化性聚合物水泥组合物,在35℃下养生16小时后,对涂膜的鼓泡进行观察。将表面没有鼓泡和异常的记作○,将表面没有鼓泡但表面粗糙的记作△,将表面鼓泡的记作×。
(5)平整性
将硬化性聚合物水泥组合物进行混合,在35℃下于基板上进行流动时,通过目测观察对硬化性聚合物水泥组合物的流动性进行评价。将表面平滑地流畅且没有刮刀涂痕的层差记作○,将表面几乎平滑只略有起伏的记作△,将表面起伏很多且不平滑的记作×。
(6)抗压强度、抗弯强度(MPa)
对所得到的地板面按照JIS-K6911测定涂膜的抗压强度和抗弯强度进行测定。
(7)耐水解性
将表1和表2中所记载的主剂(含水)在100℃下保存200小时后,测定酸值的变化。
表1
混合成分 | 成分 | 实施例 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | |||
主剂 | 多元醇成分A(OHV=230) | 多元醇成分 | 5.0 | - | 5.0 | - |
多元醇成分B(OHV=220) | 多元醇成分 | - | 5.0 | - | - | |
蓖麻油*1(OHV=160) | 多元醇成分 | 23.3 | 28.3 | 33.3 | - | |
烷基磺酸苯酚酯*2 | 增塑剂 | 35.5 | 30.5 | 20.5 | 20.5 | |
ADEKA TOL TN-80*3 | 乳化剂 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 1.0 | |
KM89*4 | 消泡剂 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.5 | |
ADEKA GLYCIROL ED-502*5 | 环氧化合物 | - | - | 5.0 | - | |
ADEKA GLYCIROL ED-509*6 | 环氧化合物 | - | - | - | 18 | |
ADEKA RESIN EP-4901*7 | 环氧化合物 | - | - | - | 25 | |
水 | 35 | 35 | 35 | 35 | ||
主剂(除水以外)的羟基值 | 75.1 | 86.6 | 99.7 | 20.0 | ||
硬化剂 | c-MDI*8 | 多异氰酸酯化合物 | 100 | 100 | 100 | 100 |
催化剂 | JEFFCAT*9 | 吗啉类催化剂 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
粉末 | 白水泥*10+骨料+颜料 | 500 | 500 | 500 | 500 | |
评价 | (1)水分散液稳定性(40℃,7天) | ○ | ○ | ○ | ○ | |
(2)可使用时间(分钟/20℃) | 23 | 21 | 18 | 25 | ||
(3)涂膜干燥性能(20℃,16小时) | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
(4)涂膜鼓泡(35℃,16小时) | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
(5)平整性(35℃) | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
(6)抗压强度(MPa) | 38 | 43 | 40 | 41 | ||
抗弯强度(MPa) | 11.3 | 10.8 | 10.2 | 10.5 | ||
(7)耐水解性 | 0.22 | 0.20 | 0.21 | 0.22 |
*1:伊藤制油社生产,ュ一クリックH-30
*2:バイエル社生产,烷基磺酸酯类增塑剂
*3:旭电化工业株式会社生产,聚氧乙烯烷基醚
*4:信越化学工业(株)生产,硅酮类消泡剂
*5:旭电化工业株式会社生产,烷基(C12~C13)缩水甘油醚,环氧当量320
*6:旭电化工业株式会社生产,4-叔丁基苯基缩水甘油醚,环氧当量210
*7:旭电化工业株式会社生产,双酚F型环氧树脂
*8:NIPPON POLYURETHANE(株)生产,MR-200
*9:Huntsman社生产,二(吗啉基乙基)醚
*10:日本CEMENT(株)生产
表2
混合成分 | 成分 | 比较例 | |||
1 | 2 | 3 | |||
主剂 | 多元醇成分A(OHV=230) | 多元醇成分 | 5.0 | 5.0 | - |
多元醇成分B(OHV=220) | 多元醇成分 | - | - | 43.0 | |
蓖麻油(OHV=160) | 多元醇成分 | 28.3 | 28.3 | - | |
DOP | 增塑剂 | 30.5 | - | - | |
烷基磺酸苯酚酯 | 增塑剂 | - | 30.5 | 20.8 | |
ADEKA TOL TN-80 | 乳化剂 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |
KM-89 | 消泡剂 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |
ADEKA GLYCIROL ED-502 | 环氧化合物 | - | - | - | |
水 | 35 | 35 | 35 | ||
主剂(除水以外)的羟基值 | 75.1 | 75.1 | 145.5 | ||
硬化剂 | c-MDI | 多异氰酸酯 | 100 | 100 | 100 |
催化剂 | TOYOCAT F-4*11 | 咪唑类催化剂 | - | 0.05 | - |
JEFFCAT | 吗啉类催化剂 | 0.03 | - | - | |
粉末 | 白水泥+骨料+其它成分 | 500 | 500 | 500 | |
评价 | (1)水分散液稳定性(40℃,7天) | △ | ○ | ○ | |
(2)可使用时间(分钟/20℃) | 21 | 10 | 15 | ||
(3)涂膜干燥性能(20℃,16小时) | ○ | △ | × | ||
(4)涂膜鼓泡(35℃,16小时) | △ | × | × | ||
(5)平整性(35℃) | ○ | △ | × | ||
(6)抗压强度(MPa) | 37.0 | 36.5 | 45.0 | ||
抗弯强度(MPa) | 10.4 | 10.1 | 12.2 | ||
(7)耐水解性 | 0.60 | 0.26 | 0.23 |
*11:TOSOH(株)生产,1,2-二甲基咪唑类催化剂
从表1的结果可以清楚地看出,含有特定催化剂和增塑剂的本发明硬化性聚合物水泥组合物即使在高温下进行施工,也可以形成表面上不会产生鼓泡的外观优良的涂膜,所得到的涂膜具有良好的抗压强度和抗弯强度。并且,本发明的硬化性聚合物水泥组合物耐水解性优良、可使用时间长、水分散液的保存稳定性和制作地板面时的涂膜干燥性能以及平整性都优良(实施例1~4)。
与此相反,从表2可以清楚地看出,当使用烷基磺酸酯化合物以外的化合物作为增塑剂时,在耐水解性方面出现问题(比较例1)。此外,即使使用烷基磺酸酯化合物作为增塑剂,在不使用本发明的特定吗啉类催化剂的情况下,在涂膜上产生鼓泡、且在涂膜表面外观上出现问题,并且,可使用时间、涂膜干燥性能和平整性也较差(比较例2,3)。
Claims (9)
2、根据权利要求1所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其中作为催化剂的所述二(吗啉基乙基)醚化合物为选自二(吗啉基乙基)醚、二(2,6-二甲基吗啉基乙基)醚和二(3,5-二甲基吗啉基乙基)醚之中的至少一种。
3、根据权利要求1或2所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其进一步含有环氧化合物。
4、根据权利要求1~3任意一项所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其进一步含有多元醇成分。
5、根据权利要求4所记载的硬化性聚合物水泥组合物,在所述硬化性聚合物水泥组合物中,除去催化剂、水、多异氰酸酯化合物和水泥成分的主剂成分的羟基值为100或以下。
6、根据权利要求4或5所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其中所述多元醇成分为蓖麻油系多元醇和/或使活泼氢化合物与环氧化合物反应所得到的环氧改性多元醇。
7、根据权利要求1~6任意一项所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其进一步含有骨料。
8、根据权利要求1~7任意一项所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其中所述水泥成分为白色水泥。
9、根据权利要求1~8任意一项所记载的硬化性聚合物水泥组合物,其被用于硬质地板材料或者地板装饰材料。
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