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一种地坪涂料用填料及其制备方法


技术摘要:
本发明涉及一种地坪涂料用填料及其制备方法,属于涂料技术领域。所述的填料是空心多孔氧化锆微球,使用空心多孔氧化锆微球的空心多孔的特性,将其与水性聚酰胺蜡浆先进行脱泡混合,使水性聚酰胺蜡浆能够渗入空心结构中,由于聚酰胺蜡中含有丰富的羟基和酰胺基,能形成  全部
背景技术:
随着全国对环境的大力整治,各地政府和各行业也先后出台相关禁油政策,中国 地坪协会也规定,全国部分省市响应当地政府号召,禁示使用溶剂型环氧地坪漆和溶剂型 丙烯酸聚氨酯地坪漆,但通过一段时间的市场验证,水性丙烯酸聚氨酯地坪漆出现很多施 工问题,如:1、湿度太大,干燥太慢,水抢先跟异氰酸酯固化剂反应,使得树脂无法良好成 膜,导致漆膜硬度低、光泽低、耐水差、耐磨差、附着力差等一系列的问题;2、无法一次性厚 涂,单次涂装厚度不能超过60微米(干膜),否则就会起泡;3、水性丙烯酸聚氨酯因原料成本 较高,导致地坪漆价格太高,市场较难接受;4、施工过程中,施工人员必须四周采用风扇吹, 加强地下车库的对流,加快水性挥发,面积较小的车库没有问题,当面积超过5万平方米的 车库时,根本无法操作。 水性丙烯酸聚氨酯地坪漆存在上述问题的主要原因包括:1、因水中含有-OH,会跟 异氰酸酯固化剂中的-NCO发生反应,生产CO2气体,从而导致潮湿环境下水分长期不挥发, 牺牲了过量的-NCO基团,从而导致漆膜综合性能差;2、正因为-OH与-NCO反应生成CO2气体, 如果漆膜过厚,内部生成的CO2气体无法挥发出现,从而导致漆膜出现大量气泡,所以不能 厚涂;水性自流平地坪涂料一次性厚涂至少达到120微米,意味着湿膜一次性厚度必须超过 240微米,如此厚的漆膜,如何确保挥发速度快,并且不起泡,对于水性地坪行业为说是一大 难题。
技术实现要素:
本技术采用了一种新型的反应机理,利用有机-无机交联反应,有机提升外观及物 性,无机提升潮湿环境下干燥速度,不因水份的多少而影响干燥速度,同时整个反应过程中 不会产生气体,这样的漆膜就完全能适应潮湿环境、一次湿膜厚度超过240微米施工要求 了。通过系列的试验与论证测试,验证得出,该漆膜具有如下性能:干燥快、厚涂不起泡、流 平好、硬度高、磨性好、耐水性好、耐化学性能好、光泽高、耐候性好等特点。可适用于室外地 坪、车间地坪、车库地坪、球场地坪、机场地坪、车站地坪、商场地坪等领域。 一种水性厚浆型双组分有机-无机杂化自流平地坪涂料,是由A组分和B组分组成, 其中A组分包括按照重量百分比计的如下组分:水性丙烯酸树脂乳液60~80%、颜料3~ 5%、钛白粉2~8%、沉淀硫酸钡2~15%、增硬耐磨剂1~2%、水性分散剂0.3~0.5%、水性 消泡剂0.1~0.2%、水性有机硅流平剂0.2~0.5%、表面活性剂0.2~0.4%、水性聚酰胺蜡 浆0.5~1%、去离子水7~10%、成膜助剂2~3%、石墨烯浆1~2%,醋酸0.5~0.8%;B组分 是水性聚硅氧烷树脂乳液;A组分和B组分的重量比是100:75~85。 在一个实施方式中,颜料是指酞青绿G。 在一个实施方式中,所述的水性丙烯酸树脂乳液、水性分散剂、水性消泡剂、水性 3 CN 111574881 A 说 明 书 2/18 页 有机硅流平剂、表面活性剂或者水性聚酰胺蜡浆的pH值≤7。 在一个实施方式中,水性聚硅氧烷树脂乳液的制备方法,包括如下步骤: S1:碳化硅纳米粉体的表面羟基化:将碳化硅纳米粉体加入至5~10wt%的NaOH溶 液中,形成10~15wt%的悬浮液,在30~45℃下浸泡2~4h,将粉体滤出后,真空干燥,得到 表面羟基化的碳化硅纳米粉体;(本步骤的目的是使碳化硅陶瓷的表面增加表面的羟基量) S2,碳化硅纳米粉体表面的取代反应:将表面羟基化的碳化硅纳米粉体与氢化钠 和N,N-二甲基甲酰胺按重量比1:0.1~0.15:12~15混合后进行取代反应,反应过程是在30 ~40℃下反应40~60min,反应结束后,将产物滤出,得到表面取代的碳化硅;(本步骤的目 的是使碳化硅陶瓷的表面-OH取代为-ONa) S3:碳化硅纳米粉体表面的硅烷偶联处理:将表面取代的碳化硅与硅烷偶联剂 KH560的乙醇溶液按照重量比1:20~25混合,升温至70~75℃进行偶联处理3~5h,反应后, 将产物滤出,得到表面硅烷偶联处理的碳化硅粉体;(本步骤的目的是使碳化硅陶瓷的表面 接枝硅烷偶联剂) S4:有机-无机杂化的水性聚硅氧烷树脂乳液的聚合:将表面硅烷偶联处理的碳化 硅粉体、1,2-双三甲氧基硅基乙烷、苯基三氯硅烷、乙醇水溶液按照重量比1:5~8:16~20: 30~45混合均匀,用5~10wt%的盐酸调节pH至3~4,在35~40℃下进行水解聚合反应1~ 3h,反应结束后,加入乳化剂,进行高速分散乳化,得到有机-无机杂化的水性聚硅氧烷树脂 乳液;乳化剂的加入量是乙醇水溶液的重量的1~1.5%。(本步骤的目的是使硅烷偶联剂与 苯基三氯硅烷、1,2-双三甲氧基硅基乙烷共同进行水解聚合,使碳化硅粉体嵌入于聚硅氮 烷的交联网络中) 在一个实施方式中,乙醇水溶液中乙醇浓度是体积百分比40~45%。 在一个实施方式中,增硬耐磨剂是空心多孔氧化锆微球。 在一个实施方式中,所述的空心多孔氧化锆微球的制备方法包括如下步骤: S1:将苯乙烯单体、甲基丙烯酸单体、引发剂偶氮二异丁腈按照摩尔比3~5:1:0.2 ~0.4混合,再加混合物加入至乙腈中,使单体的总重量是乙腈重量的3~6%,加热至溶液 沸腾并回流反应30~40min,减压蒸除部分溶剂,然后继续保持回流反应40~60min;将反应 物离心分离,悬浮物用去离子水洗涤之后,得到了PS微球; S2:将PS微球加入至2~3wt%的NaOH溶液中,PS微球在溶液中的质量百分比是1~ 3%,保持10~15h后,将产物离心分离,用去离子水洗涤;再将洗涤后的产物加入至2~ 4mol/L的硫酸锰溶液中,使得洗涤产物在硫酸锰溶液中的质量浓度是1~3%,保持8~10h 后,将产物离心分离,得到表面有Mn吸附的PS微球; S3:将表面有Mn吸附的PS微球、去离子水、乙醇、致孔剂甲基纤维素按照重量比1:4 ~6:4~6:0.3~0.5混合,再将混合物中加入ZrOCl2·8H2O,使Zr2 在混合物中的浓度为0.3 ~0.5wt%,滴加氨水使混合液的pH在3~4之间,于25~30℃下保持反应15~20h,将产物离 心分离,用去离子水洗涤,于1000~1100℃下烧结1~3h后,得到空心多孔氧化锆微球。 上述的水性厚浆型双组分有机-无机杂化自流平地坪涂料的制备方法,包括如下 步骤: a:将增硬耐磨剂与水性聚酰胺蜡浆混合,并抽真空脱泡处理; b:将a步骤中得到的混合物加入至水性丙烯酸树脂乳液中; 4 CN 111574881 A 说 明 书 3/18 页 c:采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂、水性有机硅流平剂、表面活性剂、成 膜助剂稀释后加入b步骤得到的混合物中,并搅拌均匀; d:再在c步骤中得到的混合物中加入颜料、钛白粉、沉淀硫酸钡、石墨烯浆,再分散 均匀; e:在d步骤得到的混合物中加入醋酸,调节pH,得到A组分;再将A组分和B组分混 合。 有益效果 本发明提供的有机-无机杂化自流平涂料,采用了增硬耐磨剂,提高了涂料的耐磨 效果;采用A组分和B组分中的水性丙烯酸树脂乳液和水性聚硅氧烷树脂乳液配伍,具有干 燥速度快、不产生CO2、不起泡的优点;同时,在A组分中,使用空心多孔氧化锆微球的空心多 孔的特性,将其与水性聚酰胺蜡浆先进行脱泡混合,使水性聚酰胺蜡浆能够渗入空心结构 中,由于聚酰胺蜡中含有丰富的羟基和酰胺基,能形成强烈的氢键化学力,形成网络状结 构,就能够与氧化锆陶瓷表面的羟基形成较强的作用力,形成交联结构,当涂料固化后,涂 料内部与氧化锆陶瓷融为一体,提高了涂料的耐磨性;又由于水性聚硅氧烷树脂乳液中,通 过交联反应使硅烷偶联剂与苯基三氯硅烷、1,2-双三甲氧基硅基乙烷共同进行水解聚合, 能够让碳化硅粉体嵌入于聚硅氮烷的交联网络中,也进一步提高了涂料的耐磨性能。 附图说明 图1是实施例3中制备得到的氧化锆空心多孔微球的电镜照片; 图2是实施例3中制备得到的氧化锆空心多孔微球的XRD图谱。 图3是实施例和对照例中的涂料的耐磨性能对比图。
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