一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料及其制備方法，由甲乙兩組分按質量份比10:1混合均勻構成；乙組分由下述組分按質量分構成：去離子水7%?15%、改性高分子分散劑0.5%?1.5%、多功能助劑0.4%?0.9%、非離子型潤濕劑0.1%?0.3%、顏料1%?25%、填料5%?30%、羥基丙烯酸分散體40%?55%、無機添加劑3%?7%、高強度陶瓷微球2%?8%、聚醚類消泡劑0.3%?0.5%、BIT類防腐劑0.2%?0.3%、聚氨酯類增稠劑0.5%?2.5%。本發明制備的雙組份水性聚氨酯地坪涂料其高漆膜硬度、耐磨性等物化性能優異。
【專利說明】
一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及建筑材料技術領域，尤其是指一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟與建筑業的高速發展，促使地坪涂料進入了繁榮發展時期，同時人們對 地坪涂料的要求也越來越高。現有技術中，環氧樹脂作為最早應用于地坪的樹脂類材料，是 技術最成熟亦是比重最大的品種。
[0003] 樹脂類地坪涂料主要優點是硬度高、耐酸堿性好。然而，其缺陷在于：因環氧樹脂 為剛性材料，使得其耐磨性、耐低溫性、抗表面劃傷性較差;耐候性差，易老化，使用壽命短。 聚氨酯地坪涂料與環氧類地坪涂料相比，具有較好的耐磨性與耐候性，但硬度不足。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種高漆膜硬度、耐磨性等物化性能優異的高硬度雙組份 水性聚氨酯地坪涂料及其制備方法。
[0005] 為達成上述目的，本發明的解決方案為： 一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙兩組分按質量份比10 :1混合均勻構 成，甲組分為固體含量100%的水性脂肪族異氰酸酯；乙組分由下述組分按質量分構成:去離 子水7%-15%、改性高分子分散劑0.5%-1.5%、多功能助劑0.4%-0.9%、非離子型潤濕劑0.1%-0.3%、顏料1%-25%、填料5%-30%、羥基丙烯酸分散體40%-55%、無機添加劑3%-7%、高強度陶瓷 微球2%-8%、聚醚類消泡劑0.3%-0.5%、BIT類防腐劑0.2%-0.3%、聚氨酯類增稠劑0.5%-2.5%。
[0006] 進一步，羥基丙烯酸分散體為拜耳公司生產的牌號為XP2542產品，為羥基丙烯酸 分散體，固含量為50質量％，羥值含量為2.7-3.0質量％。
[0007] 進一步，無機添加劑為Van Baerle公司生產的牌號為IN0C0T 330產品，以硅酸鉀 為基礎的無機添加劑，固含量為29.5質量％。
[0008] 進一步，改性高分子分散劑為共榮社化學株式會社生產的牌號為FLOWLEN G-700AMP產品，為一種含羥基聚合物改性物的2-氨基-2-甲基-1-丙醇鹽，固體含量為40-50質 量%。
[0009] 進一步，非離子型潤濕劑為科萊恩公司的牌號為LCN 070產品，為一種烷基聚氧乙 烯醚，有效物含量為100%，HLB值為13。
[0010] 進一步，高強度陶瓷微球為3M公司的牌號為W-410產品，為一種高強度、惰性、堅 硬、精細的球狀顆粒，抗壓強度大于413.41MPa。
[0011] 進一步，填料為超細合成沉淀硫酸鋇和/或超細云母粉。
[0012] 進一步，顏料為炭黑、金紅石型鈦白粉、氧化鐵紅、氧化鐵黃、酞青綠、酞青藍中的 一種或幾種。
[0013] 進一步，BIT類防腐劑為特洛伊公司生產的牌號為K10N產品，是一種不含甲醛和溶 劑的苯并異噻唑啉酮類防腐劑。
[0014] -種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料制備方法，包括以下步驟： 一，按質量分為：去離子水7%_15%、改性高分子分散劑0.5%-1.5%、多功能助劑0.4%-0.9%、非離子型潤濕劑0.1%-0.3%、顏料1%-25%、填料5%-30%、羥基丙烯酸分散體40%-55%、無 機添加劑3%-7%、高強度陶瓷微球2%-8%、聚醚類消泡劑0.3%-0.5%、BIT類防腐劑0.2%-0.3%、 聚氨酯類增稠劑〇. 5%-2.5%，配備乙組分； 二，攪拌過程中，依次加入去離子水、改性高分子分散劑、多功能助劑及非離子型潤濕 劑，并攪拌均勻； 三，在步驟二制得的物料中攪拌加入顏料和填料，后以1500轉/分攪拌10分鐘，然后提 高轉速至3000轉/分高速分散40分鐘，制得半成品； 四，將步驟三制得的半成品移入另一反應裝置內，400轉/分攪拌下依次加入羥基丙烯 酸分散體、無機添加劑、高強度陶瓷微球、聚醚類消泡劑及BIT類防腐劑，攪拌10分鐘至無明 顯氣泡后，加入聚氨酯增稠劑，再繼續攪拌15分鐘； 五，將步驟四制得的物料用120目的濾布過濾，即得高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料 的乙組分； 六，將乙組分與甲組分水性脂肪族異氰酸酯按質量份比10:1配比混合均勻后制得雙組 份水性聚氨酯地坪涂料。
[0015] 采用上述方案后，本發明涂料乙組分中的主要組成是由羥基丙烯酸分散體樹脂、 無機添加劑和功能填料三者構成的，它們各自具有特定的優點：其一羥基丙烯酸分散體為 成膜物的主體部分，其羥基基于固含含量高達3.3質量％，與甲組分脂肪族異氰酸酯聚合物 中的活潑基團發生縮聚反應，交聯成膜。反應后有較高的交聯密度，形成化學鏈條縱橫交錯 的空間網狀結構，使得涂膜硬度、耐磨度等物化性能顯著提高。其中不含有任何揮發性有機 物、且交聯成膜過程無需添加成膜助劑等高沸點溶劑，也可滿足環保的要求;其二無機添加 劑中的硅酸鹽成分涂刷在基層上可滲入基層內部并與水泥基材中的游離鈣發生交聯反應， 生成不可溶解的非晶態水化硅酸鈣，從而可大幅提高漆膜的硬度和基層與漆膜之間的附著 力。同時因其可形成可透水蒸氣的多孔涂層而不是致密的涂層，使漆膜內外空氣的交換流 通成為可能，降低了因潮濕引起漆膜弊病的可能；其三功能填料為平均粒徑15um的白色高 強度陶瓷微球，其抗壓強度最低可達到413.41MPa，可有效提升漆膜硬度、耐磨性與耐腐蝕 性，同時不像其他不規則形狀的填料，高強度陶瓷微球為均勻完美的球形，可像軸承里的鋼 珠一樣滾動，因此降低了產品的粘度與內在應力，所以使最終產品流動性更加出色，且不容 易翹曲和收縮。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合具體實施例對本發明做詳細描述。
[0017] 實施例一 一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙兩組分構成，其中，甲組分為固體含量 100%的水性脂肪族異氰酸酯；乙組分由以下組分構成，各組分的質量份為:去離子水11.1%; 改性高分子分散劑1%，為共榮社化學株式會社生產的產品，其牌號為FLOWLEN G-700AMP，它 是一種含羥基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇鹽，其固體含量為40-50質量％;多功 能胺類助劑0.5%，為美國陶氏公司生產的產品，其牌號為AMP-95;非離子型潤濕劑0.3%，為 科萊恩公司生產的產品，其牌號為LCN 070,它是一種烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量為 100%，HLB值為13;鈦白粉10%，為美國杜邦公司生產的產品，其牌號為R902，它是一種金紅石 型鈦白；超細合成沉淀硫酸鋇20%，為青島東風化工生產的產品，1250目；羥基丙烯酸分散體 45%，為拜耳公司生產的牌號為XP 2542產品，固含量為50質量％，羥值含量為2.7-3.0質量％; 硅酸鉀類無機添加劑5.5%，為￥&118 &646公司生產的產品，其牌號為1勵〇^ 330，固含量為 29.5質量％;高強度陶瓷微球4.5%，為3M公司生產的產品，其牌號為W-410，它是一種高強度、 惰性、堅硬、精細的球狀顆粒，抗壓強度大于413.41MPa;聚醚類消泡劑0.3%，為亞什蘭公司 生產的產品，其牌號為AM1512; BIT類防腐劑0.3%，為美國特洛伊公司生產的產品，牌號為 K10N;聚氨酯類流變助劑1.5%，為陶氏公司生產的產品，牌號為2020。
[0018] -種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料制備方法，包括以下步驟： 一，按質量分為:去離子水11.1%、改性高分子分散劑1%、多功能助劑0.5%、非離子型潤 濕劑0.3%、顏料10%、填料20%、羥基丙烯酸分散體45%、無機添加劑5.5%、高強度陶瓷微球 4.5%、聚醚類消泡劑0.3%、BIT類防腐劑0.3%、聚氨酯類增稠劑1.5%，配備乙組分； 二，攪拌過程中，依次加入去離子水、改性高分子分散劑、多功能助劑及非離子型潤濕 劑，并攪拌均勻； 三，在步驟二制得的物料中攪拌加入顏料和填料，后以1500轉/分攪拌10分鐘，然后提 高轉速至3000轉/分高速分散40分鐘，制得半成品； 四，將步驟三制得的半成品移入另一反應裝置內，400轉/分攪拌下依次加入羥基丙烯 酸分散體、無機添加劑、高強度陶瓷微球、聚醚類消泡劑及BIT類防腐劑，攪拌10分鐘至無明 顯氣泡后，加入聚氨酯增稠劑，再繼續攪拌15分鐘； 五，將步驟四制得的物料用120目的濾布過濾，即得高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料 的乙組分； 六，將乙組分與甲組分水性脂肪族異氰酸酯按質量份比10:1配比混合均勻后制得雙組 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲組份為100質量％的水性脂肪族異氰酸酯，萬華化學公司生 產，牌號為270。
[0019]實施例二 一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙兩組分構成，其中，甲組分為固體含量 100%的水性脂肪族異氰酸酯；乙組分由以下組分構成，各組分的質量份為:去離子水11.1%; 改性高分子分散劑1%，為共榮社化學株式會社生產的產品，其牌號為FLOWLEN G-700AMP，它 是一種含羥基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇鹽，其固體含量為40-50質量％;多功 能胺類助劑〇. 5%，為美國陶氏公司生產的產品，其牌號為AMP-95;非離子型潤濕劑0.3%，為 科萊恩公司生產的產品，其牌號為LCN 070,它是一種烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量為 100%，HLB值為13;鈦白粉10%，為美國杜邦公司生產的產品，其牌號為R902，它是一種金紅石 型鈦白；超細合成沉淀硫酸鋇25%，為青島東風化工生產的產品，1250目；羥基丙烯酸分散體 43.5%，為拜耳公司生產的牌號為XP 2542產品，固含量為50質量％，羥值含量為2.7-3.0質 量％;硅酸鉀類無機添加劑3.5%，為Van Baer 1 e公司生產的產品，其牌號為IN0C0T 330，固含 量為29.5質量％;高強度陶瓷微球3.5%，為3M公司生產的產品，其牌號為W-410，它是一種高 強度、惰性、堅硬、精細的球狀顆粒，抗壓強度大于413.41MPa;聚醚類消泡劑0.3%，為亞什蘭 公司生產的產品，其牌號為AMI512; BIT類防腐劑0.3%，為美國特洛伊公司生產的產品，牌號 為K10N;聚氨酯類流變助劑1%，為陶氏公司生產的產品，牌號為2020。
[0020] -種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料制備方法，包括以下步驟： 一，按質量分為:去離子水11.1%、改性高分子分散劑1%、多功能助劑0.5%、非離子型潤 濕劑0.3%、顏料10%、填料25%、羥基丙烯酸分散體43.5%、無機添加劑3.5%、高強度陶瓷微球 3.5%、聚醚類消泡劑0.3%、BIT類防腐劑0.3%、聚氨酯類增稠劑1%，配備乙組分； 二，攪拌過程中，依次加入去離子水、改性高分子分散劑、多功能助劑及非離子型潤濕 劑，并攪拌均勻； 三，在步驟二制得的物料中攪拌加入顏料和填料，后以1500轉/分攪拌10分鐘，然后提 高轉速至3000轉/分高速分散40分鐘，制得半成品； 四，將步驟三制得的半成品移入另一反應裝置內，400轉/分攪拌下依次加入羥基丙烯 酸分散體、無機添加劑、高強度陶瓷微球、聚醚類消泡劑及BIT類防腐劑，攪拌10分鐘至無明 顯氣泡后，加入聚氨酯增稠劑，再繼續攪拌15分鐘； 五，將步驟四制得的物料用120目的濾布過濾，即得高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料 的乙組分； 六，將乙組分與甲組分水性脂肪族異氰酸酯按質量份比10:1配比混合均勻后制得雙組 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲組份為100質量％的水性脂肪族異氰酸酯，萬華化學公司生 產，牌號為270。
[0021]對比實施例 比較普通雙組份水性聚氨酯地坪涂料，為了便于比較，除不使用硅酸鉀類無機添加劑 與高強度陶瓷微球外，其余組分基本與實施例二的乙組分相同，比較例涂料的具體組成如 下： 一種普通雙組份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙兩組分構成，其中，甲組分為固體含量 100%的水性脂肪族異氰酸酯；乙組分由以下組分構成，各組分的質量份為:去離子水16.1%; 改性高分子分散劑1%，為共榮社化學株式會社生產的產品，其牌號為FLOWLEN G-700AMP，它 是一種含羥基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇鹽，其固體含量為40-50質量％;多功 能胺類助劑〇. 5%，為美國陶氏公司生產的產品，其牌號為AMP-95;非離子型潤濕劑0.3%，為 科萊恩公司生產的產品，其牌號為LCN 070,它是一種烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量為 100%，HLB值為13;鈦白粉10%，為美國杜邦公司生產的產品，其牌號為R902，它是一種金紅石 型鈦白；超細合成沉淀硫酸鋇25%，為青島東風化工生產的產品，1250目；羥基丙烯酸分散體 45%，為拜耳公司生產的牌號為XP 2542產品，固含量為50質量％，羥值含量為2.7-3.0質量％; 聚醚類消泡劑0.3%，為亞什蘭公司生產的產品，其牌號為AM1512;BIT類防腐劑0.3%，為美國 特洛伊公司生產的產品，牌號為K10N;聚氨酯類流變助劑1.5%，為陶氏公司生產的產品，牌 號為2020。
[0022] -種普通雙組份水性聚氨酯地坪涂料制備方法，包括以下步驟： 一，按質量分為:去離子水16.1%、改性高分子分散劑1%、多功能助劑0.5%、非離子型潤 濕劑0.3%、顏料10%、填料25%、羥基丙烯酸分散體45%、聚醚類消泡劑0.3%、BIT類防腐劑 0.3%、聚氨酯類增稠劑1.5%，配備乙組分； 二，攪拌過程中，依次加入去離子水、改性高分子分散劑、多功能助劑及非離子型潤濕 劑，并攪拌均勻； 三，在步驟二制得的物料中攪拌加入顏料和填料，后以1500轉/分攪拌10分鐘，然后提 高轉速至3000轉/分高速分散40分鐘，制得半成品； 四，將步驟三制得的半成品移入另一反應裝置內，400轉/分攪拌下依次加入羥基丙烯 酸分散體、聚醚類消泡劑及BIT類防腐劑，攪拌10分鐘至無明顯氣泡后，加入聚氨酯增稠劑， 再繼續攪拌15分鐘； 五，將步驟四制得的物料用120目的濾布過濾，即得普通雙組份水性聚氨酯地坪涂料的 乙組分； 六，將乙組分與甲組分水性脂肪族異氰酸酯按質量份比10:1配比混合均勻后制得雙組 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲組份為100質量％的水性脂肪族異氰酸酯，萬華化學公司生 產，牌號為270。
[0023]以下為上述實施例按相應的國家標準進行檢測性能，測試結果見下表：
由上表可見，高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料實施例一和實施例二的硬度與耐磨性 等性能明顯優于比較例涂料。
[0024]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非對本案設計的限制，凡依本案的設計關
【主權項】
1. 一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于：由甲乙兩組分按質量份比10: 1混合均勻構成，甲組分為固體含量100%的水性脂肪族異氰酸酯；乙組分由下述組分按質量 分構成:去離子水7%-15%、改性高分子分散劑0.5%-1.5%、多功能助劑0.4%-0.9%、非離子型 潤濕劑0.1%_〇. 3%、顏料1%-25%、填料5%-30%、羥基丙烯酸分散體40%-55%、無機添加劑3%-7%、高強度陶瓷微球2%-8%、聚醚類消泡劑0.3%-0.5%、BIT類防腐劑0.2%-0.3%、聚氨酯類增 稠劑 〇 · 5%-2 · 5%。2. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:羥基丙烯 酸分散體為拜耳公司生產的牌號為XP2542產品，為羥基丙稀酸分散體，固含量為50質量％， 羥值含量為2.7-3.0質量％。3. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:無機添加 劑為Van Baerle公司生產的牌號為INOCOT 330產品，以硅酸鉀為基礎的無機添加劑，固含 量為29.5質量％。4. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:改性高分 子分散劑為共榮社化學株式會社生產的牌號為FLOWLEN G-700AMP產品，為一種含羥基聚合 物改性物的2-氨基-2-甲基-1-丙醇鹽，固體含量為40-50質量％。5. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:非離子型 潤濕劑為科萊恩公司的牌號為LCN 070產品，為一種烷基聚氧乙烯醚，有效物含量為100%， HLB值為13。6. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:高強度陶 瓷微球為3M公司的牌號為W-410產品，為一種高強度、惰性、堅硬、精細的球狀顆粒，抗壓強 度大于 413.41MPa。7. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:填料為超 細合成沉淀硫酸鋇和/或超細云母粉。8. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:顏料為炭 黑、金紅石型鈦白粉、氧化鐵紅、氧化鐵黃、酞青綠、酞青藍中的一種或幾種。9. 如權利要求1所述的一種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:BIT類防 腐劑為特洛伊公司生產的牌號為K10N產品，是一種不含甲醛和溶劑的苯并異噻唑啉酮類防 腐劑。10. -種高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料制備方法，其特征在于:包括以下步驟： 一，按質量分為：去離子水7%_15%、改性高分子分散劑0.5%-1.5%、多功能助劑0.4%- 0.9%、非離子型潤濕劑0.1%-0.3%、顏料1%-25%、填料5%-30%、羥基丙烯酸分散體40%-55%、無 機添加劑3%-7%、高強度陶瓷微球2%-8%、聚醚類消泡劑0.3%-0.5%、BIT類防腐劑0.2%-0.3%、 聚氨酯類增稠劑〇. 5%-2.5%，配備乙組分； 二，攪拌過程中，依次加入去離子水、改性高分子分散劑、多功能助劑及非離子型潤濕 劑，并攪拌均勻； 三，在步驟二制得的物料中攪拌加入顏料和填料，后以1500轉/分攪拌10分鐘，然后提 高轉速至3000轉/分高速分散40分鐘，制得半成品； 四，將步驟三制得的半成品移入另一反應裝置內，400轉/分攪拌下依次加入羥基丙烯 酸分散體、無機添加劑、高強度陶瓷微球、聚醚類消泡劑及BIT類防腐劑，攪拌10分鐘至無明 顯氣泡后，加入聚氨酯增稠劑，再繼續攪拌15分鐘； 五，將步驟四制得的物料用120目的濾布過濾，即得高硬度雙組份水性聚氨酯地坪涂料 的乙組分； 六，將乙組分與甲組分水性脂肪族異氰酸酯按質量份比10:1配比混合均勻后制得雙組 份水性聚氨酯地坪涂料。
【文檔編號】C09D7/12GK105820738SQ201610315551
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】姜年超, 武文斌, 姜向陽
【申請人】廈門富思特新材料科技有限公司