本发明涉及装饰涂料技术领域，具体涉及一种地面用防滑耐磨涂料及制备方法。
背景技术：
目前室内装修地面一般通过贴瓷砖或涂刷防水层来达到防水的效果，施工复杂且涂刷的防水层不环保易挥发出有害气体，且防滑效不能达到理想需求。
地面涂料的主要功能是装饰与保护室内地面，使地面清洁美观，与其他装饰材料一同创造油压式室内环境。为了获得良好的装饰效果，根据一些使用场合和效果要求的不同，对涂料的制作要求也越发的高了。普通的涂料附着力不够，干涸后容易剥落；虽然有抗碱性能，但抗酸腐蚀能力相对差点；并且普通涂料的质感较差。而且使用涂料后防滑效果达不到标准，这样给老人和小孩会造成不必要的伤害，地面涂料的防滑和耐磨性能也是衡量涂料性能的一个重要标准，因为涂料的防滑性能直接关系着人们的使用安全性，而耐磨性与涂料层的使用寿命关系密切，耐磨性不够不仅会增加原料成本还会增加施工成本。
最初防滑地面涂料主要用于船舶和人行甲板通道的防滑，现今广泛用于各种有水、湿滑的场地和停车产等场所，传统的防滑地面涂料易磨损、腐蚀、老化，抗撞击能量弱，附着力低，需要定期保养，成本高，效果不明显。
因此，研究开发一种具有较好的防滑耐磨性能，又具有较好的附着性能的的涂料具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种地面用防滑耐磨涂料及制备方法，所述涂料不仅具有较好防滑性能，大大增加了用户的使用安全性，还具有较好的耐磨性能及较好的涂料附着性，避免了涂料因摩擦导致的脱落等现象，具有较好的使用价值。此外，所述制备方法简单易行，适合工业生产推广。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种地面用防滑耐磨涂料，包括如下重量份的各原料：改性聚丙烯酸树脂60~80份、硅丙乳液20~30份、钛白粉12~18份、石灰粉15~20份、膏状凹凸棒石粘土15~22份、氧化铝9~15份、填充剂17~25份、消泡剂3~8份、颜料1~3份，还包括适量的水；
所述改性聚丙烯酸树脂为石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂，包括如下重量份的各组分：聚丙烯酸酯20~40份、端羟基聚二甲基硅氧烷4~8份、石墨烯0.5~1.5份、偶联剂2~3份、催化剂3~5份、溶剂甲苯适量；
制备方法包括：按照配比称取聚丙烯酸酯，溶解在甲苯中，搅拌并升温至100~120℃，加入端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂，混合均匀，恒温反应3~6h，反应结束后减压蒸馏出去低分子化合物及溶剂，然后再向混合物中加入石墨烯，搅拌反应1~2h，即得所述石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂；
其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂的加入方法为，先将三者混合，然后再滴加至环氧树脂溶液中。
优选地，所述防滑耐磨材料包括如下重量份的各原料：改性聚丙烯酸树脂75份、硅丙乳液23份、钛白粉15份、石灰粉18份、膏状凹凸棒石粘土20份、氧化铝12份、填充剂21份、消泡剂5份、颜料2份，还包括适量的水。
优选地，所述膏状凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、酸改性之后加水后的混合物。
优选地，所述填充剂为白炭黑、硫酸钡和滑石粉中的任一种或者多种的混合物。
本发明还涉及一种制备地面用防滑耐磨涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取改性聚丙烯酸树脂加入到反应釜中，加入适量水，升温至70~80℃，搅拌20~30min，再加入膏状凹凸棒石粘土、氧化铝、钛白粉，混合反应1~2h，得混合物a1；
（2）按照配比称取硅丙乳液加入混合物a1中，搅拌均匀后置于超声波中超声20~30min，得混合物a2；
（3）按照配比分别称取石灰粉、填充剂、消泡剂，加入到混合物a2中，搅拌20~30min，再置于转速为2000~3000转/min的剪切机中剪切5~10min，然后向混合物中加入颜料，混合均匀，即得所述涂料。
优选地，所述步骤（1）中加入水的质量为聚合物质量的5~10倍。
优选地，所述步骤（1）中膏状凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎至200~300目，加入凹凸棒土质量10~20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000~5000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，于60~80℃搅拌回流20~30min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗至ph为6~7，得滤饼，再将滤饼加水混合制得含水量为50~70%的膏状凹凸棒石粘土。
优选地，所述稀盐酸加入的体积量与凹凸棒石粘土质量之比为1ml：5g~10g。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的地面用防滑耐磨涂料，不仅具有较好防水、防滑性能，大大增加了用户的使用安全性，避免了因滑到导致的人身伤害，还具有较好的耐磨性能及较好的涂料附着性，避免了涂料因摩擦导致的脱落等现象，延长了涂料的使用寿命，具有较好的使用价值。
（2）本发明所述的地面用防滑耐磨涂料中添加有膏状凹凸棒石粘土，具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结，使得制备得到的涂料具有较高的粘结性能、抗剥落性能和较好的防水效果。
（3）本发明所述地面用防滑耐磨涂料中添加有石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂组分，由于石墨烯具有片层共轭结构，层层叠加形成致密的防腐层，能够有效抑制水对涂层的浸润与渗透；此外，由于石墨烯优异的力学性能及化学稳定性，使得改性后的聚合物涂料具有较好的抗剥离性能、耐刮擦性能等力学性能及化学稳定性。再加上有机硅的存在，使得改性后的聚丙烯酸树脂具有优异的耐刮擦等力学性能，增加了涂料的抗裂、防冻性能，还具有较好的粘结性能，大大增加了涂层的附着性能。
（4）本发明所述地面用防滑耐磨涂料的制备工艺简单、条件温和，制备过程物污染物产生，安全环保，适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如sambrook等分子克隆：实验室手册（newyork:coldspringharborlaboratorypress,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种地面用防滑耐磨涂料及制备方法；
所述地面用防滑耐磨涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
改性聚丙烯酸树脂75份、硅丙乳液23份、钛白粉15份、石灰粉18份、膏状凹凸棒石粘土20份、氧化铝12份、填充剂21份、消泡剂5份、颜料2份，还包括适量的水；
所述改性聚丙烯酸树脂为石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂，包括如下重量份的各组分：聚丙烯酸酯33份、端羟基聚二甲基硅氧烷6份、石墨烯0.95份、偶联剂2.6份、催化剂4份、溶剂甲苯适量；
制备方法包括：按照配比称取聚丙烯酸酯，溶解在甲苯中，搅拌并升温至110℃，加入端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂，混合均匀，恒温反应5h，反应结束后减压蒸馏出去低分子化合物及溶剂，然后再向混合物中加入石墨烯，搅拌反应2h，即得所述石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂；
其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂的加入方法为，先将三者混合，然后再滴加至环氧树脂溶液中。
所述膏状凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、酸改性之后加水后的混合物，选用膏状凹凸棒石粘土是由于其具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结，使得制备得到的涂料具有较高的粘结性能、抗剥落性能和较好的防水效果。
所述填充剂为白炭黑、硫酸钡质量比为1：1的混合物。
本发明制备地面用防滑耐磨涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取改性聚丙烯酸树脂加入到反应釜中，加入聚合物质量的8倍量的水，升温至80℃，搅拌30min，再加入膏状凹凸棒石粘土、氧化铝、钛白粉，混合反应2h，得混合物a1；
（2）按照配比称取硅丙乳液加入混合物a1中，搅拌均匀后置于超声波中超声20min，得混合物a2；
（3）按照配比分别称取石灰粉、填充剂、消泡剂，加入到混合物a2中，搅拌30min，再置于转速为2000转/min的剪切机中剪切10min，然后向混合物中加入颜料，混合均匀，即得所述涂料。
步骤（1）中膏状凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎至200~300目，加入凹凸棒土质量18倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于4000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，所述稀盐酸加入的体积量与凹凸棒石粘土质量之比为1ml：8g，于70℃搅拌回流20min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗至ph为6~7，得滤饼，再将滤饼加水混合制得含水量为60%的膏状凹凸棒石粘土。
实施例2：
本发明优选实施例的一种地面用防滑耐磨涂料及制备方法；
所述地面用防滑耐磨涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
改性聚丙烯酸树脂60份、硅丙乳液20份、钛白粉12份、石灰粉15份、膏状凹凸棒石粘土15份、氧化铝9份、填充剂17份、消泡剂3份、颜料1份，还包括适量的水；
所述改性聚丙烯酸树脂为石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂，包括如下重量份的各组分：聚丙烯酸酯20份、端羟基聚二甲基硅氧烷4份、石墨烯0.5份、偶联剂2份、催化剂3份、溶剂甲苯适量；
制备方法包括：按照配比称取聚丙烯酸酯，溶解在甲苯中，搅拌并升温至100~120℃，加入端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂，混合均匀，恒温反应3~6h，反应结束后减压蒸馏出去低分子化合物及溶剂，然后再向混合物中加入石墨烯，搅拌反应1~2h，即得所述石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂；
其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂的加入方法为，先将三者混合，然后再滴加至环氧树脂溶液中。
所述膏状凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、酸改性之后加水后的混合物。
所述填充剂为滑石粉。
本发明制备地面用防滑耐磨涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取改性聚丙烯酸树脂加入到反应釜中，加入聚合物质量的5倍量的水，升温至70℃，搅拌30min，再加入膏状凹凸棒石粘土、氧化铝、钛白粉，混合反应1h，得混合物a1；
（2）按照配比称取硅丙乳液加入混合物a1中，搅拌均匀后置于超声波中超声20min，得混合物a2；
（3）按照配比分别称取石灰粉、填充剂、消泡剂，加入到混合物a2中，搅拌20min，再置于转速为2000转/min的剪切机中剪切10min，然后向混合物中加入颜料，混合均匀，即得所述涂料。
步骤（1）中膏状凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎至200~300目，加入凹凸棒土质量10倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，所述稀盐酸加入的体积量与凹凸棒石粘土质量之比为1ml：5g，于60℃搅拌回流30min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗至ph为6~7，得滤饼，再将滤饼加水混合制得含水量为50%的膏状凹凸棒石粘土。
实施例3：
本发明优选实施例的一种地面用防滑耐磨涂料及制备方法；
所述地面用防滑耐磨涂料，由如下重量份数的各原料制备而成：
改性聚丙烯酸树脂80份、硅丙乳液30份、钛白粉18份、石灰粉20份、膏状凹凸棒石粘土22份、氧化铝15份、填充剂25份、消泡剂8份、颜料3份，还包括适量的水；
所述改性聚丙烯酸树脂为石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂，包括如下重量份的各组分：聚丙烯酸酯40份、端羟基聚二甲基硅氧烷8份、石墨烯1.5份、偶联剂3份、催化剂5份、溶剂甲苯适量；
制备方法包括：按照配比称取聚丙烯酸酯，溶解在甲苯中，搅拌并升温至120℃，加入端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂，混合均匀，恒温反应6h，反应结束后减压蒸馏出去低分子化合物及溶剂，然后再向混合物中加入石墨烯，搅拌反应1~2h，即得所述石墨烯-有机硅改性聚丙烯酸树脂；
其中，端羟基聚二甲基硅氧烷、偶联剂和催化剂的加入方法为，先将三者混合，然后再滴加至环氧树脂溶液中。
所述膏状凹凸棒土为将天然凹凸棒石粘土进行提纯、酸改性之后加水后的混合物。
所述填充剂为白炭黑。
本发明制备地面用防滑耐磨涂料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比称取改性聚丙烯酸树脂加入到反应釜中，加入聚合物质量的10倍量的水，升温至80℃，搅拌20min，再加入膏状凹凸棒石粘土、氧化铝、钛白粉，混合反应2h，得混合物a1；
（2）按照配比称取硅丙乳液加入混合物a1中，搅拌均匀后置于超声波中超声30min，得混合物a2；
（3）按照配比分别称取石灰粉、填充剂、消泡剂，加入到混合物a2中，搅拌30min，再置于转速为3000转/min的剪切机中剪切5min，然后向混合物中加入颜料，混合均匀，即得所述涂料。
步骤（1）中膏状凹凸棒石粘土的制备方法为：
取天然凹凸棒土进行粉碎至200~300目，加入凹凸棒土质量20倍的水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于5000转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，所述稀盐酸加入的体积量与凹凸棒石粘土质量之比为1ml：10g，于80℃搅拌回流20min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗至ph为6~7，得滤饼，再将滤饼加水混合制得含水量为70%的膏状凹凸棒石粘土。
综上所述，本发明所述的地面用防滑耐磨涂料，不仅具有较好防水、防滑性能，大大增加了用户的使用安全性，避免了因滑到导致的人身伤害，还具有较好的耐磨性能及较好的涂料附着性，避免了涂料因摩擦导致的脱落等现象，延长了涂料的使用寿命，具有较好的使用价值。本发明所述地面用防滑耐磨涂料的制备工艺简单、条件温和，制备过程物污染物产生，安全环保，适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。