一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法，由甲乙两组分按质量份比10:1混合均匀构成；乙组分由下述组分按质量分构成：去离子水7%?15%、改性高分子分散剂0.5%?1.5%、多功能助剂0.4%?0.9%、非离子型润湿剂0.1%?0.3%、颜料1%?25%、填料5%?30%、羟基丙烯酸分散体40%?55%、无机添加剂3%?7%、高强度陶瓷微球2%?8%、聚醚类消泡剂0.3%?0.5%、BIT类防腐剂0.2%?0.3%、聚氨酯类增稠剂0.5%?2.5%。本发明制备的双组份水性聚氨酯地坪涂料其高漆膜硬度、耐磨性等物化性能优异。
【专利说明】
一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是指一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济与建筑业的高速发展，促使地坪涂料进入了繁荣发展时期，同时人们对 地坪涂料的要求也越来越高。现有技术中，环氧树脂作为最早应用于地坪的树脂类材料，是 技术最成熟亦是比重最大的品种。
[0003] 树脂类地坪涂料主要优点是硬度高、耐酸碱性好。然而，其缺陷在于：因环氧树脂 为刚性材料，使得其耐磨性、耐低温性、抗表面划伤性较差;耐候性差，易老化，使用寿命短。 聚氨酯地坪涂料与环氧类地坪涂料相比，具有较好的耐磨性与耐候性，但硬度不足。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种高漆膜硬度、耐磨性等物化性能优异的高硬度双组份 水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法。
[0005] 为达成上述目的，本发明的解决方案为： 一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙两组分按质量份比10 :1混合均匀构 成，甲组分为固体含量100%的水性脂肪族异氰酸酯；乙组分由下述组分按质量分构成:去离 子水7%-15%、改性高分子分散剂0.5%-1.5%、多功能助剂0.4%-0.9%、非离子型润湿剂0.1%-0.3%、颜料1%-25%、填料5%-30%、羟基丙烯酸分散体40%-55%、无机添加剂3%-7%、高强度陶瓷 微球2%-8%、聚醚类消泡剂0.3%-0.5%、BIT类防腐剂0.2%-0.3%、聚氨酯类增稠剂0.5%-2.5%。
[0006] 进一步，羟基丙烯酸分散体为拜耳公司生产的牌号为XP2542产品，为羟基丙烯酸 分散体，固含量为50质量％，羟值含量为2.7-3.0质量％。
[0007] 进一步，无机添加剂为Van Baerle公司生产的牌号为IN0C0T 330产品，以硅酸钾 为基础的无机添加剂，固含量为29.5质量％。
[0008] 进一步，改性高分子分散剂为共荣社化学株式会社生产的牌号为FLOWLEN G-700AMP产品，为一种含羟基聚合物改性物的2-氨基-2-甲基-1-丙醇盐，固体含量为40-50质 量%。
[0009] 进一步，非离子型润湿剂为科莱恩公司的牌号为LCN 070产品，为一种烷基聚氧乙 烯醚，有效物含量为100%，HLB值为13。
[0010] 进一步，高强度陶瓷微球为3M公司的牌号为W-410产品，为一种高强度、惰性、坚 硬、精细的球状颗粒，抗压强度大于413.41MPa。
[0011] 进一步，填料为超细合成沉淀硫酸钡和/或超细云母粉。
[0012] 进一步，颜料为炭黑、金红石型钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、酞青绿、酞青蓝中的 一种或几种。
[0013] 进一步，BIT类防腐剂为特洛伊公司生产的牌号为K10N产品，是一种不含甲醛和溶 剂的苯并异噻唑啉酮类防腐剂。
[0014] -种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料制备方法，包括以下步骤： 一，按质量分为：去离子水7%_15%、改性高分子分散剂0.5%-1.5%、多功能助剂0.4%-0.9%、非离子型润湿剂0.1%-0.3%、颜料1%-25%、填料5%-30%、羟基丙烯酸分散体40%-55%、无 机添加剂3%-7%、高强度陶瓷微球2%-8%、聚醚类消泡剂0.3%-0.5%、BIT类防腐剂0.2%-0.3%、 聚氨酯类增稠剂〇. 5%-2.5%，配备乙组分； 二，搅拌过程中，依次加入去离子水、改性高分子分散剂、多功能助剂及非离子型润湿 剂，并搅拌均匀； 三，在步骤二制得的物料中搅拌加入颜料和填料，后以1500转/分搅拌10分钟，然后提 高转速至3000转/分高速分散40分钟，制得半成品； 四，将步骤三制得的半成品移入另一反应装置内，400转/分搅拌下依次加入羟基丙烯 酸分散体、无机添加剂、高强度陶瓷微球、聚醚类消泡剂及BIT类防腐剂，搅拌10分钟至无明 显气泡后，加入聚氨酯增稠剂，再继续搅拌15分钟； 五，将步骤四制得的物料用120目的滤布过滤，即得高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料 的乙组分； 六，将乙组分与甲组分水性脂肪族异氰酸酯按质量份比10:1配比混合均匀后制得双组 份水性聚氨酯地坪涂料。
[0015] 采用上述方案后，本发明涂料乙组分中的主要组成是由羟基丙烯酸分散体树脂、 无机添加剂和功能填料三者构成的，它们各自具有特定的优点：其一羟基丙烯酸分散体为 成膜物的主体部分，其羟基基于固含含量高达3.3质量％，与甲组分脂肪族异氰酸酯聚合物 中的活泼基团发生缩聚反应，交联成膜。反应后有较高的交联密度，形成化学链条纵横交错 的空间网状结构，使得涂膜硬度、耐磨度等物化性能显著提高。其中不含有任何挥发性有机 物、且交联成膜过程无需添加成膜助剂等高沸点溶剂，也可满足环保的要求;其二无机添加 剂中的硅酸盐成分涂刷在基层上可渗入基层内部并与水泥基材中的游离钙发生交联反应， 生成不可溶解的非晶态水化硅酸钙，从而可大幅提高漆膜的硬度和基层与漆膜之间的附着 力。同时因其可形成可透水蒸气的多孔涂层而不是致密的涂层，使漆膜内外空气的交换流 通成为可能，降低了因潮湿引起漆膜弊病的可能；其三功能填料为平均粒径15um的白色高 强度陶瓷微球，其抗压强度最低可达到413.41MPa，可有效提升漆膜硬度、耐磨性与耐腐蚀 性，同时不像其他不规则形状的填料，高强度陶瓷微球为均匀完美的球形，可像轴承里的钢 珠一样滚动，因此降低了产品的粘度与内在应力，所以使最终产品流动性更加出色，且不容 易翘曲和收缩。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合具体实施例对本发明做详细描述。
[0017] 实施例一 一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙两组分构成，其中，甲组分为固体含量 100%的水性脂肪族异氰酸酯；乙组分由以下组分构成，各组分的质量份为:去离子水11.1%; 改性高分子分散剂1%，为共荣社化学株式会社生产的产品，其牌号为FLOWLEN G-700AMP，它 是一种含羟基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇盐，其固体含量为40-50质量％;多功 能胺类助剂0.5%，为美国陶氏公司生产的产品，其牌号为AMP-95;非离子型润湿剂0.3%，为 科莱恩公司生产的产品，其牌号为LCN 070,它是一种烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量为 100%，HLB值为13;钛白粉10%，为美国杜邦公司生产的产品，其牌号为R902，它是一种金红石 型钛白；超细合成沉淀硫酸钡20%，为青岛东风化工生产的产品，1250目；羟基丙烯酸分散体 45%，为拜耳公司生产的牌号为XP 2542产品，固含量为50质量％，羟值含量为2.7-3.0质量％; 硅酸钾类无机添加剂5.5%，为￥&118 &646公司生产的产品，其牌号为1勵〇^ 330，固含量为 29.5质量％;高强度陶瓷微球4.5%，为3M公司生产的产品，其牌号为W-410，它是一种高强度、 惰性、坚硬、精细的球状颗粒，抗压强度大于413.41MPa;聚醚类消泡剂0.3%，为亚什兰公司 生产的产品，其牌号为AM1512; BIT类防腐剂0.3%，为美国特洛伊公司生产的产品，牌号为 K10N;聚氨酯类流变助剂1.5%，为陶氏公司生产的产品，牌号为2020。
[0018] -种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料制备方法，包括以下步骤： 一，按质量分为:去离子水11.1%、改性高分子分散剂1%、多功能助剂0.5%、非离子型润 湿剂0.3%、颜料10%、填料20%、羟基丙烯酸分散体45%、无机添加剂5.5%、高强度陶瓷微球 4.5%、聚醚类消泡剂0.3%、BIT类防腐剂0.3%、聚氨酯类增稠剂1.5%，配备乙组分； 二，搅拌过程中，依次加入去离子水、改性高分子分散剂、多功能助剂及非离子型润湿 剂，并搅拌均匀； 三，在步骤二制得的物料中搅拌加入颜料和填料，后以1500转/分搅拌10分钟，然后提 高转速至3000转/分高速分散40分钟，制得半成品； 四，将步骤三制得的半成品移入另一反应装置内，400转/分搅拌下依次加入羟基丙烯 酸分散体、无机添加剂、高强度陶瓷微球、聚醚类消泡剂及BIT类防腐剂，搅拌10分钟至无明 显气泡后，加入聚氨酯增稠剂，再继续搅拌15分钟； 五，将步骤四制得的物料用120目的滤布过滤，即得高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料 的乙组分； 六，将乙组分与甲组分水性脂肪族异氰酸酯按质量份比10:1配比混合均匀后制得双组 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲组份为100质量％的水性脂肪族异氰酸酯，万华化学公司生 产，牌号为270。
[0019]实施例二 一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙两组分构成，其中，甲组分为固体含量 100%的水性脂肪族异氰酸酯；乙组分由以下组分构成，各组分的质量份为:去离子水11.1%; 改性高分子分散剂1%，为共荣社化学株式会社生产的产品，其牌号为FLOWLEN G-700AMP，它 是一种含羟基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇盐，其固体含量为40-50质量％;多功 能胺类助剂〇. 5%，为美国陶氏公司生产的产品，其牌号为AMP-95;非离子型润湿剂0.3%，为 科莱恩公司生产的产品，其牌号为LCN 070,它是一种烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量为 100%，HLB值为13;钛白粉10%，为美国杜邦公司生产的产品，其牌号为R902，它是一种金红石 型钛白；超细合成沉淀硫酸钡25%，为青岛东风化工生产的产品，1250目；羟基丙烯酸分散体 43.5%，为拜耳公司生产的牌号为XP 2542产品，固含量为50质量％，羟值含量为2.7-3.0质 量％;硅酸钾类无机添加剂3.5%，为Van Baer 1 e公司生产的产品，其牌号为IN0C0T 330，固含 量为29.5质量％;高强度陶瓷微球3.5%，为3M公司生产的产品，其牌号为W-410，它是一种高 强度、惰性、坚硬、精细的球状颗粒，抗压强度大于413.41MPa;聚醚类消泡剂0.3%，为亚什兰 公司生产的产品，其牌号为AMI512; BIT类防腐剂0.3%，为美国特洛伊公司生产的产品，牌号 为K10N;聚氨酯类流变助剂1%，为陶氏公司生产的产品，牌号为2020。
[0020] -种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料制备方法，包括以下步骤： 一，按质量分为:去离子水11.1%、改性高分子分散剂1%、多功能助剂0.5%、非离子型润 湿剂0.3%、颜料10%、填料25%、羟基丙烯酸分散体43.5%、无机添加剂3.5%、高强度陶瓷微球 3.5%、聚醚类消泡剂0.3%、BIT类防腐剂0.3%、聚氨酯类增稠剂1%，配备乙组分； 二，搅拌过程中，依次加入去离子水、改性高分子分散剂、多功能助剂及非离子型润湿 剂，并搅拌均匀； 三，在步骤二制得的物料中搅拌加入颜料和填料，后以1500转/分搅拌10分钟，然后提 高转速至3000转/分高速分散40分钟，制得半成品； 四，将步骤三制得的半成品移入另一反应装置内，400转/分搅拌下依次加入羟基丙烯 酸分散体、无机添加剂、高强度陶瓷微球、聚醚类消泡剂及BIT类防腐剂，搅拌10分钟至无明 显气泡后，加入聚氨酯增稠剂，再继续搅拌15分钟； 五，将步骤四制得的物料用120目的滤布过滤，即得高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料 的乙组分； 六，将乙组分与甲组分水性脂肪族异氰酸酯按质量份比10:1配比混合均匀后制得双组 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲组份为100质量％的水性脂肪族异氰酸酯，万华化学公司生 产，牌号为270。
[0021]对比实施例 比较普通双组份水性聚氨酯地坪涂料，为了便于比较，除不使用硅酸钾类无机添加剂 与高强度陶瓷微球外，其余组分基本与实施例二的乙组分相同，比较例涂料的具体组成如 下： 一种普通双组份水性聚氨酯地坪涂料，由甲乙两组分构成，其中，甲组分为固体含量 100%的水性脂肪族异氰酸酯；乙组分由以下组分构成，各组分的质量份为:去离子水16.1%; 改性高分子分散剂1%，为共荣社化学株式会社生产的产品，其牌号为FLOWLEN G-700AMP，它 是一种含羟基聚合物改性物的2_氨基-2-甲基-1-丙醇盐，其固体含量为40-50质量％;多功 能胺类助剂〇. 5%，为美国陶氏公司生产的产品，其牌号为AMP-95;非离子型润湿剂0.3%，为 科莱恩公司生产的产品，其牌号为LCN 070,它是一种烷基聚氧乙烯醚，其有效物含量为 100%，HLB值为13;钛白粉10%，为美国杜邦公司生产的产品，其牌号为R902，它是一种金红石 型钛白；超细合成沉淀硫酸钡25%，为青岛东风化工生产的产品，1250目；羟基丙烯酸分散体 45%，为拜耳公司生产的牌号为XP 2542产品，固含量为50质量％，羟值含量为2.7-3.0质量％; 聚醚类消泡剂0.3%，为亚什兰公司生产的产品，其牌号为AM1512;BIT类防腐剂0.3%，为美国 特洛伊公司生产的产品，牌号为K10N;聚氨酯类流变助剂1.5%，为陶氏公司生产的产品，牌 号为2020。
[0022] -种普通双组份水性聚氨酯地坪涂料制备方法，包括以下步骤： 一，按质量分为:去离子水16.1%、改性高分子分散剂1%、多功能助剂0.5%、非离子型润 湿剂0.3%、颜料10%、填料25%、羟基丙烯酸分散体45%、聚醚类消泡剂0.3%、BIT类防腐剂 0.3%、聚氨酯类增稠剂1.5%，配备乙组分； 二，搅拌过程中，依次加入去离子水、改性高分子分散剂、多功能助剂及非离子型润湿 剂，并搅拌均匀； 三，在步骤二制得的物料中搅拌加入颜料和填料，后以1500转/分搅拌10分钟，然后提 高转速至3000转/分高速分散40分钟，制得半成品； 四，将步骤三制得的半成品移入另一反应装置内，400转/分搅拌下依次加入羟基丙烯 酸分散体、聚醚类消泡剂及BIT类防腐剂，搅拌10分钟至无明显气泡后，加入聚氨酯增稠剂， 再继续搅拌15分钟； 五，将步骤四制得的物料用120目的滤布过滤，即得普通双组份水性聚氨酯地坪涂料的 乙组分； 六，将乙组分与甲组分水性脂肪族异氰酸酯按质量份比10:1配比混合均匀后制得双组 份水性聚氨酯地坪涂料，其中甲组份为100质量％的水性脂肪族异氰酸酯，万华化学公司生 产，牌号为270。
[0023]以下为上述实施例按相应的国家标准进行检测性能，测试结果见下表：
由上表可见，高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料实施例一和实施例二的硬度与耐磨性 等性能明显优于比较例涂料。
[0024]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关
【主权项】
1. 一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于：由甲乙两组分按质量份比10: 1混合均匀构成，甲组分为固体含量100%的水性脂肪族异氰酸酯；乙组分由下述组分按质量 分构成:去离子水7%-15%、改性高分子分散剂0.5%-1.5%、多功能助剂0.4%-0.9%、非离子型 润湿剂0.1%_〇. 3%、颜料1%-25%、填料5%-30%、羟基丙烯酸分散体40%-55%、无机添加剂3%-7%、高强度陶瓷微球2%-8%、聚醚类消泡剂0.3%-0.5%、BIT类防腐剂0.2%-0.3%、聚氨酯类增 稠剂 〇 · 5%-2 · 5%。2. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:羟基丙烯 酸分散体为拜耳公司生产的牌号为XP2542产品，为羟基丙稀酸分散体，固含量为50质量％， 羟值含量为2.7-3.0质量％。3. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:无机添加 剂为Van Baerle公司生产的牌号为INOCOT 330产品，以硅酸钾为基础的无机添加剂，固含 量为29.5质量％。4. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:改性高分 子分散剂为共荣社化学株式会社生产的牌号为FLOWLEN G-700AMP产品，为一种含羟基聚合 物改性物的2-氨基-2-甲基-1-丙醇盐，固体含量为40-50质量％。5. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:非离子型 润湿剂为科莱恩公司的牌号为LCN 070产品，为一种烷基聚氧乙烯醚，有效物含量为100%， HLB值为13。6. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:高强度陶 瓷微球为3M公司的牌号为W-410产品，为一种高强度、惰性、坚硬、精细的球状颗粒，抗压强 度大于 413.41MPa。7. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:填料为超 细合成沉淀硫酸钡和/或超细云母粉。8. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:颜料为炭 黑、金红石型钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、酞青绿、酞青蓝中的一种或几种。9. 如权利要求1所述的一种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料，其特征在于:BIT类防 腐剂为特洛伊公司生产的牌号为K10N产品，是一种不含甲醛和溶剂的苯并异噻唑啉酮类防 腐剂。10. -种高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料制备方法，其特征在于:包括以下步骤： 一，按质量分为：去离子水7%_15%、改性高分子分散剂0.5%-1.5%、多功能助剂0.4%- 0.9%、非离子型润湿剂0.1%-0.3%、颜料1%-25%、填料5%-30%、羟基丙烯酸分散体40%-55%、无 机添加剂3%-7%、高强度陶瓷微球2%-8%、聚醚类消泡剂0.3%-0.5%、BIT类防腐剂0.2%-0.3%、 聚氨酯类增稠剂〇. 5%-2.5%，配备乙组分； 二，搅拌过程中，依次加入去离子水、改性高分子分散剂、多功能助剂及非离子型润湿 剂，并搅拌均匀； 三，在步骤二制得的物料中搅拌加入颜料和填料，后以1500转/分搅拌10分钟，然后提 高转速至3000转/分高速分散40分钟，制得半成品； 四，将步骤三制得的半成品移入另一反应装置内，400转/分搅拌下依次加入羟基丙烯 酸分散体、无机添加剂、高强度陶瓷微球、聚醚类消泡剂及BIT类防腐剂，搅拌10分钟至无明 显气泡后，加入聚氨酯增稠剂，再继续搅拌15分钟； 五，将步骤四制得的物料用120目的滤布过滤，即得高硬度双组份水性聚氨酯地坪涂料 的乙组分； 六，将乙组分与甲组分水性脂肪族异氰酸酯按质量份比10:1配比混合均匀后制得双组 份水性聚氨酯地坪涂料。
【文档编号】C09D7/12GK105820738SQ201610315551
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】姜年超, 武文斌, 姜向阳
【申请人】厦门富思特新材料科技有限公司