本发明属于涂料
技术领域：
，具体涉及一种无机纳米地坪涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
：地坪涂料是工业涂料的重要领域之一，包括环氧、环氧酚醛、氯化聚烯烃和聚氨酯等几大系列产品。其使用范围广泛，涉及工业厂房、走廊、停车场到具有特殊要求的导电、防火花、耐化学品、防核辐射地坪。随着技术的发展，人们环保意识的增强以及国家政策的提倡导向，对于地坪涂料的要求也不断地在提高。环氧地坪涂料是一种高强度、耐磨损、美观的地板，具有无接缝、质地坚实、耐药品性佳、防腐、防水、防尘、保养方便和维护费用低廉等优点，广泛应用于工业地坪的涂装。关于环氧地坪涂料的研究和报道有很多。cn104387914a公开了一种防滑耐磨地坪涂料，包括环氧树脂20.2～24.6份；改性脂环胺类固化剂12.3～18.4份；六亚甲基二异氰酸酯三聚体8.2～10.8份；新癸酸缩水甘油酯6.2～8.6份；超细硅酸铝8.3～11.2份；环烷酸钴1～1.4份；钛白粉4.2～6.5份；石灰砂6.0～8.3份。通过上述方式，得到了一种防滑耐磨地坪涂料，强韧耐磨抗冲击适合车辆通行，耐水、耐油污、耐酸碱等化学腐蚀。cn106189699a公开了一种环氧地坪涂料，包括如下重量份数的成分：聚酰胺树80～100份；环氧树脂70～90份；硅藻土20～35份；四氯乙烯10～12份；环己醇10～20份；二氧化钛2～6份；氧化钼5～8份；二氧化铁2～6份；石蜡8～15份；纤维素15～30份；该发明得到的环氧地坪涂料的涂层表面光洁平滑，具有优良的防腐蚀性能和绝缘性能以及较高的阻燃效果，并有较高的强度和弹性，行走舒适、不起尘、易清扫。cn109486345a公开了一种纳米改性环氧树脂地坪涂料，由如下重量份的原料制成：环氧树脂80～100份、杂化纳米粒子30～40份、纳米抗菌微球15～20份、颜填料65～75份、稀释剂10～20份、消泡剂0.5～1.5份、流平剂0.5～1.5份、促进剂0.2～0.5份、固化剂20～30份；该发明还公开了所述纳米改性环氧树脂地坪涂料的制备方法，第一步、将环氧树脂和稀释剂混匀得组分a；第二步、将余料混匀得组分b；第三步、将组分a和组分b混合均匀。该发明采用环氧树脂e51为树脂基体，通过杂化纳米粒子和纳米抗菌微球对树脂基体进行改性，加入填料，辅以适量助剂，制得的地坪涂料具备良好的力学性能和抑菌性能，制备方法工艺简单，实施方便，具有广阔的应用前景。但是，有机环氧、聚氨酯类地坪涂料防火等级不能达到a级，且在基层强度不佳的情况下，易出现起皮脱落的现象，因此限制了其大范围的使用。因此，开发一种制作简便、成膜后耐磨性能优异的无机纳米地坪涂料，是本领域急需解决的问题技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无机纳米地坪涂料及其制备方法和应用；所述无机纳米地坪涂料包括特定份数的无机树脂、消泡剂、杀菌剂和增稠剂的组合，通过各个组分之间的配合以及通过限制所述无机树脂的ph值为9.5～10.5，提高了所述无机树脂与其他各个组分的相容性，进而得到了成膜后耐磨性能优异的无机纳米地坪涂料；且所述无机纳米地坪填涂料的制备方法简单，利于大批量工业化生产。为达此目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供一种无机纳米地坪涂料，所述无机纳米地坪涂料按照重量份包括如下组分：无机树脂20～45重量份、消泡剂0.5～1.5重量份、杀菌剂0.5～1重量份和增稠剂0.5～1重量份；所述无机树脂的ph值为9.5～10.5，例如8.2、8.4、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.6或9.8，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述无机树脂可以为22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份或44重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述消泡剂可以为0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份或1.4重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述杀菌剂可以为0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、0.9重量份或0.95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述增稠剂可以为0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、0.9重量份或0.95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。本发明提供的无机纳米地坪涂料通过各个组分之间的配合以及限制所述无机树脂的ph值为9.5～10.5，制备得到了成膜后具有优异耐磨性能的无机纳米地坪涂料，ph值为9.5～10.5的无机树脂和其他组分具有更好的相容性，具有更好的普适性；且所述无机纳米地坪填涂料的制备方法简单，利于大批量工业化生产。从装饰效果角度出发，本发明提供的无机纳米地坪涂料解决了混凝土密封固化剂类产品色彩装饰单一的问题；从综合的角度出发，本发明提供的无机纳米地坪涂料具有优异的使用性能和广阔的市场前景，解决了现有地坪行业诸多产品的痛点，将会对地坪行业起到引领的作用。优选地，所述无机树脂的模量为5～10，例如5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述杀菌剂包括1-2苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述增稠剂包括碱溶胀型增稠剂和/或聚氨酯型增稠剂。优选地，所述增稠剂还包括羟乙基纤维素。优选地，所述无机纳米地坪涂料还包括分散剂、抗冻剂、钛白粉、水或色浆中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述无机纳米地坪涂料中分散剂的含量为0.5～1.5重量份，例如0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、0.9重量份或0.95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述分散剂包括离子型分散剂。优选地，所述分散剂还包括高分子型分散剂。优选地，所述分散剂还包括胺类分散剂。优选地，所述无机纳米地坪涂料中抗冻剂的含量为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述抗冻剂包括丙二醇。优选地，所述无机纳米地坪涂料中钛白粉的含量为10～20重量份，例如11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述无机纳米地坪涂料中水的含量为5～10重量份，例如5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述无机纳米地坪涂料中色浆的含量为1～10重量份，例如2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述无机纳米地坪涂料还包括聚合物改性复合型金属微粉。本发明提供的聚合物改性复合型金属微粉能够有效降低多价电解质在水中的解离量，解决所述无机纳米地坪涂料的后增稠问题，有效的提高所述无机纳米地坪涂料成膜阶段无机树脂的交联度，改善涂膜掉粉与耐水问题，进而得到具高耐磨性，高耐候性的无机纳米地坪涂料。优选地，所述无机纳米地坪涂料中聚合物改性复合型金属微粉的含量为10～20重量份，例如11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。第二方面，本发明提供一种如第一方面所述无机纳米地坪涂料的制备方法，所述制备方法包括：将无机树脂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂和任选地分散剂混合，得到所述无机纳米地坪涂料。优选地，所述混合的时间为10～20min，例如11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min或19min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述混合在搅拌的条件下进行，进一步优选在转速为400～600rpm(例如420rpm、440rpm、460rpm、480rpm、500rpm、520rpm、540rpm、560rpm或580rpm等)的搅拌条件下进行。优选地，所述混合结束后还包括加入钛白粉和/或聚合物改性复合型金属微粉进行搅拌的步骤。优选地，所述搅拌的时间为30～40min，例如31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min或39min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述搅拌的转速为1200～2000rpm，例如1250rpm、1300rpm、1350rpm、1400rpm、1450rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm或1900rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述搅拌结束后还包括加入抗冻剂和/或水进行再搅拌的步骤。优选地，所述再搅拌的时间为10～15min，例如10min、11min、12min、13min或14min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述再搅拌的转速为500～800rpm，例如530rpm、560rpm、590rpm、620rpm、650rpm、680rpm、710rpm、730rpm、750rpm或780rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，所述再搅拌结束后还包括加入色浆进行混合的步骤。作为优选技术方案，所述制备方法包括：将无机树脂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂和任选地分散剂在转速为400～600rpm的搅拌条件混合10～20min，加入钛白粉和/或聚合物改性复合型金属微粉在转速为1200～2000rpm的搅拌条件下混合30～40min，加入抗冻剂和/或水在转速为500～800rpm的搅拌条件下混合10～15min，加入色浆进行混合，得到所述无机纳米地坪涂料。第三方面，本发明提供一种如第一方面的无机纳米地坪涂料在建筑中的应用。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提供的无机纳米地坪涂料通过选择无机树脂作为涂料的主体成分，搭配特定份数的消泡剂、杀菌剂和增稠剂，并且控制所述无机树脂的ph值为9.5～10.5，有效提高了各个组分之间的相容性，得到了一种综合性能优异的无机纳米地坪涂料；本发明提供的地坪涂料的燃烧等级为a1或a2级别，voc含量为0～30g/l，游离甲醛为0～10mg/kg，乙二醇醚及醚酯总和为0，可溶性重金属均为10mg/kg，铅笔硬度均可达到3h，耐磨性均为0.05(750g/500r)/g，干摩擦系数为0.6；且所述无机纳米地坪涂料的制备方法简单，操作成本低，成膜后具有优异的耐磨性能和强度，市场前景广阔。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。以下实施例和对比例中所用试剂或材料均可购于常规生产厂商，具体生产厂商及型号如表1所示：表1名称生产厂商型号消泡剂巴斯夫a10杀菌剂蓝峰bit增稠剂美国亚跨龙hbr250分散剂诺谱科5040聚合物改性复合型金属微粉昂石mp-001钛白粉杜邦706色浆攸彩yoch实施例1一种无机纳米地坪涂料，按照重量份包括如下组分：本实施例中无机树脂来源于昂石、as-121，ph值为9.5，模量为7.5；本实施例提供的无机纳米地坪涂料的制备方法包括：将无机树脂、消泡剂、杀菌剂和增稠剂在转速为500rpm的搅拌条件混合15min，加入丙二醇和水在转速为750rpm的搅拌条件下混合10min，得到所述无机纳米地坪涂料。本实施例提供的一种无机纳米地坪涂料可作为底漆使用，具有优异的附着力，可提升原有混凝土基层的强度，对起砂地面、强度较差的地面有很大帮助。实施例2一种无机纳米地坪涂料，按照重量份包括如下组分：本实施例中无机树脂来源于昂石、as-121，ph值为9.5，模量为5；本实施例提供的无机纳米地坪涂料的制备方法包括：将无机树脂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂和分散剂在转速为400rpm的搅拌条件混合20min，加入钛白粉和聚合物改性复合型金属微粉在转速为1200rpm的搅拌条件下混合40min，加入丙二醇和水在转速为500rpm的搅拌条件下混合15min，加入色浆，得到所述无机纳米地坪涂料。本实施例提供的一种无机纳米地坪涂料可作为面漆使用，具有优异的附着力，丰富的装饰效果，可调色，同时满足不燃、耐温、耐水、耐候、耐磨性能。实施例3一种无机纳米地坪涂料，按照重量份包括如下组分：本实施例中无机树脂来源于昂石、as-121，ph值为10，模量为10；本实施例提供的无机纳米地坪涂料的制备方法包括：将无机树脂、消泡剂、杀菌剂和增稠剂在转速为600rpm的搅拌条件混合10min，加入丙二醇和水在转速为800rpm的搅拌条件下混合15min，得到所述无机纳米地坪涂料。本实施例提供的一种无机纳米地坪涂料可作为罩光涂料使用，具有优异的附着力，可提升面漆的光泽及性能，起到保护作用，提升产品档次。对比例1一种地坪涂料，按照重量份包括：本实施例中水性环氧树脂来源于美国空气化学、721、分散剂(毕克化学，byk-190)、消泡剂(迪高tego-3062)、湿润剂(海明斯，型号u-99)；其制备方法包括：将水性环氧树脂、分散剂、润湿剂、消泡剂、钛白粉、二氧化硅微粉和水混合15min，得到所述地坪涂料。性能测试：(1)燃烧等级：按照gb8624-2012标准进行测试；(2)挥发性有机化合物含量(voc含量)：按照gb/t23986-2009标准进行测试；(3)游离甲醛：按照gb/t34683-2017标准进行测试；(4)乙二醇醚及醚酯总和：按照gb24408-2009标准进行测试；(5)可溶性重金属：按照gb/t23991-2009标准进行测试；(6)耐磨性：按照gb/t22374-2018标准进行测试；(7)铅笔硬度：按照gb/t6739-2006标准进行测试；(8)耐人工气候老化性(白色/浅色)：按照gb/t1865-2009标准进行测试；(9)干摩擦系数：按照en13893摩擦系数进行测试。按照上述测试方法对实施例1～3和对比例1提供的地坪涂料测试，测试结果如表2和表3所示：表2表3根据表2和表3数据可以看出：实施例1～3提供的地坪涂料具有优异的综合性能。具体而言，实施例1～3提供的地坪涂料的燃烧等级为a1或a2级别，而对比例1提供的地坪涂料的燃烧等级仅为b1级别，说明实施例1～3提供的地坪涂料具有优异的阻燃性能。实施例1～3提供的地坪涂料的voc含量为0～30g/l，游离甲醛为0～10mg/kg，乙二醇醚及醚酯总和为0，可溶性重金属均为10mg/kg；相较于对比例1提供的地坪涂料的voc含量、游离甲醛、可溶性重金属和乙二醇醚及醚酯总和大幅度下降，说明实施例1～3提供的地坪涂料更加环保。实施例1～3提供的地坪涂料的铅笔硬度均可达到3h，耐磨性均为0.05(750g/500r)/g，干摩擦系数为0.6，而对比例1提供的地坪涂料的硬度较低且耐磨性也较差。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种无机纳米地坪涂料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12