一种高强度环氧地坪涂料及其制备方法与流程

本技术涉及地坪涂料，更具体地说，它涉及一种高强度环氧地坪涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧地坪涂料是一种高强度、耐磨损、美观的地板涂料，因具有无接缝、质地坚实、防腐、防尘、保养方便、维护费用低廉等优点，而被广泛应用于机械制造厂、五金厂、汽车厂和航天基地等场合。

2、因为在机械制造厂、五金厂、汽车厂和航天基地等场合中，需要对大重量的机械与设备进行停放和运输，所以需要环氧地坪涂料具备较大机械强度和柔韧性去承受大重量机械与设备的压力和冲击。但是由于环氧树脂固化时的交联密度较高，因此环氧地坪涂料固化后形成的膜层较硬，脆性较大，柔韧性较低，在大重量机械与设备的冲击下，膜层容易出现断裂。

3、虽然，目前在环氧地坪涂料中加入增塑剂，可增加环氧树脂分子链的移动性，提高膜层的柔韧性。但是由于环氧树脂分子链的移动性增加，环氧树脂分子链的规则度下降，因此环氧树脂分子链的结晶度降低，膜层的强度下降。

技术实现思路

1、为了提高环氧地坪涂料的强度和柔韧性，本技术提供一种高强度环氧地坪涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种高强度环氧地坪涂料，采用如下的技术方案：

3、一种高强度环氧地坪涂料，由a组分和b组分混合组成；

4、所述a组分，按重量份数计算，包括如下组分：

5、环氧树脂40-60份；

6、水10-30份；

7、聚氨酯预聚体10-15份；

8、所述b组分，按重量份数计算，包括如下组分：

9、改性二氧化硅8-12份；

10、填料10-20份；

11、颜料0-10份；

12、固化剂20-40份；

13、所述改性二氧化硅的制备方法为：将硅烷偶联剂、正硅酸乙酯、溶剂和水搅拌混合后，在60-70℃搅拌混合5-7h，干燥，得到改性二氧化硅；

14、所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂，或氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的混合物。

15、通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂水解后形成的羟基，可与二氧化硅表面的部分羟基反应形成硅氧键，从而将硅烷偶联剂上的功能性基团接枝到二氧化硅中，因此，所得的改性二氧化硅，兼具亲水性和疏水性，在环氧树脂中具有良好的分散性。

16、将聚氨酯预聚体、改性二氧化硅和环氧树脂等原料进行混合复配所得的环氧树脂体系中，聚氨酯预聚体和改性二氧化硅在环氧树脂中具有良好的相容性和分散性，有利于促进环氧树脂体系中的异氰酸基与羟基反应，以及氨基与环氧基反应，使得环氧树脂体系中的环氧和聚氨酯预聚体分子链之间，以及环氧和改性二氧化硅分子量之间相互交叉缠绕，提高环氧树脂体系的固化交联密度，有利于提高所得地坪涂料的强度。

17、同时，由于聚氨酯预聚体结构中既有柔性的c-c链和c-o-c链，又有活性的酰胺基团，以及改性二氧化硅中含有柔性的si-o链。因此，将聚氨酯预聚体和改性二氧化硅引入环氧树脂中，不仅引入了柔性链段，可有效吸收或分散外部应力，提高了地坪涂料的柔韧性，还引入了部分刚性链段，进一步提高了所得地坪涂料的强度。

18、优选的，所述环氧树脂、聚氨酯预聚体和改性二氧化硅的重量比为1:(0.24-0.32):(0.18-0.22)。

19、通过采用上述技术方案，进一步优化环氧树脂、聚氨酯预聚体和改性二氧化硅的重量比例，有利于优化环氧树脂体系中柔性链段和刚性链段的含量，以及优化环氧树脂体系固化的交联密度，有利于进一步提高所得地坪涂料的强度和柔韧性。

20、优选的，所述改性二氧化硅的制备方法中，正硅酸乙酯和硅烷偶联剂的重量比为1:(0.3-0.6)。

21、通过采用上述技术方案，将正硅酸乙酯和硅烷偶联剂按上述重量配比进行混合反应，可优化所得的改性二氧化硅中，羟基含量以及氨基和/或环氧基的含量，得到兼具亲水性、亲油性以及活性的改性二氧化硅，有利于改性二氧化硅在环氧树脂中分散反应，进一步提高环氧树脂体系的强度和柔韧性。

22、优选的，所述硅烷偶联剂由氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂混合组成，所述氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的重量比为1:(0.4-0.6)。

23、通过采用上述技术方案，将氨基和环氧基共同引入改性二氧化硅中，改性二氧化硅上的环氧基可提高与环氧树脂的相容性，有利于改性二氧化硅上的氨基与环氧树脂中的环氧基反应，提高环氧树脂体系固化交联的密度，并将si-o链引入环氧树脂体系中，有利于进一步提高所得环氧地坪的强度和柔韧性。

24、优选的，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三甲基硅烷。

25、优选的，所述环氧基硅烷为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷。

26、通过采用上述技术方案，将上述氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂进行水解后，所得的硅醇含量较多，其接枝在二氧化硅上，分子链段分支较少，分子链段较为规则，有利于进一步提高所得地坪涂料的柔韧性和强度。

27、优选的，所述环氧树脂的环氧当量为176-185g/eq，粘度为7000-10000mpa·s。

28、通过采用上述技术方案，上述环氧树脂与聚氨酯预聚体以及改性二氧化硅具有良好的相容性，采用固化剂固化后，所得的地坪涂料具有一定的固化的交联度以及柔性链含量，有利于得到强度高和柔韧性强的地坪涂料。

29、优选的，所述聚氨酯预聚体的制备方法为：将聚醚多元醇进行脱水处理后，加入异氰酸酯中，搅拌混合后，再加入环氧丙醇，得到聚氨酯预聚体。

30、通过采用上述技术方案，按上述制备方法制备得到的聚氨酯预聚体中，柔性的c-c链不仅可提高环氧地坪的柔韧性，引入的环氧基团还有利于提高环氧地坪涂料的刚性。

31、第二方面，本技术提供一种高强度环氧地坪涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

32、一种高强度环氧地坪涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

33、s1：将环氧树脂和水搅拌混合后，得到混合物；

34、s2：先将改性二氧化硅和聚氨酯预聚体加入混合物中，搅拌混合后，再加入填料和颜料，搅拌混合，最后再加入固化剂，搅拌混合，得到高强度环氧地坪涂料。

35、通过采用上述技术方案，通过将改性二氧化硅和聚氨酯预聚体加入混合物，在一定温度下，可促进聚氨酯预聚体和混合物中的环氧树脂进行接反应，使得混合物中的分子链相互交叉缠绕，提高环氧树脂体系的固化交联密度，有利于提高所得地坪涂料的强度。同时，本技术环氧地坪涂料的制备方法简单，适合大规模的工业化生产。

36、综上所述，本技术具有以下有益效果：

37、1、由于本技术通采用硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性，提高了改性二氧化硅在环氧树脂中的分散性，有利于改性二氧化硅与聚氨酯预聚体在环氧树脂中进行接枝，向所得的环氧树脂体系中引入柔性链段，并提高了环氧树脂体系固化的交联密度，提高了最终所得环氧地坪涂料的强度和柔韧性；

38、2、本技术通过选用氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性，所得的改性二氧化硅接枝在环氧树脂中，不仅提高了所得环氧树脂体系的柔性链段，还提高了环氧树脂体系固化的交联密度，有利于提高环氧地坪涂料的强度和柔韧性；

39、3、本技术的方法，将聚氨酯预聚体以及改性二氧化硅加入环氧树脂的水溶液中，促进各原料充分分散混合，有利于提高各原料的反应效果；同时，本技术的制备方法简单，适合大规模的工业化生产。