本發明涉及防滑涂料的，尤其涉及一種防滑涂料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、在日常生活中，防滑是一項重要的工作，由此防滑涂料在各工作、生活場所得到廣泛應用。防滑涂料主要含有防滑粒料、成膜樹脂等物質，防滑粒料是為了提高漆膜防滑性能的添加劑，賦予漆膜防滑能力，防止人員滑倒摔傷；成膜樹脂具有固定防滑粒料的作用，同時保護底材不受破壞。

2、然而，目前防滑涂料中添加的防滑顆粒粒徑在幾毫米，粒徑較大，與樹脂基體乳液的相容性較差，在使用一段時間后防滑顆粒易脫落，嚴重影響防滑效果，且防滑顆粒若加入量過大還會影響成膜效果。在此基礎上，專利cn113214710a公開了一種水性防滑涂料，包括a組分和b組分，按質量份數計，所述a組分包括8-10份水、35-40份丙烯酸乳液、30-35份粒徑范圍在0.2-2mm的防滑顆粒以及15-30份功能性助劑，所述b組分為水性丙烯酸固化劑；功能性助劑包括0.5-2份懸浮劑、1-5份乳化劑、4-5份有機高分子型防滑助劑；有機高分子型防滑助劑用于提高丙烯酸乳液與防滑顆粒之間的粘度和結合度。該技術通過功能性助劑使防滑顆粒結合在乳液涂料中，防滑顆粒仍然是物理分散在涂料中，當下結合性較高，但在使用一定時間后仍然存在防滑顆粒脫落導致防滑失效的問題。因此，如何改善防滑顆粒與樹脂乳液之間的結合力以及提高防滑性能是目前急需解決的問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供了一種防滑涂料及其制備方法和應用。本發明采用氨基硅烷對防滑顆粒改性，再通過二異氰酸酯與氨基的反應，將防滑顆粒引入聚氨酯乳液中，防滑顆粒通過化學鍵與樹脂結合，提高了相容性、防滑性能。并且在形成聚氨酯預聚體的過程中加入環氧樹脂，聚氨酯與環氧樹脂可形成聚合物互穿網絡結構，使涂膜具有良好的力學性能。并且，解決了現有防滑涂料中防滑顆粒易脫落且與涂料乳液結合性能差的問題。

2、為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

3、第一方面，本發明提供了一種防滑改性聚氨酯-環氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：

4、(1)將防滑顆粒、氨基硅烷、乙醇、水混合，得到改性防滑顆粒；

5、(2)將改性防滑顆粒、二異氰酸酯、溶劑在保護氣氛下反應，得到防滑改性二異氰酸酯；

6、(3)將環氧樹脂、聚合物二元醇、二異氰酸酯、防滑改性二異氰酸酯、催化劑、溶劑在保護氣氛下反應，然后依次加入擴鏈劑進行擴鏈，加入中和劑進行中和，再加入水、乙二胺進行乳化，即得到防滑改性聚氨酯-環氧樹脂；

7、步驟(1)中，所述防滑顆粒包括納米氧化鋅、二氧化硅、云母。

8、本發明首先采用氨基硅烷對防滑顆粒進行改性，氨基硅烷水解生成的硅醇與防滑顆粒表面的羥基發生反應，再通過二異氰酸酯與氨基的反應，將防滑顆粒引入聚氨酯乳液體系中，防滑顆粒通過化學鍵與樹脂結合，而并不是簡單的物理分散，大大提高了防滑顆粒與樹脂體系的相容性，避免了防滑顆粒的脫落，防滑性能得到有效改善。并且，本發明在形成聚氨酯預聚體的過程中加入環氧樹脂，聚氨酯與環氧樹脂可形成聚合物互穿網絡結構，使涂膜具有良好的力學性能，同時，防滑顆粒被互穿網絡結構包裹，減小其脫落風險，使涂膜性能更加穩定。

9、優選地，所述納米氧化鋅、二氧化硅、云母的質量比為(1-3)：(1-5)：(1-2)，進一步優選為(2-3)：(2-4)：(1-2)，更優選為2：4：1。

10、優選地，所述納米氧化鋅的粒徑為100-200nm，所述二氧化硅的粒徑為0.1-5μm，所述云母的粒徑為0.01-1mm。

11、進一步優選地，所述二氧化硅的粒徑為1-5μm，更優選為3-5μm；所述云母的粒徑為0.05-1mm，更優選為0.1-1mm。

12、本發明以納米尺寸的氧化鋅、微米尺寸的二氧化硅、毫米尺寸的云母作為防滑顆粒，微(毫)納米尺寸的復合顆粒一方面提高了與基底的結合能力，另一方面提高了涂膜表面摩擦力，從而提高了防滑性能。而且，片狀的云母通過片狀層疊提高了耐水性能以及耐腐蝕性能，延長了涂膜的壽命。

13、優選地，步驟(1)中，所述氨基硅烷包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

14、進一步優選地，所述氨基硅烷為γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷，更優選為γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

15、優選地，步驟(1)中，所述防滑顆粒和氨基硅烷的質量比為(5-15)：(3-10)，進一步優選為(7-12)：(5-8)，更優選為10：7。

16、優選地，步驟(1)中，所述氨基硅烷、乙醇、水的用量比為3-10g：50-80ml：50-160ml，進一步優選為5-8g：50-70ml：80-150ml，更優選地為7g：50ml：100ml。

17、優選地，步驟(1)中所述混合的溫度為30-60℃，進一步優選為35-50℃，更優選為40℃；所述混合的時間為3-8h，進一步優選為4-6h，更優選為4h。

18、優選地，步驟(2)中，所述改性防滑顆粒和二異氰酸酯的質量比為(1-5)：(2-10)，進一步優選為(3-5)：(4-7)，更優選為5：6。

19、優選地，步驟(2)中，所述二異氰酸酯和溶劑的用量比為2-10g：20-70ml，進一步優選為4-7g：30-60ml，更優選為6g：50ml。

20、優選地，步驟(2)中，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯和/或甲苯二異氰酸酯，進一步優選為異佛爾酮二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，更優選為異佛爾酮二異氰酸酯。

21、優選地，步驟(2)中所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺。

22、優選地，步驟(2)中所述保護氣氛為氮氣。

23、優選地，步驟(2)中反應的溫度為50-70℃，進一步優選為55-65℃，更優選為60℃；所述反應的時間為1-5h，進一步優選為1-3h，更優選為2h。

24、優選地，步驟(3)中，所述環氧樹脂、聚合物二元醇、二異氰酸酯、改性二異氰酸酯的質量比為(2-7)：(1-8)：(5-10)：(1-5)，進一步優選為(3-6)：(4-7)：(6-8)：(3-5)，更優選為5：5：7：4。

25、優選地，步驟(3)中，所述聚合物二元醇、催化劑、溶劑的用量比為1-8g：0.05-0.1g：50-100ml，進一步優選為4-7g：0.06-0.08g：80-100ml，更優選為5g：0.07g：100ml。

26、優選地，步驟(3)中，所述聚合物二元醇、擴鏈劑、中和劑、乙二胺、水的用量比為1-8g：0.01-0.5g：0.1-0.7g：1-6ml：30-150ml，進一步優選為4-7g：0.1-0.4g：0.3-0.6g：2-5ml：70-120ml，更優選為5g：0.2g：0.5g：4ml：100ml。

27、優選地，步驟(3)中，所述環氧樹脂為e-44型環氧樹脂和/或e-51型環氧樹脂，進一步優選為e-44型環氧樹脂或e-51型環氧樹脂，更優選為e-44型環氧樹脂。

28、優選地，步驟(3)中，所述聚合物二元醇為聚四氫呋喃二醇。

29、優選地，步驟(3)中，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯和/或甲苯二異氰酸酯，進一步優選為異佛爾酮二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯，更優選為異佛爾酮二異氰酸酯。

30、優選地，步驟(3)中，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。

31、優選地，步驟(3)中，所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺。

32、優選地，步驟(3)中，所述保護氣氛為氮氣。

33、優選地，步驟(3)中，所述擴鏈劑為1,4-丁二醇。

34、優選地，步驟(3)中，所述中和劑為三乙胺。

35、優選地，步驟(3)中，所述環氧樹脂、聚合物二元醇、二異氰酸酯、防滑改性二異氰酸酯、催化劑、溶劑在保護氣氛下反應的方法具體為：將環氧樹脂、聚合物二元醇、二異氰酸酯、防滑改性二異氰酸酯在保護氣氛下反應，然后加入催化劑、溶劑繼續反應；所述兩次反應的溫度獨立地優選為50-70℃，進一步優選為55-70℃，更優選為55℃；所述兩次反應的時間獨立地優選為1-5h，進一步優選為2-3h，更優選為2h。

36、優選地，步驟(3)中，所述擴鏈的溫度為70-90℃，進一步優選為75-85℃，更優選為80℃；所述擴鏈的時間為1-2h，進一步優選為1-1.5h，更優選為1h。

37、優選地，步驟(3)中，所述中和的溫度為50-60℃，進一步優選為50-55℃，更優選為50℃；所述中和的時間為30-90min，進一步優選為35-60min，更優選為40min。

38、優選地，步驟(3)中，所述乳化的溫度為25℃；所述乳化的時間為1-2h，進一步優選為1-1.5h，更優選為1h。

39、第二方面，本發明還提供一種防滑涂料，包括a組分和b組分，所述a組分包括以下質量份的原料：

40、防滑改性聚氨酯-環氧樹脂70-100份；溶劑5-30份；消泡劑1-5份；分散劑0.1-3份；填料10-30份；

41、所述b組分為胺類固化劑。

42、本發明以防滑改性聚氨酯-環氧樹脂作為防滑涂料的成膜樹脂，并添加填料、分散劑、消泡劑等助劑，得到的涂膜與基底結合力強、力學性能高、韌性高，同時還具有良好的穩定性和防滑性能。

43、優選地，所述溶劑為乙二醇二醋酸酯。

44、優選地，所述消泡劑為聚硅氧烷消泡劑。

45、優選地，所述分散劑為byk-163。

46、優選地，所述填料包括鈦白粉和/或滑石粉，進一步優選為鈦白粉或滑石粉，更優選為鈦白粉。

47、優選地，所述胺類固化劑為腰果殼油改性酚醛胺。

48、本發明對胺類固化劑的來源不進行限定，采用本領域技術人員的常規選擇即可。

49、優選地，所述a組分和b組分的質量比為(5-10)：1，進一步優選為(7-9)：1，更優選為8：1。

50、第三方面，本發明還提供一種防滑涂料的制備方法，包括以下步驟：

51、將防滑改性聚氨酯-環氧樹脂和溶劑混合均勻，然后加入填料、分散劑、消泡劑，得到a組分；最后將a組分與b組分分別獨立包裝，得到所述防滑涂料。

52、第四方面，本發明還提供一種防滑涂料在室內地面防滑中的應用。

53、與現有技術相比，本發明的有益效果為：

54、本發明首先使用氨基硅烷對防滑顆粒進行改性，氨基硅烷水解生成的硅醇與防滑顆粒表面的羥基發生反應，再通過二異氰酸酯與氨基的反應，將防滑顆粒引入聚氨酯乳液體系中，防滑顆粒通過化學鍵與樹脂結合，而并不是簡單的物理分散，大大提高了防滑顆粒與樹脂體系的相容性，避免了防滑顆粒的脫落，防滑性能得到有效改善。并且，本發明在形成聚氨酯預聚體的過程中加入環氧樹脂，聚氨酯與環氧樹脂可形成聚合物互穿網絡結構，使涂膜具有良好的力學性能，同時，防滑顆粒被互穿網絡結構包裹，減小其脫落風險，使涂膜性能更加穩定。