專利名稱：一種快干型環保水性環氧地坪漆及其制備方法
一種快干型環保水性環氧地坪漆及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種快干型環保水性環氧地坪漆及其制備方法。
背景技術：
傳統的雙組分溶劑型環氧地坪涂料已經應用了多年，在具備好的耐磨性、硬度、附著力、抗壓強度、耐化學品性等性能的同時，其較高的VOC及不理想的透氣性造成了應用上的局限性。傳統的雙組分溶劑型環氧地坪涂料的透氣性極差，當應用在地下潮氣較重的基面時容易出現漆膜鼓泡、剝離脫落等現象。涂料的水性化成為趨勢，水性環氧地坪涂料正是在這樣的環境下而出現的，同溶 劑型環氧樹脂涂料相比，漆膜具有微孔結構，它能允許水汽滲透而液體不能滲透，能釋放水泥內部的氣體壓力，從根本上解決漆膜鼓泡的溶劑型環氧地坪涂料的問題。雖然水性環氧地坪涂料在施工寬容度和環境友好方面有較顯著的改進，但是其綜合性能卻不如傳統的雙組分溶劑型環氧地坪涂料，國內報道和市面上提供的水性涂料通常綜合性能較差，很少見到耐磨性、硬度、附著力、抗沖擊強度、耐化學品性等各項性能優異，但同時具備干速快、活化期適中的水性環氧地坪涂料。市面上水性環氧地坪涂料，沒能很好的優化各項性能，往往過分關注于某幾項性能而疏忽另一些性能，從而容易造成應用上的隱患。比如，一般的涂料生產商或者用戶，普遍性地很關注地坪涂料的硬度、耐磨性和附著力，殊不知過高的硬度則趨向于引起不理想的漆膜抗沖擊性能，導致柔韌性差、脆性嚴重的問題。而柔韌性過于優異的漆膜，則又會引發硬度不佳、耐沾污性差的問題。對于傳統的水性環氧地坪漆，除了其抗沖擊性不好之外，還存在干燥速度慢、重涂時間過長、工程施工后放置的時間過長等問題。本發明專利就是在這樣的背景下，采用多項創新技術，實現水性環氧涂料綜合性能的大幅度提升。在具備好的硬度、附著力、耐磨性、耐沾污性的同時，大幅度提升漆膜的抗沖擊強度；確保漆膜在應用過程中的長效性，不易發生由于脆裂造成涂層剝落；提升了該類涂料的利用價值，使其在裝飾性能上富有更佳的表現。

發明內容本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種快干型環保水性環氧地坪漆；本發明的另一個目的是提供一種制備該環氧地坪漆的方法。為了達到上述目的，本發明采用以下方案一種快干型環保水性環氧地坪漆A、B組分，其特征在于按重量百分比由以下組分組成A 組分=!兀水性胺環氧固化劑34-36%
潤濕劑O. 1-0. 3%
鈦白粉8-12%
氣相二氧化桂O. 8-1 Z%
凹凸棒土0.2-O. 6%
800目石英粉14-1.6%
礦物油消泡劑O. 13-0. 17%
·有機硅消泡劑O. 13-0. 17%
水37-39% ，其中A組分的重量百分比之和為百分之百；B 組分環氧樹脂89. 5-90. 5%環氧活性稀釋劑9.5-10.5%，其中B組分的重量百分比之和為百分之百；A組分與B組分按照4:1的重量配比混合均勻。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述A組分中的三元水性胺環氧固化劑為改性脂肪胺、改性脂環胺、水性聚酰胺的混合物。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的改性脂肪胺、改性脂環胺和水性聚酰胺的重量比例為(3. 2-4. 2) : (3. 0-4. O) : (2. 5-3. O)。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述A組分中的潤濕劑為非離子型聚氧乙烯醚、陰離子型烷酸鹽中的一種或兩種。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的非離子型聚氧乙烯醚為聚氧乙烯四氟碳醚、聚氧乙烯烷基醚中的一種或兩種。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的陰離子型烷酸鹽為烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉中的一種或兩種。其中A組分中以800目石英粉作為主填料體系，以凹凸棒土和氣相二氧化硅做為體系的防沉降和防分層助劑體系。B組分中的環氧樹脂為南亞環氧樹脂(昆山)有限公司生產的環氧樹脂，型號為NPELI28。如上所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述B組分中的環氧活性稀釋劑為C12-14烷基縮水甘油醚(AGE)、丁基縮水甘油醚(BGE)中的一種或兩種。一種制備如上所述的快干型環保水性環氧地坪漆的方法，其特征在于包括以下步驟
制備A組分a、在分散缸中依次加入配方總重量15%的水，配方總重量20%的三元水性胺環氧固化劑，然后加入潤濕劑，礦物油類消泡劑，以剪切速度為8-10米/秒的中低轉速分散均勻；b、再依次加入氣相ニ氧化硅、凹凸棒土、鈦白粉、800目石英粉，用適量水沖洗缸壁，將剪切速度提升到24-26米/秒的高轉速分散均勻；C、最后將剪切速度調整到15-16米/秒的中轉速，加入余量的三元水性胺環氧固化劑，然后加入有機硅消泡劑，并補足配方中的水，分散攪拌IOmin即得A組分；制備B組份在分散缸中依次加入環氧樹脂，環氧活性稀釋劑，攪拌混合均勻即得B組分；
制備環氧地坪漆將A組分與B組分按照4 1的重量配比混合均勻，靜置15min即可。在完成的環氧地坪漆液體中可以使用水性色漿調制客戶所需的不同顔色。為了更好地闡述本發明的技術方案，以下對本發明組分的作用機理進行進ー步描述一、三元水性有機胺固化劑體系脂肪族的固化劑快的反應速度、好的粘結性能和適中的柔韌性，但其適用期(Ρ0ΤLIFE)較短、光澤低，未改性的脂肪胺有一定刺激氣味。酰胺類固化劑漆附著力佳、柔韌性好、適用期較長、無刺激氣味，但其反應速度略低、硬度欠佳。脂環族固化劑的適用期適當、粘結性能佳、光澤高、色澤低、耐化學品性好、硬度高，但柔韌性差，不利改善涂層的抗沖擊性。從這些幾類胺固化劑各自的特點來看，各自有各自的優缺點，而單獨使用作為環氧樹脂的固化劑都有明顯的性能缺限，因此設想把這三類胺按適當的比例組合起來，從而得到綜合性能佳的胺固化劑。本發明從這個思路出發，梯度測試三類胺固化劑的性能表現改性脂肪胺水性環氧固化劑、水性聚酰胺基胺類環氧固化劑、改性脂環胺水性環氧固化劑的不同組合比例，優化其搭配比例；作為環氧樹脂的固化劑，顯著的改善了環氧涂層的的綜合性倉^:。ニ、級配顏填料提升水性地坪涂料膠的致密度和耐磨性在水性環氧地坪漆的A組分配方結構中，顏填料起著骨架的左右，不同的顏填料有不同的粒徑和外觀形態。如果將不同粒徑的顏填料按適當的比例搭配混合，均勻分散在性環氧地坪漆的A組分中，當與組分B環氧樹脂混合均勻，反應固化后，可形成了小球填充于大球的相對致密的狀態。配方中使用的顏填料，通過TEM透射電鏡可觀測其粒子形貌和平均粒徑金紅石型ニ氧化鈦，球狀粒子，平均粒徑為O. 21 μ m ;氣相ニ氧化硅，球狀粒子，平均粒徑為5 μ m ;凹凸棒土，球狀粒子，平均粒徑為10μ m ;800目石英粉，球狀粒子，均粒徑為15 μ m氣相ニ氧化硅、凹凸棒土、800目石英粉，這些顏填料其平均粒徑按照等差數列排列遞增，考慮到其實際的功效，進行粗細級搭配，金紅石型ニ氧化鈦平均粒徑為O. 21 μ m，填充于這些填料中間，將各個組分的加入比例調整到最佳，確保漆膜成膜后的致密度。放棄使用針狀類粉體，采用硬度較高球狀石英粉，對提升涂膜的硬度起到很好的協同作用。三、A組分雙效防沉及防分層，保證了罐內涂料的均勻一致，確保涂料不分層和粉體的沉降；在與B組分混合時，極易混合、攪拌均勻，保證了涂料的高品質。水性胺固化劑體系接近牛頓型流體，在配方中當加入顏填料之后，其易造成涂料在罐內的分層和顏填料的沉降；在使用過程中，易導致涂料的不均一性，對涂層的質量造成影響。傳統的水性涂料的防沉降劑使用氣相ニ氧化硅或膨潤土，防分水采用疏水改性堿溶脹增稠劑或堿溶脹增稠劑，但是對于水性胺固化劑來說，它屬于非離子型分子鏈，疏水改性堿溶脹增稠劑或堿溶脹增稠劑對其無締合左右，因此極少有防分水作用。本發明在使用氣相ニ氧化硅的同時，創新性地使用了氣相ニ氧化硅和功能型填料一凹凸棒土作為涂料A組分的抗沉降和抗分層的雙效助劑系統，對涂料在罐內的防分水和防沉降有較好的作用。凹凸棒土在水懸濁液中呈網狀結構，吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物，因而具有良好的懸浮性和抗分層的作用，它與氣相ニ氧化硅協調使用，達到理想的防沉與防分層效果。
四、B組分中引入環氧活性稀釋劑，進ー步提升水性地坪漆的涂膜性能，降低涂料中VOC的釋放，大幅度增強涂料的環保優勢。活性稀釋劑主要是指含有環氧基團的低分子量環氧化合物，在稀釋和降低環氧樹脂粘度的同時，它可以參加環氧樹脂的固化反應，成為環氧樹脂固化物交聯網絡結構的一部分。在B組分中引入環氧活性稀釋劑，既降低環氧樹脂粘度、改善A與B組分的混合均勻性，還能顯著提升涂層的柔韌度和抗沖擊性；再者，由于活性稀釋劑參與了化學反應，有效地降低了涂料施工后VOC的釋放，大幅度減少了涂料中有機化合物對環境造成的負面影響。本發明相比于現有技術，有以下優點①在關鍵性能指標值耐磨性、硬度、附著力、抗沖擊強度、耐化學品性，取到了重大突破。其中，硬度比國家標準要求的H高一個等級，達到2H;耐磨性達到國家標準要求效果的2倍左右；抗沖擊性達到國家標準的II型，耐耐化學品性、耐油性、耐酸性、耐堿性等，達到最高級別中的“無變色”程度。②表干、實干時間得到了較大幅度的縮短，實現了涂料施工應用的便捷性，縮短了涂料施工的重涂時間，同時施工后能較短時間內投入使用。其中表干時間與實干時間均縮短為國家標準限額值的25%左右。改性脂肪族固化劑對表干和實干速度的提高有較大的貢獻，改性脂環胺的固化速度適中，但酰胺類固化劑的反應速度稍慢。通過脂肪胺、脂環胺、酰胺固化劑比例梯度測試，驚奇地發現，三者以為合理的比例混合使用，可得到很好的協同作用，得到滿意的反應速度和干速效果。③獲得較快干速的情況下，其在標準氣候條件下，該發明專利產品的A、B組分混合后的適用期(pot life)為2. 2小時，確保涂料不會由于適用期過短造成涂料的報廢。単獨測試改性脂肪胺、改性芳胺、酰胺固化劑三者的適用期，適用期分別為O. 56h、l. 20h、4. 20h ;三種固化劑混合的反應有協同作用速度。④較好的涂料混勻性，A、B組分都具備適中的粘度，同時都不分層、不沉降，確保了易施工和涂料的性能。⑤混合均勻后的水性環氧地坪涂料體系，其VOC含量小，氣味低，環氧活性稀釋劑和有機胺固化劑反應后將釋放的VOC含量降低至105g/L。⑥在改性脂肪胺和改性脂環胺分子鏈中引入非極性基團，使得改性后的多元固化劑具有兩親性結構，以改善與環氧樹脂的兼容性，因此該專利產品具備極好的調色性，與水性色漿兼容性好。本發明專利基于以上的創新，獲得了極佳的涂層性能。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發明做進ー步描述表I
權利要求
1.一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于按重量百分比由以下組分組成 A組分 二元水性胺環氧固化劑34-36%潤濕劑0. 1-0. 3% 鈦白粉8-12% 氣相二氧化硅0. 8-1 A凹凸棒土0 2-0.6% 800目石英粉14-16% 礦物油消泡劑0. 13-0. 17有機硅消泡劑0. 13-0. 17%水37-39% ， 其中A組分的重量百分比之和為百分之百； B組分 環氧樹脂89. 5-90. 5% 環氧活性稀釋劑9. 5-10. 5%， 其中B組分的重量百分比之和為百分之百； A組分與B組分按照4:1的重量配比混合均勻。
2.根據權利要求I所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的A組分中三元水性胺環氧固化劑為改性脂肪胺環、改性脂環胺和水性聚酰胺的混合物。
3.根據權利要求2所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的改性脂肪胺、改性脂環胺和水性聚酰胺的重量比例為(3. 2-4. 2) : (3. 0-4. 0) : (2. 5-3. O)。
4.根據權利要求I所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述A組分中的潤濕劑為非離子型聚氧乙烯醚、陰離子型烷酸鹽中的一種或兩種。
5.根據權利要求4所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的非離子型聚氧乙烯醚為聚氧乙烯四氟碳醚、聚氧乙烯烷基醚中的一種或兩種。
6.根據權利要求4所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述的陰離子型烷酸鹽為烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉中的一種或兩種。
7.根據權利要求I所述的一種快干型環保水性環氧地坪漆，其特征在于所述B組分中的環氧活性稀釋劑為C12-14烷基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚中的一種或兩種。
8.一種制備權利要求I所述的快干型環保水性環氧地坪漆的方法，其特征在于包括以下步驟 制備A組分 a、在分散缸中依次加入配方總重量15%的水，配方總重量20%的三元水性胺環氧固化齊U，然后加入潤濕劑，礦物油類消泡劑，以剪切速度為8-10米/秒的中低轉速分散均勻； b、再依次加入氣相二氧化硅、凹凸棒土、鈦白粉、800目石英粉，用適量水沖洗缸壁，將剪切速度提升到24-26米/秒的高轉速分散均勻； C、最后將剪切速度調整到15-16 米/秒的中轉速，加入余量的三元水性胺環氧固化劑，然后加入有機硅消泡劑，并補足配方中的水，分散攪拌IOmin即得A組分； 制備B組份在分散缸中依次加入環氧樹脂，環氧活性稀釋劑，攪拌混合均勻即得B組分； 制備環氧地坪漆將A組分與B組分按照4 1的重量配比混合均勻，靜置15min即可。
全文摘要
本發明公開了一種快干型環保水性環氧地坪漆及其制備方法，該地坪漆按重量百分比由以下組分組成A組分三元水性胺環氧固化劑34-36%，潤濕劑0.1-0.3%，鈦白粉8-12%，氣相二氧化硅0.8-1.2%，凹凸棒土0.2-0.6%，800目石英粉14-16%，礦物油消泡劑0.13-0.17%，有機硅消泡劑0.13-0.17%，水37-39%，其中A組分的重量百分比之和為百分之百；B組分環氧樹脂89.5-90.5%，環氧活性稀釋劑9.5-10.5%，其中B組分的重量百分比之和為百分之百；A組分與B組分按照4:1的重量配比混合均勻。其制備方法包括制備A組分，制備B組份和制備環氧地坪漆三個步驟。本發明獲得了極佳的涂層性能，表干、實干時間得到了較大幅度的縮短，涂料混勻性較好，環保，與水性色漿兼容性好。
文檔編號C09D163/00GK102816499SQ20121029924
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者陳小文, 蔣建平, 覃旭豪 申請人:中山藍海洋水性涂料有限公司