一種石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料及其製備方法與流程
2024-03-23 08:51:05
本發明屬於塗料技術領域，具體涉及一種無溶劑型環氧地坪塗料及其製備方法，尤其涉及一種提高塗層硬度、耐磨性的石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料及其製備方法。
背景技術：
地坪塗料是工業塗料的重要領域之一，現代化工廠中大量使用地坪塗料，隨著現代工業技術和生產的迅速發展，業主對廠房、車間的生產環境提出了越來越高的要求，要求地坪塗料耐腐蝕、潔淨和耐磨並具有較高的硬度，以達到降低室內空氣含塵量，改善勞動條件的目的。
無溶劑環氧地坪塗料是工業地坪塗料中的重要品種，塗裝後一次可達到較為理想的厚度，同時具有耐酸鹼性、耐腐蝕性好的特點，但同時普通的無溶劑環氧地坪塗料也有一系列的缺陷如表面硬度不高，耐磨性不佳等。
石榴石通式為a3b2(sio4)3，其中a代表二價元素(鈣、鎂、鐵、錳等)，b為三價元素(鋁、鐵、鉻以及鈦、釩、鋯等)，其中鐵鋁石榴石硬度高，莫氏硬度可到7.5，因其硬度高，耐磨性好的特點，鐵鋁石榴石常被用於磨料。
中國專利公布號cn103525249a公布了一種無溶劑型環氧自流平地坪塗料及其製備方法和使用方法，包括無溶劑環氧底漆、找平層塗料和面塗層塗料。其不足之處在於，雖然獲得了對光線產生漫反射而成紋理表面的地坪表面效果，但塗層的硬度和耐磨性不足。
技術實現要素：
本發明的目的在於為了解決現有無溶劑環氧地坪塗料耐磨性差，硬度仍需提高的缺陷，提供一種更高耐摩性、更高硬度的石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料。同時生產方便，符合環保要求。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料，該塗料由甲組份和乙組份構成，
甲組份由按重量份計的下述原料組成：
低分子量液體環氧樹脂30～50份，活性稀釋劑3～10份，顏料2～5份，石榴石25～50份，流平劑0.1～0.5份，消泡劑0.1～0.5份，潤溼分散劑0.1～1份，防沉劑0.2～1份；
乙組份由按重量份計的下述原料組成：
改性脂環胺a20～60份，改性脂環胺b15～55份；
其中，改性脂環胺a為2773固化劑和固化劑1372中的一種或兩種，改性脂環胺b為2883固化劑和固化劑1328的一種或兩種。
本發明技術方案中：所述的低分子量液體環氧樹脂為sm828環氧樹脂、sm618環氧樹脂和der-331環氧樹脂中的一種或幾種。
本發明技術方案中：所述的活性稀釋劑為活性稀釋劑660和活性稀釋劑660a中的一種或兩種。
本發明技術方案中：潤溼分散劑為潤溼分散劑byk-p-104s、潤溼分散劑tego-610s中的一種或兩種。
本發明技術方案中：所述的消泡劑為消泡劑a530、消泡劑defom6800和消泡劑tego-n中的一種或幾種。
本發明技術方案中：所述的流平劑為流平劑byk-320、流平劑byk-354和流平劑efka3772中的一種或幾種。
本發明技術方案中：所述的防沉劑為機膨潤土bs-1c、機膨潤土hf160中的一種或兩種。
本發明技術方案中：所述的石榴石為w14石榴石微粉或w28石榴石微粉中的一種或兩種。
本發明技術方案中：甲組份中的顏料為金紅石型鈦白粉、中色素炭黑、中鉻黃、氧化鉻綠中的一種或幾種；甲組份中的石榴石為莫氏硬度7.5的鐵鋁石榴石。
一種上述的改性環氧無溶劑塗料的製備方法，該方法包括以下步驟：
所述的甲組份的具體製備步驟如下：
先將低分子量液體環氧樹脂與活性稀釋劑攪拌10～15min混合均勻，然後加入潤溼分散劑及30％的消泡劑後，在800～1000r/min的轉速下分散5～10min，再加入防沉劑、顏料和石榴石，在1500～2500r/min的轉速下分散0.5～1小時，然後加入剩餘的消泡劑和流平劑後繼續在1500～2500r/min的轉速下分散5～10min後靜置0.5～1h，採用80目銅絲布過濾，即得甲組份，保存備用；
所述乙組份的具體製備步驟如下：
在混合容器中，先加入改性脂環胺a，再加入改性脂環胺b；在800～1000r/min的轉速下混合攪拌0.5～1h後靜置15～30min；用120目絹絲布過濾，即製得乙組份，保存備用；
甲、乙組分按照重量比為3～8：1混合，攪拌均勻後即為石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料。
在本技術方案中，石榴石一種硬度高，耐磨性好的改性填充料，具有強度高、莫氏硬度高，吸油量低、高填充性、高耐磨性的特點；在無溶劑環氧地坪塗料中加入石榴石微粉使得塗層對水泥地面的接觸更加緊密，同時採用的鐵鋁石榴石微粉莫氏硬度大，且與液體環氧樹脂的相容性好，因此可提高塗層的耐摩性和硬度；
作為優選，低分子量液體環氧樹脂為江蘇三木sm828、sm618和dow化學公司的der-331環氧樹脂中的一種或幾種；活性稀釋劑為江蘇三木的660和660a中的一種或兩種；潤溼分散劑為byk公司的byk-p-104s，tego公司的tego-610s中的一種或兩種；消泡劑為byk公司的a530、德謙海明斯公司的defom6800消泡劑和tego公司的tego-n中的一種或幾種；流平劑為byk公司的byk-320，byk-354，efka公司的efka3772中的一種或幾種；防沉劑為浙江豐虹公司的bs-1c、hf160有機膨潤土中的一種或兩種。
在本技術方案中，液體環氧樹脂具有粘度低，反應活性高的特點，可提高塗層的施工性能和塗層的交聯密度；活性稀釋劑具有降低體系粘度同時增韌的效果，可提高無溶劑環氧地坪塗料的施工效率和塗層韌性；
作為優選，所述石榴石微粉為日照石榴石礦業有限公司的w14或w28石榴石微粉中的一種或兩種，目數為800目；
作為優選，改性脂環胺a為美國氣體公司的2773固化劑，邦和化學的1372固化劑的一種或兩種，改性脂環胺b為美國氣體公司的2883固化劑，邦和化學的1328固化劑的一種或兩種；
在本技術方案中，通過搭配改性脂環胺a與改性脂環胺b的比例，可調整無溶劑環氧地坪塗料的混合適用期，並提高塗層的乾燥速度和後期硬度。
作為優選，甲、乙組分按照重量比為4:1混合，攪拌均勻後即為石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料；
本發明的有益效果是：本發明石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料克服了傳統無溶劑環氧地坪塗料硬度低，耐磨性差的缺陷，本發明石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料的硬度、耐磨性較傳統的無溶劑環氧地坪塗層有了較大的提高，塗層耐磨性可達≤0.15g(750g/500r)，且該石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料的硬度提高至邵氏硬度d80以上，同時由於本技術方案確定了塗料的各個組分並通過大量實驗從眾多的原料中正確選擇了上述各原料且確定了適當的用量，使得甲組份與乙組份更為匹配，提高了漆膜的乾燥速度及防腐蝕性能。該石榴石改性無溶劑環氧地坪塗料還具有環境友好，生產方便等優點。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明的保護範圍不限於此：
低分子量液體環氧樹脂為江蘇三木sm828環氧樹脂、sm618環氧樹脂和dow化學公司的der-331環氧樹脂中的一種或幾種；活性稀釋劑為江蘇三木的660和660a中的一種或兩種；潤溼分散劑為byk公司的byk-p-104s，tego公司的tego-610s中的一種或兩種；消泡劑為byk公司的a530、德謙海明斯公司的defom6800消泡劑和tego公司的tego-n中的一種或幾種；流平劑為byk公司的byk-320，byk-354，efka公司的efka3772中的一種或幾種；防沉劑為浙江豐虹公司的bs-1c、hf160有機膨潤土中的一種或兩種。石榴石微粉為日照石榴石礦業有限公司的w14或w28石榴石微粉中的一種或兩種，目數為800目；
改性脂環胺a為美國氣體公司的2773固化劑，邦和化學的1372固化劑的一種或兩種，改性脂環胺b為美國氣體公司的2883固化劑，邦和化學的1328固化劑的一種或兩種；
實施例及比較例所用原材料除另有說明外均為市售工業用品，可通過商業渠道購得。
實施例1～4製備石榴石改性環氧無溶劑地坪塗料。
實施例1
本實施例提供一種石榴石改性的無溶劑型環氧地坪塗料，包括甲、乙兩組分，其中甲組分包含如下佔甲組份質量百分比的成分：
液體環氧樹脂43％
活性稀釋劑6.5％
顏料4.0％
石榴石微粉45％
潤溼分散劑0.3％
消泡劑0.3％
流平劑0.4％
防沉劑0.5％
前述液體環氧樹脂為江蘇三木sm618環氧樹脂；活性稀釋劑為江蘇三木sm660；顏料為金紅石型鈦白粉：炭黑：中鉻黃＝3.4:0.1:0.5(w％)；石榴石微粉為w14型；潤溼分散劑為byk-p-104s；消泡劑為byk‐a530；流平劑為byk‐320：byk‐354＝1:1；防沉劑為bs‐1c有機膨潤土；
其中乙組分包含如下佔乙組份質量百分比的成分：
改性脂環胺a55％
改性脂環胺b45％
前述改性脂環胺a為邦和1327固化劑，改性脂環胺b為氣體公司2883固化劑；
具體製備方法為：
甲組份的製備包括以下步驟：先將液體環氧樹脂與活性稀釋劑攪拌10min混合均勻，然後加入潤溼分散劑及30％的消泡劑後，在800r/min的轉速下分散5min，再加入防沉劑、顏料和石榴石微粉，在1500r/min的轉速下分散0.5小時，然後加入剩餘的消泡劑和流平劑後繼續在1500r/min的轉速下分散5min後靜置0.5h，採用80目銅絲布過濾，即得甲組份，保存備用。乙組份的製備包括以下步驟：在混合容器中，先加入改性脂環胺a，再加入改性脂環胺b在800r/min的轉速下混合攪拌半小時後靜置30min，用120目絹絲布過濾，即製得乙組份，保存備用。甲、乙組分按照重量比為4:1混合，攪拌均勻後即為石榴石改性無溶劑環氧地坪塗。
實施例2
本實施例提供一種石榴石改性的無溶劑型環氧地坪塗料，包括甲、乙兩組分，其中甲組分包含如下佔甲組份質量百分比的成分：
液體環氧樹脂38％
活性稀釋劑7.2％
顏料3.5％
石榴石微粉49％
潤溼分散劑0.5％
消泡劑0.4％
流平劑0.4％
防沉劑1.0％
前述液體環氧樹脂為sm828環氧樹脂；活性稀釋劑為sm660a；顏料為金紅石型鈦白粉：炭黑：氧化鉻綠＝2.0:0.2:1.3(w％)；石榴石微粉為w14型：w28型＝24.5:24.5(w％)；潤溼分散劑為tego‐610s；消泡劑為defom6800：byka530消泡劑＝0.2:0.2(w％)；流平劑為byk‐320：byk‐354＝0.2:0.2(w％)；防沉劑為hf160有機膨潤土；
其中乙組分包含如下佔乙組份質量百分比的成分：
改性脂環胺a50％
改性脂環胺b50％
前述改性脂環胺a為邦和1328固化劑，改性脂環胺b為氣體公司2883固化劑；
實施例2製備方法同實施例1。
實施例3
本實施例提供一種石榴石改性的無溶劑型環氧地坪塗料，包括甲、乙兩組分，其中甲組分包含如下佔甲組份質量百分比的成分：
液體環氧樹脂42％
活性稀釋劑7.7％
顏料4.5％
石榴石微粉44％
潤溼分散劑0.4％
消泡劑0.3％
流平劑0.4％
防沉劑0.7％
前述液體環氧樹脂為der-331環氧樹脂；活性稀釋劑為sm660；顏料為金紅石型鈦白粉：炭黑：氧化鉻綠＝2.0:0.2:1.3(w％)；石榴石微粉為w14型；潤溼分散劑為tego‐610s；消泡劑為byka530消泡劑；流平劑為efka3772；防沉劑為bs‐1c有機膨潤土；
其中乙組分包含如下佔乙組份質量百分比的成分：
改性脂環胺a45％
改性脂環胺b55％
前述改性脂環胺a為邦和1327固化劑，改性脂環胺b為氣體公司2773固化劑；
實施例3製備方法同實施例1。
實施例4
本實施例提供一種石榴石改性的無溶劑型環氧地坪塗料，包括甲、乙兩組分，其中甲組分包含如下佔甲組份質量百分比的成分：
液體環氧樹脂48％
活性稀釋劑5.5％
顏料4.0％
石榴石微粉40.5％
潤溼分散劑0.4％
消泡劑0.4％
流平劑0.4％
防沉劑0.8％
前述液體環氧樹脂為sm828環氧樹脂：sm618環氧樹脂＝24:24(w％)；活性稀釋劑為sm660；顏料為金紅石型鈦白粉：炭黑：中鉻黃＝3.0:0.2:0.8(w％)；石榴石微粉為w28型；潤溼分散劑為byk‐p‐104s；消泡劑tego‐n：byka530消泡劑＝0.2:0.2(w％)；流平劑為byk‐320：efka3772＝0.3:0.1(w％)；防沉劑為bs‐1c有機膨潤土；
其中乙組分包含如下佔乙組份質量百分比的成分：
改性脂環胺a45％
改性脂環胺b55％
前述改性脂環胺a為邦和1327固化劑，改性脂環胺b為氣體公司2883固化劑；
實施例4製備方法同實施例1。
對比例1，市售普通無溶劑環氧地坪塗料；
對比例2，所用配方與製法與實施例1相同，唯一區別是其中石榴石微粉改為800目石英粉；
對比例3，所用甲組份與製法與實施例1相同，唯一區別是乙組份中改性脂環胺a與改性脂環胺b的添加量分別為90％和10％；
施工工序：首先將甲組份和乙組份按照重量比為4:1進行混合，攪拌均勻後靜置，在處理好的高密度石棉纖維水泥板上進行塗覆，乾燥後養護168h後對比測試，結果如下：
表1測試結果
由上表中實施例1～4與對比例1、對比例2的數據對比結果可知，本發明石榴石改性無溶劑環氧地坪漆不僅具有物理機械性能和防腐性能優異等特點，同時在耐磨性和硬度上都要明顯優於普通無溶劑環氧地坪塗料。這是由於在無溶劑環氧地坪塗料中加入石榴石微粉使得塗層對水泥地面的接觸更加緊密，同時採用的鐵鋁石榴石微粉莫氏硬度大，且與液體環氧樹脂的相容性好，因此可提高塗層的耐摩性和硬度，通過石榴石改性的無溶劑環氧地坪塗料的硬度、耐磨性較普通無溶劑環氧地坪塗層有明顯提高，塗層耐磨性可達≤0.15g(750g/500r)，且進一步提高無溶劑環氧地坪塗料的硬度至邵氏硬度d80以上；
由上表中實施例1～4與對比例3的數據對比結果可知，採用優選的改性脂環胺a與b的添加比例的乙組份，與甲組份配合製得的石榴石改性無溶劑環氧地坪塗膜的乾燥速度及防腐蝕性能較好。這是由於乙組份優選了改性脂環胺a與改性脂環胺b的種類與比例，因此提高了塗層的乾燥速度，後期硬度，同時還具有較強的防腐蝕性能。
上述實施例是本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其它任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均包含在本發明的保護範圍之內。