專利名稱：無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料及其制備方法，屬于地坪涂料技術領域。
背景技術：
近幾年來，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展和城市化進程的不斷推進，大型工業(yè)車間、超市、車庫以及文化娛樂場所等建筑不斷涌現(xiàn)，帶動了地坪涂料的迅速發(fā)展。現(xiàn)代建筑要求地面具有整潔美觀、耐磨抗重壓、耐油防腐蝕等特征，地坪涂料作為一種性能優(yōu)良的地面裝飾性專用涂料，已廣泛應用于各種場合的地面涂裝，可以滿足現(xiàn)代建筑地面的不同要求。目前，在國家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保政策法規(guī)的雙重引導下，低V0C、無毒無公害的環(huán)境友好型地坪涂料越來越受到人們的歡迎；無溶劑地坪涂料作為環(huán)境友好型地坪涂料的品種之一，在地坪涂料中所占比重越來越大，當前市場上應用較多，技術比較成熟的無溶劑地坪涂料主要品種有環(huán)氧地坪涂料、乙烯基防腐地坪涂料和聚脲地坪涂料。這些涂料或多或少存在著某些缺陷，給用戶帶來不便，如無溶劑環(huán)氧地坪涂料、乙烯基防腐地坪涂料存在低溫(10°c 以下)干燥速度慢、漆膜脆硬，抗重壓性比較差，在寒冬季節(jié)和需承載重荷場合應用受到一定的限制；無溶劑地坪聚脲涂料的噴涂施工設備結(jié)構復雜、維修保養(yǎng)困難，對靈活多變的小面積地坪施工成本高，不經(jīng)濟。為此，具有低溫干燥速度快、漆膜堅韌耐磨、抗重壓性強、可手工涂刷或滾涂的無溶劑聚氨酯地坪涂料，因可以彌補上述幾種涂料的缺陷而受到人們的高度重視。目前，國內(nèi)無溶劑聚氨酯地坪涂料的主要技術如CN101270259所公開的“無溶劑聚氨酯自流平材料及制備方法”，采用A、B兩組分組成，其中A組分是以篦麻油聚酯樹脂、蓖麻油為含羥基聚酯樹脂，配合色漿、沸石粉、高嶺土或石英粉構成，B組分是NCO當量為127 的液體MDI。該技術雖然能通過低粘度的B組分中的液體MDI來平衡具有一定粘度的A組分以降低體系的最終施工粘度，但NCO當量為127的液體MDI近乎是MDI單體，在30°C以下就有凝固的傾向，所以在冬季施工將是很困難的，同時MDI單體也是具有一定揮發(fā)性的，會給施工人員和使用人員造成一定的危害性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種能低溫固化，體系中不含揮發(fā)性有機化合物，殘余異氰酸酯單體含量低，能提高涂層性能的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料及其制備方法。本發(fā)明為達到上述目的的技術方案是一種無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，由A組分和B組分組成，其特征在于a、所述A組分及質(zhì)量分數(shù)為無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂60-80份，著色顏料1-13份，耐磨填料15-22份，消泡劑0. 2-0. 5 份，
催干劑
惡唑烷除水劑
b、所述B組分及質(zhì)量分數(shù)為
無溶劑端異氰酸酯預聚物0-0. 3 份，3-5 份，100 份，
其中，所述的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的組分及質(zhì)量分數(shù)為40-60份的低分子液體環(huán)氧樹脂、15-30份的二縮水甘油醚和20-30份的一元仲胺，無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的粘度為300-500mPa · s/23°C ；所述的耐磨填料為莫氏硬度在7以上、粒徑在150-300目的金屬耐磨微粉或非金屬耐磨微粉；所述的消泡劑為不含有機硅的破泡聚合物溶液；所述的催干劑為叔胺類有機化合物；所述無溶劑端異氰酸酯預聚物為殘余二苯基甲烷二異氰酸酯 (0. 5%的二苯基甲烷二異氰酸酯聚合物。
本發(fā)明制備無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料的方法，其特征在于
A組分按以下步驟制備
(1)、無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的合成，
按質(zhì)量分數(shù)將低分子液體環(huán)氧樹脂、二縮水甘油醚和一元仲胺放入反應釜中并攪拌，當料溫升至60 90°C時，保溫反應2 4h，冷卻、出料即制得無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂；
(2)、按質(zhì)量分數(shù)將無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂總量的2/3、著色顏料、消泡劑、惡唑烷除水劑投入配漆罐中，攪拌均勻形成色漿，并用研磨設備分散至漿料細度小于15 μ m，然后把剩余的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂、耐磨填料以及催干劑投入上述的色漿中用攪拌機充分攪勻，過濾、包裝制得A組分成品；
B組分按以下步驟制備
按質(zhì)量份數(shù)比取無溶劑端異氰酸酯預聚物包裝得到B組分成品；
使用時，按質(zhì)量份數(shù)，將A組分成品與B組分成品按3 1混合并攪拌均勻，制得為無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料。
本發(fā)明的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料采用無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂，能達到延長無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料有效使用期限的目的。首先，采用一元仲胺對無溶劑的低分子液體環(huán)氧樹脂、二縮水甘油醚進行改性，將樹脂兩端的環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化為帶叔氮原子的羥基，不僅制取流動性好、粘度低的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂，而且也因叔氮原子對NCO基與OH基反應的催化作用，提高了涂膜低溫反應活性。其次，本發(fā)明采用低殘余異氰酸酯單體的高NCO 基含量的無溶劑端異氰酸酯預聚物，在保證涂膜低溫干燥速度的同時，提高涂層的交聯(lián)密度和堅韌度，從而賦予涂膜極好的耐磨損、耐沖擊、耐腐蝕、抗劃傷性能。再則，本發(fā)明采用具有極高硬度的金屬耐磨微粉和非金屬耐磨微粉作為填料，結(jié)合聚氨酯樹脂的堅韌性，進一步提高了涂層的硬度、耐磨損、耐沖擊、抗重壓、抗劃傷性能。
本發(fā)明通過分子結(jié)構中的含叔氮原子的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂和低殘余異氰酸酯單體的二苯基甲烷二異氰酸酯聚合物為成膜樹脂，并結(jié)合高硬度的金屬耐磨微粉和非金屬耐磨微粉，形成的涂膜具有無揮發(fā)性有機化合物、低溫快干、硬度高、抗壓耐磨損、耐沖擊、耐腐蝕、抗劃傷性能，漆膜光亮美觀，不僅克服了無溶劑環(huán)氧地坪涂料和乙烯基防腐地坪涂料存在低溫下即10°c以下干燥困難、漆膜抗重壓性能低的缺點，而且解決降低涂料中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量和殘余異氰酸酯單體等有毒有害物質(zhì)。本發(fā)明與聚脲地坪涂料相比，施工無需專用噴涂設備，即可刷涂也可滾涂的簡便方法，更顯示出靈活方便又經(jīng)濟的優(yōu)勢。該涂料適用于工廠、車間、賓館、體育館、車站、停車場或停車庫等場所需要耐磨和無塵要求的地坪裝飾和保護。
具體實施例方式本發(fā)明的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，由A組分和B組分組成，該A組分及質(zhì)量分數(shù)為60-80份的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂、1-13份的著色顏料、15-22份的耐磨填料、 0. 2-0. 5份的消泡劑以及0-0. 3份的催干劑和3-5份的惡唑烷除水劑。而B組分及質(zhì)量分數(shù)為100份的無溶劑端異氰酸酯預聚物，上述的著色顏料、耐磨填料、消泡劑以及催干劑和惡唑烷除水劑可在市場上購得。本發(fā)明的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的組分及質(zhì)量分數(shù)為40-60份的低分子液體環(huán)氧樹脂、15-30份的二縮水甘油醚和20-30份的一元仲胺，該無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂粘度為 300-500mPa · s/23°C，上述原料可在市場上購得，本發(fā)明低分子液體環(huán)氧樹脂采用E-51環(huán)氧樹脂或E-44環(huán)氧樹脂，E-51環(huán)氧樹脂或E-44環(huán)氧樹脂均為無溶劑的低分子液體環(huán)氧樹月旨，本發(fā)明的二縮水甘油醚采用新戊二醇二縮水甘油醚或1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚，而一元仲胺可采用二(正)丙胺或二(正)丁基胺，通過一元仲胺對無溶劑的低分子液體環(huán)氧樹脂及二縮水甘油醚進行改性，對環(huán)氧基團進行開環(huán)聚合反應，將環(huán)氧樹脂及二縮水甘油醚兩端的環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化為帶叔氮原子的羥基，不僅制取流動性好、粘度低的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂，而且無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂分子結(jié)構中的叔氮原子對OH基與NCO基反應還具有催化作用，提高了樹脂的低溫反應活性，使本發(fā)明樹脂呈現(xiàn)出優(yōu)異的高固體、高活性、低粘度特點。本發(fā)明無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的具體組份及重量比見表1表 權利要求
1.一種無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，由A組分和B組分組成，其特征在于a、所述A組分及質(zhì)量分數(shù)為無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂60-80份，著色顏料1-13份，耐磨填料15-22份，消泡劑0. 2-0. 5份，催干劑0-0. 3份，惡唑烷除水劑3-5份，b、所述B組分及質(zhì)量分數(shù)為無溶劑端異氰酸酯預聚物100份，其中，所述的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的組分及質(zhì)量分數(shù)為40-60份的低分子液體環(huán)氧樹脂、15-30份的二縮水甘油醚和20-30份的一元仲胺，無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的粘度為 300-500mPa-s/23°C ；所述的耐磨填料為莫氏硬度在7以上、粒徑在150-300目的金屬耐磨微粉或非金屬耐磨微粉；所述的消泡劑為不含有機硅的破泡聚合物溶液；所述的催干劑為叔胺類有機化合物；所述無溶劑端異氰酸酯預聚物為殘余二苯基甲烷二異氰酸酯< 0. 5% 的二苯基甲烷二異氰酸酯聚合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述的低分子液體環(huán)氧樹脂采用E-51環(huán)氧樹脂或E-44環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述的二縮水甘油醚采用新戊二醇二縮水甘油醚或1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚。
4.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述的一元仲胺采用二(正)丙胺或二(正)丁基胺。
5.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述的著色顏料包括金紅石型鈦白粉、中色素碳黑、鐵紅粉、中鉻黃或酞青蘭其中一種或任意兩種以上的混合物。
6.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述金屬耐磨微粉采用鎳鉻合金微粉、鐵合金微粉或硅鐵微粉的其中一種，所述的非金屬耐磨微粉采用棕剛砂微粉、黑剛砂微粉、紅剛砂微粉或石英微粉的其中一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料，其特征在于所述的叔胺類有機化合物為二甲基乙醇氨或甲基二乙醇胺。
8.一種制備權利要求1所述的無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料的方法，其特征在于A組分按以下步驟制備(1)、無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂的合成，按質(zhì)量分數(shù)將低分子液體環(huán)氧樹脂、二縮水甘油醚和一元仲胺放入反應釜中并攪拌， 當料溫升至60 90°C時，保溫反應2 4h，冷卻、出料即制得無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂；(2)、按質(zhì)量分數(shù)將無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂總量的2/3、著色顏料、消泡劑、惡唑烷除水劑投入配漆罐中，攪拌均勻形成色漿，并用研磨設備分散至漿料細度小于15 μ m，然后把剩余的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂、耐磨填料以及催干劑投入上述的色漿中用攪拌機充分攪勻， 過濾、包裝制得A組分成品；B組分按以下步驟制備按質(zhì)量份數(shù)比取無溶劑端異氰酸酯預聚物包裝得到B組分成品； 使用時，按質(zhì)量份數(shù)，將A組分成品與B組分成品按3 1混合并攪拌均勻，制得為無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料及其制備方法，由A組分和B組分組成，該A組分及質(zhì)量分數(shù)為60-80份的無溶劑端羥基環(huán)氧樹脂、1-13份的著色顏料、15-22份的耐磨填料、0.2-0.5份的消泡劑以及0-0.3份的催干劑和3-5份的惡唑烷除水劑。而B組分及質(zhì)量分數(shù)為100份的無溶劑端異氰酸酯預聚物，使用時，按質(zhì)量份數(shù)，將A組分成品與B組分成品按3∶1混合并攪拌均勻，制得為無溶劑聚氨酯耐磨地坪涂料。本發(fā)明的地坪涂料能實現(xiàn)低溫固化，體系中不含揮發(fā)性有機化合物，殘余異氰酸酯單體含量低，能提高涂層性能，適用于工廠、車間、賓館、體育館、車站、停車場等場所需要耐磨和無塵要求的地坪裝飾和保護。
文檔編號C08G18/58GK102492360SQ20111039264
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權日2011年12月1日
發(fā)明者張輝耀, 殷敏萱, 蔣南昌, 趙紹洪, 陸小英 申請人:常州光輝化工有限公司