CN107353781A - 一种水性环氧地坪涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水性环氧地坪涂料，包括以下组分，按质量百分比计：30‑35％的含氨基的改性环氧树脂、18‑20％聚丙烯酸酯树脂、10‑12％的混晶型氧化钛、5‑8％的碳酸钙、3‑5％的滑石粉、2‑4％的高岭土、1‑2％的羧甲基纤维素、1‑2％的六偏磷酸钠、1‑3％的乙二醇、其余为去离子水。该水性环氧地坪涂料防霉杀菌性能优于现商业化的水性环氧地坪涂料。且该涂料成膜后具有良好耐候性、耐刮擦性和抗石击性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料的技术领域，特别涉及一种水性环氧地坪涂料。
背景技术
随着全球人口的不断增加、气温变暖，细菌病毒随时随地侵袭着人们，尤其在医院、住宅、制药和食品行业，往往因环氧地坪涂漆表面和内部的细菌、霉菌繁殖，造成环境污染，为了增进人体健康、改善生活和工作环境，需要开发一款具有防霉杀菌效果的水性环氧地坪涂料。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性环氧地坪涂料法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明提供的一种水性环氧地坪涂料，包括以下组分，按质量百分比计：30-35％的含氨基的改性环氧树脂、18-20％聚丙烯酸酯树脂、10-12％的混晶型氧化钛、5-8％的碳酸钙、3-5％的滑石粉、2-4％的高岭土、1-2％的羧甲基纤维素、1-2％的六偏磷酸钠、1-3％的乙二醇、其余为去离子水。
在一些实施方式中，含氨基的改性环氧树脂制备方法是通过酚醛环氧树脂、环氧树脂和扩链剂，在催化剂的作用下，反应温度130℃-190℃进行开环扩链反应，达到理论的环氧当量后，降温至80-90℃加入有机胺化合物，在110-130℃间进行胺化及扩链反应，得到胺化后的含氨基的改性环氧树脂。
在一些实施方式中，酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂中的一种或多种。
在一些实施方式中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。
在一些实施方式中，扩链剂为单酚、双酚类化合物、双酚A型聚醚多元醇、二元羧酸、聚醚多元醇、聚酯多元醇、二元巯醇中的一种或多种。
在一些实施方式中，反应催化剂为三乙醇胺、三乙胺、二乙醇胺、二乙胺、三苯基磷、三苯基溴化磷、二甲基苄胺、咪唑、二甲基咪唑、2-乙基4-甲基咪唑中的一种或多种。
在一些实施方式中，有机胺化合物为二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、甲基异丁基酮亚胺、酮亚胺改性聚酰胺中的一种或多种。
在一些实施方式中，混晶型氧化钛制备方法如下：
α1、将TiO2·nH2O和KOH二者摩尔比为0.4-0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880-900℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
α2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1-2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol/L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0-3.0；
α3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃·min-1的速度烧结至800-1200℃，保温2h，慢冷至室温，得到所述的混晶氧化钛。
混晶氧化钛的制备原理如下：得到产物钛酸后，在马弗炉中烧结脱水得到锐钛型氧化钛，锐钛型氧化钛向金红石型氧化钛的转变温度为800℃左右。而由于其高热稳定性，使在800℃下的锐钛型氧化钛晶须具有非常优异的晶化度以及一维取向性，其光催化杀菌性能优异。而随着温度继续升高，锐钛型氧化钛向更加温度的金红石型氧化钛转变，从而在1200°C下得到晶化度优异、一维取向性好的锐钛-金红石型混晶氧化钛晶须。而焙烧温度900℃，保温2h，得到的锐钛-金红石型混晶氧化钛，其中锐钛-金红石型混晶氧化钛中锐钛型氧化钛的质量百分含量为20％，其光催化杀菌效果最佳。
在一些实施方式中，一种水性环氧地坪涂料，包括以下组分，按质量百分比计：32％的含氨基的改性环氧树脂、19％聚丙烯酸酯树脂、11％的混晶型氧化钛、7％的碳酸钙、4％的滑石粉、3％的高岭土、1.5％的羧甲基纤维素、1.5％的六偏磷酸钠、2％的乙二醇、其余为去离子水。
杀菌防霉的工作原理：氧化钛的电子结构特点为满的价带和空的导带，其带隙能为3.2ev，需要波长小于387.5nm的紫外光照射，电子才能从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，形成高活性的电子-空穴对。而混晶氧化钛由于其异质结结构的存在，其带隙能小于3ev，可以通过波长更长的可见光或太阳光直接进行激发，形成高活性的电子空穴对。此时在表面就会发生氧化还原反应，空穴与表面吸附的H2O或OH-反应形成具有很强氧化性的活性羟基；电子则与表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子。超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基和双氧水，这些物质能与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应，而对生物细胞结构引起广泛的损伤性怕坏，以达到防霉杀菌的效果。
具体实施方式
下面通过实施方式对本发明进行进一步详细的说明。
实施案例1：
A1、将TiO2·nH2O和KOH二者摩尔比为0.4，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
A2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol/L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0；
A3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃·min-1的速度烧结至800℃，保温2h，慢冷至室温，得到的混晶氧化钛；
A4、通过苯酚型酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂和单酚，在催化剂三乙醇胺的作用下，反应温度130℃进行开环扩链反应，达到理论的环氧当量后，降温至80℃加入二乙醇胺，在110℃间进行胺化及扩链反应，得到胺化后的含氨基的改性环氧树脂；
A5、按质量百分比计：30％的含氨基的改性环氧树脂、18％聚丙烯酸酯树脂、10％的混晶型氧化钛、5％的碳酸钙、3％的滑石粉、2％的高岭土、1％的羧甲基纤维素、1％的六偏磷酸钠、1％的乙二醇、其余为去离子水混合后搅拌，得到水性环氧地坪涂料a。
实施案例2：
B1、将TiO2·nH2O和KOH二者摩尔比为0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至900℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
B2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol/L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为3.0；
B3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃·min-1的速度烧结至1200℃，保温2h，慢冷至室温，得到的混晶氧化钛；
B4、通过邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚S型环氧树脂和双酚A型聚醚多元醇，在催化剂二甲基咪唑的作用下，反应温度190℃进行开环扩链反应，达到理论的环氧当量后，降温至90℃加入N-甲基乙醇胺，在130℃间进行胺化及扩链反应，得到胺化后的含氨基的改性环氧树脂；
B5、按质量百分比计：35％的含氨基的改性环氧树脂、20％聚丙烯酸酯树脂、12％的混晶型氧化钛、8％的碳酸钙、5％的滑石粉、4％的高岭土、2％的羧甲基纤维素、2％的六偏磷酸钠、3％的乙二醇、其余为去离子水混合后搅拌，得到水性环氧地坪涂料b。
实施案例3：
C1、将TiO2·nH2O和KOH二者摩尔比为0.5，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至890℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
C2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1.5天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol/L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.5；
C3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃·min-1的速度烧结至900℃，保温2h，慢冷至室温，得到的混晶氧化钛；
C4、通过双酚A型酚醛环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚和二元羧酸，在催化剂三苯基磷的作用下，反应温度150℃进行开环扩链反应，达到理论的环氧当量后，降温至85℃加入甲基异丁基酮亚胺，在120℃间进行胺化及扩链反应，得到胺化后的含氨基的改性环氧树脂；
C5、按质量百分比计：32％的含氨基的改性环氧树脂、19％聚丙烯酸酯树脂、11％的混晶型氧化钛、7％的碳酸钙、4％的滑石粉、3％的高岭土、1.5％的羧甲基纤维素、1.5％的六偏磷酸钠、2％的乙二醇、其余为去离子水混合后搅拌，得到水性环氧地坪涂料c。
将实施案例和对比案例中得到的水性环氧地坪涂料进行防霉测试。
(1)湿漆腐败实验
将实施案例和对比案例(商业化的水性环氧地坪涂料d)中的待测试样，依次注射到分别装有琼脂培养基和麦芽汁培养基的培养皿中，观察细菌和霉菌的生长情况，在25℃孵化至少48小时后，根据微生物繁殖的面积做出直观评价，结果如下表：
(2)干膜防霉实验
每个试样都涂覆在石膏板上，两道，每道间隔24h。干燥后，将每块试样板都切成两半，将混合霉菌液喷至涂膜表面，然后将试板悬挂在4-20℃的高湿度箱中28天，用肉眼和显微镜观察涂料表面的发霉情况。
| 试样 | 干膜霉菌繁殖率 | 干膜藻类繁殖率 |
| a | 0/0 | 0/0 |
| b | 1/A | 2/B |
| c | 0/A | 0/0 |
| d | 4/C | 3/C |
根据BS 3900-G6标准，霉菌/藻类繁殖率分为6级，即0为无滋生，1为滋生面积小于1％，2为滋生面积为1-10％，3为滋生面积为11-30％，4为滋生面积为31-70％，5为滋生面积大于70％。密度划分为：0为无滋生，A为极微，B为轻度，C为中度，D为密集。
从上述防霉测试中，可以发现实施案例得到的水性环氧地坪涂料防霉杀菌性能优于现商业化的水性环氧地坪涂料。且该涂料成膜后具有良好耐候性、耐刮擦性和抗石击性能。
以上表述仅为本发明的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，包括以下组分，按质量百分比计：30-35％的含氨基的改性环氧树脂、18-20％聚丙烯酸酯树脂、10-12％的混晶型氧化钛、5-8％的碳酸钙、3-5％的滑石粉、2-4％的高岭土、1-2％的羧甲基纤维素、1-2％的六偏磷酸钠、1-3％的乙二醇、其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述含氨基的改性环氧树脂制备方法是通过酚醛环氧树脂、环氧树脂和扩链剂，在催化剂的作用下，反应温度130℃-190℃进行开环扩链反应，达到理论的环氧当量后，降温至80-90℃加入有机胺化合物，在110-130℃间进行胺化及扩链反应，得到胺化后的含氨基的改性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述扩链剂为单酚、双酚类化合物、双酚A型聚醚多元醇、二元羧酸、聚醚多元醇、聚酯多元醇、二元巯醇中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述反应催化剂为三乙醇胺、三乙胺、二乙醇胺、二乙胺、三苯基磷、三苯基溴化磷、二甲基苄胺、咪唑、二甲基咪唑、2-乙基4-甲基咪唑中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述有机胺化合物为二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、甲基异丁基酮亚胺、酮亚胺改性聚酰胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，所述混晶型氧化钛制备方法如下：
α1、将TiO2·nH2O和KOH二者摩尔比为0.4-0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880-900℃后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
α2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1-2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol/L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0-3.0；
α3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃·min-1的速度烧结至800-1200℃，保温2h，慢冷至室温，得到所述的混晶氧化钛。
9.根据权利要求1所述的一种水性环氧地坪涂料，其特征在于，包括以下组分，按质量百分比计：32％的含氨基的改性环氧树脂、19％聚丙烯酸酯树脂、11％的混晶型氧化钛、7％的碳酸钙、4％的滑石粉、3％的高岭土、1.5％的羧甲基纤维素、1.5％的六偏磷酸钠、2％的乙二醇、其余为去离子水。
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