CN108047891A - 一种涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种涂料及其制备方法，属于建筑材料领域。其是无溶剂的薄涂型的涂料。制备涂料的原料包括主剂、固化剂以及填料，且主剂、固化剂以及填料的重量比为1:0.5～1:0.2～0.4。主剂包括：环氧树脂、活性稀释剂、流平剂、消泡剂、分散剂、防霉剂。填料包括：钛白粉、石英粉、风电叶片材料粉、滑石粉、颜料。固化剂为胺类固化剂。薄涂型地坪涂料，硬度、耐磨性、抗冲击等性能优异，施工后的涂膜外观平整，无刷痕、折皱、气泡等缺陷，表现出较好的耐水性、耐化学性能，并且有效的解决了废旧风电叶片造成的长期堆积问题、环境问题、能源问题，对促进资源循环、固体废弃物回收利用工作事业发展具有实际意义。

Description

一种涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种涂料及其制备方法。

背景技术

薄涂型地坪涂料具有表面光洁、色彩丰富、无毒、环保卫生等特点，在使用过程中不起灰、无裂缝、易清洗，被广泛应用于大型超市、展览馆、会议室以及电子、医药等车间的地坪。由于环氧薄涂地坪所形成的涂膜透气性好、强度高、磨耗低、抗机械冲击强，可长期受重型荷载以及酸、碱、盐等化学品与汽油、机油等油类的侵蚀，并且施工速度快、成本低廉，也是目前工业地坪用量最大的地坪涂料之一。

风力发电是我国电力行业的重要支撑，其中风电叶片在风力发电***中是不可缺少的重要材料，通常风电叶片的使用寿命一般为15-20年，因此废旧风电叶片随着风电事业的发展日益加剧，据相关统计2010年超过8000吨，到2013年废旧风电叶片已经达到12000吨，并以每年约15％速率在增长，在2017年中国的废旧风电叶片已经突破18000吨。我国大量的废旧风电叶片的长期堆积，并带来了一定的社会问题、环境问题、能源问题。

风电叶片材料是以不饱和聚酯树脂、环氧树脂为粘接材料，无碱玻璃纤维为增强材料，巴沙木为轻质填料，三者在一定工艺、配比下复合成的热固性(俗称玻璃钢材料)树脂材料，该类材料的物理、化学性能稳定，并且质轻。目前国内外处理风电叶片的主要方式有掩埋、焚烧等，该类方式成本高、能耗大，不利于环保，未从根本上解决问题。因此，寻找一种新型、高效、环保、廉价的废旧风电叶片处理方式势在必行，废旧风电叶片材料的再次利用亟待解决。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供了一种涂料及其制备方法，以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实施例的提供了一种涂料。涂料是一种无溶剂的薄涂型的涂料，制备涂料的原料包括主剂、固化剂以及填料，且主剂、固化剂以及填料的重量比为1:0.5～1:0.2～0.5；

其中，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂70～90份、活性稀释剂10～30份、流平剂2～10份、消泡剂1～5份、分散剂1～5份、防霉剂0.1～3份；其中，填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉10～20份、石英粉30～50份、风电叶片材料粉20～50份、滑石粉10～20份、颜料5～15份；其中，固化剂为胺类固化剂。

在第二方面，本本发明的提供了一种制备上述的涂料的方法。方法包括：将主剂、固化剂以及填料混合。

有益效果：

本发明实施例提供的涂料具有以下优势：

1、本发明将废旧风电叶片应用于薄涂型地坪涂料，大量回收了废旧风电叶片材料，具有变废为宝、资源重复利用等实际意义。

2、本发明的薄涂型地坪涂料硬度、耐磨性、抗冲击等性能优异，施工后的涂膜外观平整，无刷痕、折皱、气泡等缺陷，表现出较好的耐水性、耐化学性能。

3、本发明的薄涂型地坪涂料，装饰效果好，颜色自由搭配、色彩柔和，并且高清洁、无接缝、易清扫，不产生有毒有害物质，利于环保，可满足GMP检测要求。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下针对本发明实施例的涂料及其制备方法进行具体说明：

本发明提供的涂料是一种具有无溶剂的薄涂型建筑涂装材料。所述的涂料是一种以环氧树脂为主体，兼顾采用目前难以被有效地利用的废旧风电叶片的新型涂料。

其具有无溶剂、内部颗粒致密、干燥快、收缩率低、抗压强度大等特点。另外，由于其涂料主体为环氧树脂，并且结合其中的废旧叶片，以及其他无机粉料，使其具有优异的稳定性，在各种恶劣的环境下具有优异的使用寿命。例如，涂料具有耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性，且还具有耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等物理特性。采用所述的涂料形成的地面光滑、平整、无缝且表面光亮、平整、美观、易清洗、易维修保养、经久耐用。在涂装施工时，将涂料分散在流体中即可进行使用。

另外，由于其中不存在溶剂(具有较高的固含量)，因此，在施工过程中以及施工后的使用过程中均不会产生挥发性有机物，不会对环境造成污染，使用安全。与之相对的是，现有的一些地坪涂料中常常含有聚氨酯面漆等，其在施工过程中容易形成挥发性有机物，从而造成安全隐患。另一方面，现有基于环氧树脂的涂料一般存在易粉末化的问题，其耐磨性难以持久地满足使用的要求，因此，使用寿命较短。本发明中的涂料采用滑石粉、石英粉以及钛白粉等无机粉末，可以改善其耐磨性。

在涂料中，固化剂成分对最终形成的如地坪、墙面涂层的表观性能起到一定的影响。例如，当固化剂中含有一定的高温易分解有机物(如水杨酸等)，从而导致漆膜在干燥过程中产生气泡。

一般地，本发明所提出的涂料被用于施工地坪。但是，所述的涂料也可以被使用于其他场合，例如，墙面、坡面、机械表面等等。

以下对涂料及其制备方法进行更详尽的阐述。

制备涂料的原料包括主剂、固化剂以及填料，且主剂、固化剂以及填料的重量比为1:0.5～1:0.2～0.5。可替代的地，主剂、固化剂以及填料的重量比为1:0.6～0.9:0.3～0.4。

其中，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂70～90份、活性稀释剂10～30份、流平剂2～10份、消泡剂1～5份、分散剂1～5份、防霉剂0.1～3份；其中，填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉10～20份、石英粉30～50份、风电叶片材料粉20～50份、滑石粉10～20份、颜料5～15份；其中，固化剂为胺类固化剂。

在其他一些可替代示例中，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂73-86％；活性稀释剂12～28％；流平剂3～9％；消泡剂2～4份；分散剂2～4份；防霉剂0.5～2.8份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉11～19份、石英粉32～48份、风电叶片材料粉23～48份、滑石粉11～18份、颜料6～14份；其中，固化剂为胺类固化剂；

优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂75-80％；活性稀释剂15～20％；流平剂4～8％；消泡剂3～4份；分散剂3～4份；防霉剂1.0～2.5份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉13～17份、石英粉34～46份、风电叶片材料粉25～40份、滑石粉13～16份、颜料7～13份；其中，固化剂为胺类固化剂；

更优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂76-81％；活性稀释剂20～28％；流平剂7～10％；消泡剂3～5份；分散剂1～3份；防霉剂0.6～2.0份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉14～18份、石英粉40～48份、风电叶片材料粉30～45份、滑石粉10～14份、颜料9～12份；其中，固化剂为胺类固化剂；

最优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂82-89％；活性稀释剂25～30％；流平剂6～10％；消泡剂1～2份；分散剂2～4份；防霉剂1.7～2.4份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉11～16份、石英粉33～42份、风电叶片材料粉43～48份、滑石粉13～18份、颜料7～13份；其中，固化剂为胺类固化剂。

较佳地，环氧树脂包括双酚A液体环氧树脂、双酚F液体环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的任一种或多种的组合。双酚A型液体环氧树脂包括EPON828、DER331、GELR128和NPEL128中的任意一种。

优选地，双酚A型液体环氧树脂的环氧值为0.3～0.55，Tg温度为2～12℃。

较佳地，稀释剂烯丙基缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的任意一种。优选地，烷基缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚。通过以上所述的具有环氧活性(含环氧基团)的稀释剂的引入，在降低涂料粘度的同时，还不会引入挥发性有机物(VOC)。

流平剂包括聚硅氧烷-聚醚共聚物、聚二甲基聚硅氧烷中的任意一种。消泡剂包括聚醚类或有机硅类消泡剂，或所述分散剂包括不饱和多元羧酸的聚酰胺盐或多元铵盐改性物。

防霉剂可以是芳烃类、胺类化合物、杂环化合物类中的任意一种。钛白粉的结晶形态为金红石型、锐钛型或板钛型。颜料为有机颜料。固化剂为多胺型固化剂。优选地，多胺型固化剂包括脂肪族胺、聚酰胺、酯环胺、芳香胺中的任一种。由于涂料中的稀释剂是具有环氧活性(含环氧基团)，因此，其易于与胺类固化剂发生化学反应，而形成涂膜、涂层以及漆层的组分。

在改进例中，采用具有细粒度的原料将是有益的。首先，细粒度的物料之间更易混合。其次，获得的涂料的流动性被改善。涂层、漆膜表面更加细腻、光滑。作为一种可选的示例，石英粉粒径为800目以上；风电叶片材料粉为300～800目；滑石粉粒径为400～1000目；石英粉目数为400目～800目。另外，废旧风电叶片可以通过回收的风电叶片切割、粉碎、粉磨、筛分等处理，并去除大颗粒材料和杂质，筛选出粒径适当的粉末，例如500目以上。

另外，在涂料的原料配方中，滑石粉的结晶构造呈层状，因此，滑石粉易***成鳞片、且具有滑润性。石英粉改善涂料的性能使其不易分层。结合滑石粉和石英粉，可以使涂料具有触变性、防流挂、施工性能良好等特点。

另外，基于特别的需求，还可以在涂料中添加其他组分，例如，在原料中引入抗菌剂、导电成分。其中抗菌剂可以是负离子抗菌剂；导电成分可以是掺杂态的聚苯胺，或优选的氧化锌晶须。

现有的一些如导电金属单质填料、炭黑填料、复合导电填料均存在不同问题，而难以被有效地使用以改善涂料的防静电性能。例如，导电金属单质价格昂贵、易氧化性等缺点。炭黑填料分散稳定性差、颜色单一等问题；复合导电填料易沉降板结，防静电性能不稳定，且包含锡、锑、铟等对人体有害的重金属。

氧化锌晶须是一种立体四针状结构，具有三维空间构型。其分散于涂料中能够形成三维网状通道(可以导电通路)。其可以在更小的添加量情况下达到很好的高稳定的导电性。另外，氧化锌晶须透明状的单晶，易于被补充形成特殊要求的颜色。进一步地，其强度高、模量大，因此能增强涂料的耐冲击性、耐候性和附着力。

本发明实施例中，还提供了一种制作上述涂料的方法，包括：将主剂、固化剂以及填料混合。通常情况下，本发明提供的涂料能够在室温(如25～30℃)条件下制备，其制备条件温和，工艺操作小，也不容易引起其中成分热损失或变质。另一方面，由于不含挥发性有机物，在前述温和的温度条件下制作更加安全、方便。

另外，改进地，对主剂、固化剂以及填料的任意一种或多种分别进行预先拌和，优选地，主剂的拌和时间不低于2min(如8分钟、10分钟)；填料的拌和时间不低于2min(如5分钟、12分钟)；固化剂的拌和时间不低于2min(如10分钟、18分钟)。

在一些可替代示例中，主剂被预先混合，然后再将钛白粉、石英粉、玻璃钢粉、滑石粉以此加入混合后的主剂，混合均匀搅拌，最后再加入固化剂。

本发明实施例提供了一种能够利用废旧风电叶片材料的涂料，制备出了具有高硬度、高耐磨性能、高抗冲击性能、高拉伸粘接强度，并且其干燥时间、耐水性能、耐化学性能能满足相应国标要求的薄涂型环氧地坪涂料，以解决背景技术所提出的问题。

以下结合实施例对本发明的涂料及其制备方法作进一步的详细描述。

实施案例一

一种以废旧风电叶片材料为填料的无溶剂薄涂型地坪涂料：环氧树脂80份、活性稀释剂10份、流平剂4份、消泡剂3份、分散剂2份、防霉剂1份；填料包括以下组份：钛白粉8份、石英粉35份、风电叶片材料细粉35份、滑石粉15份、颜料7份；固化剂为胺类固化剂，所述的主剂、固化剂、填料的重量比为1:0.6:0.35。

实施案例二

一种以废旧风电叶片材料为填料的无溶剂薄涂型地坪涂料：环氧树脂75份、活性稀释剂12份、流平剂5份、消泡剂2份、分散剂3份、防霉剂3份；填料包括以下组份：钛白粉10份、石英粉30份、风电叶片材料细粉40份、滑石粉10份、颜料10份；固化剂为胺类固化剂，所述的主剂、固化剂、填料的重量比为1:0.75:0.3。

实施案例三

一种以废旧风电叶片材料为填料的无溶剂薄涂型地坪涂料：环氧树脂83份、活性稀释剂5份、流平剂4份、消泡剂2份、分散剂5份、防霉剂1份；填料包括以下组份：钛白粉8份、石英粉50份、风电叶片材料细粉20份、滑石粉15份、颜料7份；固化剂为胺类固化剂，所述的主剂、固化剂、填料的重量比为1:0.65:0.4。

实施案例四

一种以废旧风电叶片材料为填料的无溶剂薄涂型地坪涂料：环氧树脂85份、活性稀释剂4份、流平剂3份、消泡剂2份、分散剂4。5份、防霉剂1。5份；填料包括以下组份：钛白粉14份、石英粉40份、风电叶片材料细粉30份、滑石粉10份、颜料6份；固化剂为胺类固化剂，所述的主剂、固化剂、填料的重量比为1:0.7:0.25。

上述实施例一至四的测试方法按行业标准《环氧树脂地面涂层材料》JC/T1015-2006、《地坪涂装材料》GBT22374-2008中规定检测方法，测试该发明的产品性能，具体性能指标见下表1。

表1涂料施工性能

由上表1可见，本发明的薄涂地坪涂料在24h内其物理力学性能已经达《环氧树脂地面涂层材料》JC/T1015-2006中要求，可及时进行通车、行人，并且后期各项性能无倒缩现象出现，且易于清洁打扫。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种涂料，其特征在于，所述涂料是一种无溶剂的薄涂型的涂料，制备所述涂料的原料包括主剂、固化剂以及填料，且主剂、固化剂以及填料的重量比为1:0.5～1:0.2～0.5；

其中，所述主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂70～90份、活性稀释剂10～30份、流平剂2～10份、消泡剂1～5份、分散剂1～5份、防霉剂0.1～3份；其中，填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉10～20份、石英粉30～50份、风电叶片材料粉20～50份、滑石粉10～20份、颜料5～15份；其中，固化剂为胺类固化剂。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述原料包括按重量百分比计的以下：

主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂73-86％；活性稀释剂12～28％；流平剂3～9％；消泡剂2～4份；分散剂2～4份；防霉剂0.5～2.8份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉11～19份、石英粉32～48份、风电叶片材料粉23～48份、滑石粉11～18份、颜料6～14份；其中，固化剂为胺类固化剂；

优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂75-80％；活性稀释剂15～20％；流平剂4～8％；消泡剂3～4份；分散剂3～4份；防霉剂1.0～2.5份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉13～17份、石英粉34～46份、风电叶片材料粉25～40份、滑石粉13～16份、颜料7～13份；其中，固化剂为胺类固化剂；

更优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂76-81％；活性稀释剂20～28％；流平剂7～10％；消泡剂3～5份；分散剂1～3份；防霉剂0.6～2.0份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉14～18份、石英粉40～48份、风电叶片材料粉30～45份、滑石粉10～14份、颜料9～12份；其中，固化剂为胺类固化剂；

最优选地，主剂包括按重量份数计的以下组分：环氧树脂82-89％；活性稀释剂25～30％；流平剂6～10％；消泡剂1～2份；分散剂2～4份；防霉剂1.7～2.4份；填料包括按重量份数计的以下组分：钛白粉11～16份、石英粉33～42份、风电叶片材料粉43～48份、滑石粉13～18份、颜料7～13份；其中，固化剂为胺类固化剂。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A液体环氧树脂、双酚F液体环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的任一种或多种的组合，所述双酚A型液体环氧树脂包括EPON828、DER331、GELR128和NPEL128中的任意一种，优选地，所述双酚A型液体环氧树脂的环氧值为0.3～0.55，Tg温度为2～12℃；

优选地，所述双酚F型液体环氧树脂包括EPON862和DER351中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述稀释剂包括烯丙基缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述流平剂包括聚硅氧烷-聚醚共聚物、聚二甲基聚硅氧烷中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述消泡剂包括聚醚类或有机硅类消泡剂，或所述分散剂包括不饱和多元羧酸的聚酰胺盐或多元铵盐改性物。

7.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述防霉剂为芳烃类、胺类化合物、杂环化合物类其中一种；或所述钛白粉的结晶形态为金红石型、锐钛型或板钛型；或所述颜料为有机颜料；或所述固化剂为多胺型固化剂，优选地，所述多胺型固化剂包括脂肪族胺、聚酰胺、酯环胺、芳香胺中的任一种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的涂料，其特征在于，石英粉粒径为800目以上；风电叶片材料粉为300～800目；滑石粉粒径为400～1000目；所述石英粉目数为400目～800目。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的涂料的制作方法，其特征在于，所述方法包括：将所述主剂、所述固化剂以及所述填料混合。

10.根据权利要求9所述的涂料的制作方法，其特征在于，将所述主剂、所述固化剂以及所述填料混合之前，还包括：对所述主剂、所述固化剂以及所述填料的任意一种或多种分别进行预先拌和，优选地，所述主剂的拌和时间不低于2min；所述填料的拌和时间不低于2min；所述固化剂的拌和时间不低于2min。