CN108948944A - 一种耐久型防滑涂料的制备方法 - Google Patents

一种耐久型防滑涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐久型防滑涂料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明按重量份数计，将10～20份聚酰胺树脂，30～40份丙酮，8～10固化剂，5～8份消泡剂，5～8份硅树脂搅拌混合，得1号混合浆料；按重量份数计，将30～40份环氧树脂，70～80份溶剂，5～8份桐油，5～8份颜料，20～30份混合填料搅拌混合，得2号混合浆料；按重量份数计，将20～30份1号混合浆料，60～80份2号混合浆料，30～40份改性玻璃微珠搅拌混合，即得耐久型防滑涂料。本发明提供的耐久型防滑涂料具有优异的耐磨性能和防滑性能。

Description

一种耐久型防滑涂料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种耐久型防滑涂料的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
防滑涂料对人们来说已不陌生，在人行天桥、体育场、舰船甲板、离岸平台、水上浮桥上等都可见到防滑地板。防滑性是防滑涂料的基本特征，是涂膜所具有的一种特殊性能。防滑涂料主要含有防滑粒料、成膜树脂等物质，防滑粒料是为了提高漆膜防滑性能的添加剂，赋予漆膜防滑能力，防止人员滑倒摔伤；成膜树脂具有固定防滑粒料的作用，同时保护底材不受破坏。
防滑涂料的开发利用已有多年的历史。基料通常选用普通的醇酸树脂、氯化橡胶、酚醛树脂或改性环氧树脂，这些树脂的耐候性、机械性能好。树脂中掺以硬而大的粒子，如廉价的石英砂或类似物，这些填充物粒大而突出于表面，产生较大的摩擦阻力，从而达到防滑的目的。
防滑涂料最成功的应用是在***和舰载甲板上，涂料增大了甲板的摩擦系数，避免了滑动，在航母航行时涂料可防止飞机和车辆在甲板上滑动，正是由于这些特殊的用途，使防滑涂料的发展突飞猛进，由一般的民用范围到专门为航母的防滑研究，已成立了专门的防滑涂料生产、研究中心，防滑涂料品种繁多、用途广泛，专用性和通用性防滑涂料应运而生。例如，AST中心生产的EPOXO 300C环氧聚酰胺防滑涂料被用于海军全部***飞行甲板和90%以上大型舰船甲板，是安全保障最高的防滑涂料，这种涂料摩擦力大、耐久性长，已有20年的应用。采用具有金刚石级硬度的氧化铝型耐磨粒料，在水、油状态下摩擦系数几乎不变，耐热喷气能力、耐化学品能力强，且附着力好。目前传统的防滑涂料还存在防滑性能和耐磨性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统防滑涂料耐磨性能不佳，而且防滑性能无法进一步提高的问题，提供了一种耐久型防滑涂料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，将10～20份聚酰胺树脂，30～40份丙酮，8～10固化剂，5～8份消泡剂，5～8份硅树脂搅拌混合，得1号混合浆料；
（2）按重量份数计，将30～40份环氧树脂，70～80份溶剂，5～8份桐油，5～8份颜料，20～30份混合填料搅拌混合，得2号混合浆料；
（3）按重量份数计，将20～30份1号混合浆料，60～80份2号混合浆料，30～40份改性玻璃微珠搅拌混合，即得耐久型防滑涂料。
步骤（1）所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。
步骤（1）所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
步骤（1）所述硅树脂为聚甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷中的任意一种。
步骤（2）所述环氧树脂为环氧树脂E-03，环氧树脂E-51或环氧树脂E-44中的任意一种。
步骤（2）所述溶剂为丁醇，甲乙酮，环己酮或醚醇中的任意一种。
步骤（2）所述颜料为铬黄，氧化铁红，炭黑或重质碳酸钙中的任意一种。
步骤（2）所述混合填料是由滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1混合球磨而成。
步骤（3）所述改性玻璃微珠的制备过程为：将玻璃微珠与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20恒温超声浸渍，加入氢氧化钠溶液体积0.1～0.3倍的多巴胺溶液，继续超声分散，过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将100～120份明胶液，4～8份聚氧乙烯醚，6～8份硫酸铵，5～10份氢氧化钾，3～5份硅酸钠搅拌混合，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：10～1：20保温保压处理，过滤，洗涤，干燥，高温煅烧，极冷，过滤，干燥，得改性玻璃微珠。
本发明的有益效果是：
本发明通过添加改性玻璃微珠，在制备过程中，首先，玻璃微珠经过氢氧化钠溶液浸泡腐蚀，使得玻璃微珠表面粗糙化，接着经过多巴胺溶液浸泡，使得多巴胺能够良好的吸附在玻璃微珠表面，随后多巴胺发生氧化自聚，生成聚多巴胺，在玻璃微珠表面形成聚多巴胺层，起到调节腐蚀速率的作用，且吸附性能的提高，有利于在玻璃微珠表面吸附形成致密的棱状结构，而预处理混合液中的明胶在碱性环境下，由于明胶分子结构中的羧基被离子化而使明胶胶体结构呈现膨胀状态，而随着氢氧化钾的消耗，体系碱性逐渐减弱，明胶膨胀状态逐渐收缩，在收缩过程中，可将体系中新形成的棱状结构固定于玻璃微珠表面，且明胶收缩后，在新形成的棱状结构表面包覆，避免新形成的棱状结构重新溶解，使玻璃微珠表面的棱状结构致密度得以提升，玻璃微珠表面的棱状结构使得玻璃微珠粗糙度得到进一步提升，一方面，使得体系的防滑性能得到提升，另一方面，改性玻璃微珠间易形成机械咬合，使得体系的耐磨性能得到进一步的提升，从而提升了产品的耐久性。
具体实施方式
将滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1置于球磨机中，过90目的筛，得混合填料；将明胶与水按质量比1：30～1：50置于1号烧杯中混合，用玻璃棒搅拌10～20min，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～85℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，得明胶液；将玻璃微珠与质量分数为30～40%的氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，恒温超声浸渍30～50min，随后将单口烧瓶加入氢氧化钠溶液体积0.1～0.3倍质量浓度为2.6g/L的多巴胺溶液，于超声频率为55～75kHz条件下，继续超声分散30～50min，得浸渍液，再将浸渍液过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将100～120份明胶液，4～8份聚氧乙烯醚，6～8份硫酸铵，5～10份氢氧化钾，3～5份硅酸钠置于2号烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：10～1：20置于高压反应釜中，于温度为130～150℃，压力为3～5MPa条件下，保温保压处理1～2h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤5～8次，随后将干燥后的滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤饼，将干燥滤饼置于煅烧炉中，于温度为200～260℃条件下，高温煅烧1～2h后，将煅烧后的滤饼置于水中极冷，得极冷混合液，再将极冷混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣置于置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得改性玻璃微珠；按重量份数计，将10～20份聚酰胺树脂，30～40份丙酮，8～10固化剂，5～8份消泡剂，5～8份硅树脂置于1号混料机中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合30～50min，得1号混合浆料；按重量份数计，将30～40份环氧树脂，70～80份溶剂，5～8份桐油，5～8份颜料，20～30份混合填料置于2号混料机中，于转速为400～600r/min条件下，搅拌混合30～50min，得2号混合浆料；按重量份数计，将20～30份1号混合浆料，60～80份2号混合浆料，30～40份改性玻璃微珠置于3号混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得耐久型防滑涂料。所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。所述硅树脂为聚甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷中的任意一种。所述环氧树脂为环氧树脂E-03，环氧树脂E-51或环氧树脂E-44中的任意一种。所述溶剂为丁醇，甲乙酮，环己酮或醚醇中的任意一种。所述颜料为铬黄，氧化铁红，炭黑或重质碳酸钙中的任意一种。
实例1
将滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1置于球磨机中，过90目的筛，得混合填料；将明胶与水按质量比：50置于1号烧杯中混合，用玻璃棒搅拌20min，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，得明胶液；将玻璃微珠与质量分数为40%的氢氧化钠溶液按质量比1：20置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，恒温超声浸渍50min，随后将单口烧瓶加入氢氧化钠溶液体积0.3倍质量浓度为2.6g/L的多巴胺溶液，于超声频率为75kHz条件下，继续超声分散50min，得浸渍液，再将浸渍液过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将120份明胶液，8份聚氧乙烯醚，8份硫酸铵，10份氢氧化钾，5份硅酸钠置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：20置于高压反应釜中，于温度为150℃，压力为5MPa条件下，保温保压处理2h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将干燥后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤饼，将干燥滤饼置于煅烧炉中，于温度为260℃条件下，高温煅烧2h后，将煅烧后的滤饼置于水中极冷，得极冷混合液，再将极冷混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣置于置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性玻璃微珠；按重量份数计，将20份聚酰胺树脂，40份丙酮，10固化剂，8份消泡剂，8份硅树脂置于1号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得1号混合浆料；按重量份数计，将40份环氧树脂，80份溶剂，8份桐油，8份颜料，30份混合填料置于2号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得2号混合浆料；按重量份数计，将30份1号混合浆料，80份2号混合浆料，40份改性玻璃微珠置于3号混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型防滑涂料。所述固化剂为二乙烯三胺。所述消泡剂为乳化硅油。所述硅树脂为聚甲基硅氧烷。所述环氧树脂为环氧树脂E-03。所述溶剂为丁醇。所述颜料为铬黄。
实例2
将滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1置于球磨机中，过90目的筛，得混合填料；将明胶与水按质量比：50置于1号烧杯中混合，用玻璃棒搅拌20min，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，得明胶液；将玻璃微珠与质量分数为40%的氢氧化钠溶液按质量比1：20置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，恒温超声浸渍50min，随后将单口烧瓶加入氢氧化钠溶液体积0.3倍质量浓度为2.6g/L的多巴胺溶液，于超声频率为75kHz条件下，继续超声分散50min，得浸渍液，再将浸渍液过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将120份明胶液，8份聚氧乙烯醚，8份硫酸铵，10份氢氧化钾，5份硅酸钠置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：20置于高压反应釜中，于温度为150℃，压力为5MPa条件下，保温保压处理2h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将干燥后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤饼，将干燥滤饼置于煅烧炉中，于温度为260℃条件下，高温煅烧2h后，将煅烧后的滤饼置于水中极冷，得极冷混合液，再将极冷混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣置于置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性玻璃微珠；按重量份数计，将20份聚酰胺树脂，40份丙酮，10固化剂，8份消泡剂置于1号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得1号混合浆料；按重量份数计，将40份环氧树脂，80份溶剂，8份桐油，8份颜料，30份混合填料置于2号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得2号混合浆料；按重量份数计，将30份1号混合浆料，80份2号混合浆料，40份改性玻璃微珠置于3号混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型防滑涂料。所述固化剂为二乙烯三胺。所述消泡剂为乳化硅油。所述环氧树脂为环氧树脂E-03。所述溶剂为丁醇。所述颜料为铬黄。
实例3
将滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1置于球磨机中，过90目的筛，得混合填料；将明胶与水按质量比：50置于1号烧杯中混合，用玻璃棒搅拌20min，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，得明胶液；将玻璃微珠与质量分数为40%的氢氧化钠溶液按质量比1：20置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，恒温超声浸渍50min，随后将单口烧瓶加入氢氧化钠溶液体积0.3倍质量浓度为2.6g/L的多巴胺溶液，于超声频率为75kHz条件下，继续超声分散50min，得浸渍液，再将浸渍液过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将120份明胶液，8份聚氧乙烯醚，8份硫酸铵，10份氢氧化钾，5份硅酸钠置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：20置于高压反应釜中，于温度为150℃，压力为5MPa条件下，保温保压处理2h，得混合浆液，再将混合浆液过滤，得滤饼，接着用去离子水将滤饼洗涤8次，随后将干燥后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤饼，将干燥滤饼置于煅烧炉中，于温度为260℃条件下，高温煅烧2h后，将煅烧后的滤饼置于水中极冷，得极冷混合液，再将极冷混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣置于置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得改性玻璃微珠；按重量份数计，将20份聚酰胺树脂，40份丙酮，10固化剂，8份消泡剂，8份硅树脂置于1号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得1号混合浆料；按重量份数计，将40份环氧树脂，80份溶剂，8份颜料，30份混合填料置于2号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得2号混合浆料；按重量份数计，将30份1号混合浆料，80份2号混合浆料，40份改性玻璃微珠置于3号混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型防滑涂料。所述固化剂为二乙烯三胺。所述消泡剂为乳化硅油。所述硅树脂为聚甲基硅氧烷。所述环氧树脂为环氧树脂E-03。所述溶剂为丁醇。所述颜料为铬黄。
实例4
将滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1置于球磨机中，过90目的筛，得混合填料；将明胶与水按质量比：50置于1号烧杯中混合，用玻璃棒搅拌20min，并将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，得明胶液；按重量份数计，将20份聚酰胺树脂，40份丙酮，10固化剂，8份消泡剂，8份硅树脂置于1号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得1号混合浆料；按重量份数计，将40份环氧树脂，80份溶剂，8份桐油，8份颜料，30份混合填料置于2号混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得2号混合浆料；按重量份数计，将30份1号混合浆料，80份2号混合浆料，40份玻璃微珠置于3号混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型防滑涂料。所述固化剂为二乙烯三胺。所述消泡剂为乳化硅油。所述硅树脂为聚甲基硅氧烷。所述环氧树脂为环氧树脂E-03。所述溶剂为丁醇。所述颜料为铬黄。
对比例：上海某科技有限公司生产的防滑涂料。
将实例1至4所得防滑涂料和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
耐磨性能：测试磨耗量。先计算钢板上涂层的质量：m1=（总质量-钢板质量）。将一根标准的直径为3mm的钢条放置于涂层上，放一个重块使得钢条和涂层间产生（136±0.5）N的压力，先将钢条在涂层上来回移动50次，再使用一个新的钢条在涂层上来回移动50次，测量450次前后涂层质量的变化，记录为m2。涂层的耐磨损性能记录为Lm=m2/m1×100%。
防滑效果：测试摩擦系数。将滑块放置在水平的涂层（已经过50次磨损试验）上，给予一个水平的推力或拉力使其以5mm/s的速度做匀速直线运动，一共持续8s，通过滑块的质量和推拉力的大小计算出摩擦系数。
具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 对比例
磨耗量/% 0.07 0.12 0.11 0.13 0.18
摩擦系数 1.5 1.2 1.3 1.1 0.8
由表1检测结果可知，本发明所得耐久型防滑涂料具有优异的耐磨性能和防滑性能。

Claims (9)

1.一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）按重量份数计，将10～20份聚酰胺树脂，30～40份丙酮，8～10固化剂，5～8份消泡剂，5～8份硅树脂搅拌混合，得1号混合浆料；
（2）按重量份数计，将30～40份环氧树脂，70～80份溶剂，5～8份桐油，5～8份颜料，20～30份混合填料搅拌混合，得2号混合浆料；
（3）按重量份数计，将20～30份1号混合浆料，60～80份2号混合浆料，30～40份改性玻璃微珠搅拌混合，即得耐久型防滑涂料。
2.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。
3.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述消泡剂为乳化硅油，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
4.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述硅树脂为聚甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷中的任意一种。
5.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述环氧树脂为环氧树脂E-03，环氧树脂E-51或环氧树脂E-44中的任意一种。
6.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述溶剂为丁醇，甲乙酮，环己酮或醚醇中的任意一种。
7.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述颜料为铬黄，氧化铁红，炭黑或重质碳酸钙中的任意一种。
8.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述混合填料是由滑石粉，氧化铝，二氧化钛按质量比1：1：1混合球磨而成。
9.根据权利要求所述一种耐久型防滑涂料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述改性玻璃微珠的制备过程为：将玻璃微珠与氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20恒温超声浸渍，加入氢氧化钠溶液体积0.1～0.3倍的多巴胺溶液，继续超声分散，过滤，得预处理玻璃微珠，按重量份数计，将100～120份明胶液，4～8份聚氧乙烯醚，6～8份硫酸铵，5～10份氢氧化钾，3～5份硅酸钠搅拌混合，得预处理混合液；将预处理玻璃微珠与预处理混合液按质量比1：10～1：20保温保压处理，过滤，洗涤，干燥，高温煅烧，极冷，过滤，干燥，得改性玻璃微珠。
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