CN109535969B - 气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用方法 - Google Patents

气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气凝胶改性双组份水性聚氨酯弹性跑道涂料，由如下按重量份数配比的各组份混合制成：A组分：水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35～36份，润湿流平剂0.12～0.18份，聚氨酯增稠剂0.08～0.12份，颜填料浆46.5～48.5份，乙二醇丁醚1.0～1.5份，聚氨酯流变剂0.2～0.3份，去离子水14.5～16.0份；B组分：基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂；A组分和B组分的重量比为6：1～1.1。本发明彻底消除了“毒跑道”问题，营造健康的运动环境，确保产品使用效果，以满足贮存及施工的需要，确保弹性跑道的环保性、高弹性、长久使用寿命。

Description

气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用 方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用方法。
背景技术
近年来大量的学校升级改造，使用塑胶跑道替代原有操场材料，但是由于缺乏监管体制，一些不良商家为节约成本，采用有毒材料施工，大量使用废轮胎、废电缆打碎制成的有毒橡胶颗粒作为填料。因此，导致多所学校陆续发生"异味跑道、异味操场"的现象，甚至造成学生流鼻血、过敏、头晕、恶心等症状，给使用跑道的师生身体带来极大的伤害。
为了解决上述问题，许多涂料制造商纷纷推出无溶剂型聚氨酯跑道涂料、水性聚氨酯跑道涂料等环保建材产品，用于替代传统的溶剂型聚氨酯体系。但是，由于聚氨酯本身弹性有限、而且随着时间的推移聚氨酯老化会带来弹性下降，所以弹性跑道涂料中仍离不开使用塑胶颗粒，从而使跑道仍存在很大的健康隐患。所以市场需要一种彻底取代传统塑胶颗粒的全环保跑道涂料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用方法，使用纳米二氧化硅气凝胶替代传统塑胶颗粒，彻底消除了“毒跑道”问题，营造健康的运动环境；同时，本发明改善了纳米二氧化硅气凝胶在水性涂料中的分散性、稳定性，解决气凝胶颗粒在产品贮存及干燥成膜过程中易富聚的问题，确保产品使用效果，以满足贮存及施工的需要，确保弹性跑道的环保性、高弹性、长久使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，由如下按重量份数配比的各组分混合制成：
A组分：水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35～36份，润湿流平剂0.12～0.18份，聚氨酯增稠剂0.08～0.12份，颜填料浆46.5～48.5份，乙二醇丁醚1.0～1.5份，聚氨酯流变剂0.2～0.3份，去离子水14.5～16.0份；
所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体22～24份，去离子水4～6份，金红石钛白粉33～35份，二氧化硅气凝胶颗粒32～34份，A-B嵌段型高分子超分散剂4～4.3份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.4～0.6份，有机硅消泡剂0.3～0.4份；
B组分：基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂；
所述A组分和B组分的重量比为A组分：B组分＝6：1～1.1。
作为优选方式，由如下按重量份数配比的各组分混合制成：
A组分：水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5份，润湿流平剂0.15份，聚氨酯增稠剂0.1份，颜填料浆47.5份，乙二醇丁醚1.25份，聚氨酯流变剂0.25份，去离子水15.25份；
所述A组分和B组分的重量比为A组分：B组分＝6：1。
作为优选方式，所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23份，去离子水5份，金红石钛白粉34份，二氧化硅气凝胶颗粒33份，A-B嵌段型高分子超分散剂4.15份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5份，有机硅消泡剂0.35份。
作为优选方式，所述纳米二氧化硅气凝胶外观透明、淡蓝色，粒径为1～5mm，密度70～120kg/m3，孔隙率>96.5％，比表面积6000～1000m2，总孔容积2.0～4.2cc/g，平均孔径20.9nm，导热系数(25℃)0.016W/m·k。
作为优选方式，所述A-B嵌段型高分子超分散剂的外观为浅黄色液体，有效成分45±1％。
作为优选方式，镁铝硅酸盐类悬浮剂的外观为米白色粉末，325目筛余0.005％，干燥颗粒的平均粒径4.2微米，pH值9.7。
作为优选方式，所述水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，固含为44.5％，pH值为8.0，密度约1.06g/ml，羟基含量约3.9％；所述金红石钛白粉外观为白色粉末，TiO2含量≥93％，比重为4.0g/ml，吸油量为13.0，pH值为8.0；所述有机硅消泡剂的组成为破泡聚合物和聚硅氧烷混合物，不挥发分>95％；所述润湿流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，不挥发分52％；所述聚氨酯增稠剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，固含量21.5％，密度1.044g/cm3；所述聚氨酯流变剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，有效成分20％，密度1.04g/cm3；所述基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，固含量100％，粘度3500±1000cps，密度约1.16g/cm3，NCO含量20.7～21.7％。
本发明提供一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水、金红石钛白粉、纳米二氧化硅气凝胶，添加完毕后在1000转/分转速下预分散15min；然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂、镁铝硅酸盐类悬浮剂、有机硅消泡剂，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用；
步骤二、配制A组分：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂、聚氨酯增稠剂，添加完毕后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一中制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆、乙二醇丁醚、聚氨酯流变剂、去离子水，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品；
步骤三、配制B组分：
使用基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分；
步骤四、配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，按A组分：B组分＝6：1～1.1的比例进行配比，搅拌均匀，静置3～5min。
作为优选方式，所述A组分按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5份，润湿流平剂0.15份，聚氨酯增稠剂0.1份，颜填料浆47.5份，乙二醇丁醚1.25份，聚氨酯流变剂0.25份，去离子水15.25份；
其中，所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23份，去离子水5份，金红石钛白粉34份，二氧化硅气凝胶颗粒33份，A-B嵌段型高分子超分散剂4.15份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5份，有机硅消泡剂0.35份；
所述A组分和B组分的重量比为A组分：B组分＝6：1。
本发明提供一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的使用方法，先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加至6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min；采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
本发明涉及一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料及其制备与使用方法，与现有设计相比，其优点在于：
基于纳米二氧化硅气凝胶是一种理想的高弹性材料，这种“碳海绵”即使被压缩80％后仍可快速恢复原状，本发明使用纳米二氧化硅气凝胶替代现有技术中的塑胶颗粒作为弹性跑道涂料的填充材料，彻底解决了“毒跑道”的问题。而且由于纳米二氧化硅气凝胶的屏蔽隔热特性，可以延缓跑道涂膜的老化，大幅延长跑道涂膜的使用寿命。
为了解决纳米二氧化硅气凝胶容易聚集结团导致在水性涂料生产过程中不易分散及在贮存过程中易结团的问题，本发明通过使用具有A-B嵌段型的高分子超分散剂对纳米二氧化硅气凝胶进行分散。这种超分散剂的A段具有与纳米二氧化硅气凝胶颗粒表面强力吸附和键合的锚基，这种锚固吸附牢固、不可逆、很难解吸；而超分散剂的B段为大分子线性结构，能够在水性介质中充分伸展，形成空间位阻效应，阻止了纳米二氧化硅气凝胶颗粒因范德华力相互作用而导致的聚集结团，从而实现气凝胶颗粒在涂料中的分散稳定性。
为了解决纳米二氧化硅气凝胶容易富聚导致在漆膜干燥过程中，不能很好的均匀分布于漆膜表面而影响涂膜弹性效果的问题，本发明采用具有网状结构的镁铝硅酸盐类悬浮剂提高涂料施工时的触变性，对二氧化硅气凝胶进行定位，使纳米二氧化硅气凝胶颗粒在涂料干燥固化过程中能均匀分布于漆膜表面，解决纳米二氧化硅气凝胶在漆膜干燥过程中因富聚而杂乱分布的问题，确保跑道的持久弹性及使用效果。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明，各实施例仅作为优选实施方式以说明本发明的技术方案，不构成对本发明的限定。
本发明纳米气凝胶改性双组分瓷砖背胶，由制作气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料A组分和B组分组成，其中：
A组分由如下重量份数的各组分混合调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35～36份，润湿流平剂0.12～0.18份，聚氨酯增稠剂0.08～0.12份，颜填料浆46.5～48.5份，乙二醇丁醚1.0～1.5份，聚氨酯流变剂0.2～0.3份，去离子水14.5～16.0份。
所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体22～24份，去离子水4～6份，金红石钛白粉33～35份，二氧化硅气凝胶颗粒32～34份，A-B嵌段型高分子超分散剂4～4.3份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.4～0.6份，有机硅消泡剂0.3～0.4份。
B组分选用基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂。
所述A组分和B组分的重量比为A组分：B组分＝6：1～1.1。
为了彻底解决“毒跑道”的问题，本发明将具有高弹特性的纳米二氧化硅气凝胶颗粒作为填充材料，应用于弹性跑道涂料，纳米二氧化硅气凝胶拥有被压缩80％后仍可快速恢复原状的高弹性特点，完全替代了现有技术中的塑胶颗粒。优选地，所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒外观透明、淡蓝色，粒度1～5mm，密度70～120kg/m3，孔隙率>96.5％，比表面积6000～1000m2，总孔容积2.0～4.2cc/g，平均孔径20.9nm，导热系数(25℃)0.016W/m·k。
为了解决纳米二氧化硅气凝胶容易聚集结团导致在水性涂料生产过程中不易分散及在贮存过程中易结团的问题，本发明通过使用A-B嵌段型高分子超分散剂对二氧化硅气凝胶颗粒分散，确保纳米二氧化硅气凝胶在水性涂料中的稳定性；优选地，A-B嵌段型高分子超分散剂，外观为浅黄色液体，有效成分45±1％。
同时，为了解决纳米二氧化硅气凝胶因其易富聚而导致在漆膜干燥过程中不能均匀分布于漆膜表面而影响涂膜弹性效果的问题，本发明采用具有网状结构的镁铝硅酸盐类悬浮剂对二氧化硅气凝胶进行定位，使二氧化硅气凝胶在涂料干燥固化过程中能均匀分布于漆膜表面；优选地，镁铝硅酸盐类悬浮剂，外观为米白色粉末，325目筛余0.005％，干燥颗粒的平均粒径4.2微米，pH值9.7。
所述水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，固含为44.5％，pH值为8.0，密度约1.06g/ml，羟基含量约3.9％；所述金红石钛白粉外观为白色粉末，TiO2含量≥93％，比重为4.0g/ml，吸油量为13.0，pH值为8.0；所述有机硅消泡剂的组成为破泡聚合物和聚硅氧烷混合物，不挥发分>95％；所述润湿流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，不挥发分52％；所述聚氨酯增稠剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，固含量21.5％，密度1.044g/cm3；所述聚氨酯流变剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，有效成分20％，密度1.04g/cm3；所述基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，固含量100％，粘度3500±1000cps，密度约1.16g/cm3，NCO含量20.7～21.7％。
特别地，本发明中所述二氧化硅气凝胶颗粒为天津摩根坤德高新科技发展有限公司的产品；所述A-B嵌段型高分子超分散剂为上海普为Coadd D-1900的产品；所述镁铝硅酸盐类悬浮剂为美国AMI公司的型号为MIN-U-GEL 400的产品；所述水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体为拜耳公司的型号为XP2770的产品；所述金红石钛白粉为杜邦公司型号为R-706的产品；所述有机硅消泡剂为毕克化学的型号为BYK-024的产品；所述润湿流平剂为毕克化学的型号为BYK-346的产品；所述聚氨酯增稠剂为罗门哈斯的型号为RM-8W的产品；所述聚氨酯流变剂为罗门哈斯的型号为RM-2020的产品；所述基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯为拜耳公司的型号为XP2655的产品；所述乙二醇丁醚为市售。
实施例1～3以及对比例1～2的各组分、重量如表一所示；对比例1中不使用A-B嵌段型高分子超分散剂，只使用常规聚丙烯酸铵盐分散剂；对比例2中不使用镁铝硅酸盐类悬浮剂；实施例1～3与对比例1～2的测试结果如表二所示。
表一
Figure GDA0002664271510000081
Figure GDA0002664271510000091
实施例1
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体24kg，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水4kg、金红石钛白粉35kg、纳米二氧化硅气凝胶32kg，添加完毕后在1000转/分转速下预分散15min；然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂4kg、镁铝硅酸盐类悬浮剂0.6kg、有机硅消泡剂0.4kg，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用。
步骤二、配制A组分：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体36kg，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂0.18kg、聚氨酯增稠剂0.12kg，添加完毕后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一中制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆46.5kg、乙二醇丁醚1.0kg、聚氨酯流变剂0.2kg、去离子水16kg，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品。
步骤三、配制B组分：
使用亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分，取100kg。
步骤四、配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
按A组分：B组分＝6:1的比例进行配比。
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加至6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min。采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
实施例2
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23kg，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水5kg、金红石钛白粉34kg、纳米二氧化硅气凝胶33kg，添加完毕后在1000转/分转速下预分散15min；然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂4.15kg、镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5kg、有机硅消泡剂0.35kg，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用。
步骤二、配制A组分：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5kg，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂0.15kg、聚氨酯增稠剂0.1kg，添加完毕后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一中制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆47.5kg、乙二醇丁醚1.25kg、聚氨酯流变剂0.25kg、去离子水15.25kg，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品。
步骤三、配制B组分：
使用亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分，取100kg。
步骤四、配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
按A组分：B组分＝6:1的比例进行配比。
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加至6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min。采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
实施例3
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体22kg，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水6kg、金红石钛白粉33kg、纳米二氧化硅气凝胶34kg，添加完毕后在1000转/分转速下预分散15min；然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂4.3kg、镁铝硅酸盐类悬浮剂0.4kg、有机硅消泡剂0.3kg，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用。
步骤二、配制A组分：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35kg，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂0.12kg、聚氨酯增稠剂0.08kg，添加完毕后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一中制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆48.5kg、乙二醇丁醚1.5kg、聚氨酯流变剂0.3kg、去离子水14.5kg，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品。
步骤三、配制B组分：
使用亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分，取100kg。
步骤四、配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
按A组分：B组分＝6:1的比例进行配比。
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加至6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min。采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
对比例1
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23kg，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水5kg、金红石钛白粉34kg、二氧化硅气凝胶颗粒33kg，加完后在1000转/分转速下预分散15min，然后搅拌下依次加入聚丙烯酸铵盐分散剂4.15kg、镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5kg、有机硅消泡剂0.35kg，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用。
步骤二、配制组分A：
在生产缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5kg，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂0.15kg、聚氨酯增稠剂0.1kg，加完后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入本实施例中步骤一制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆47.5kg、乙二醇丁醚1.25kg、聚氨酯流变剂0.25kg、去离子水15.25kg，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品。
步骤三、配制组分B：
使用亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分，取100kg。
步骤四：配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
按A组分：B组分＝6:1的比例进行配比。
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加到6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min。
采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
对比例2
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23kg，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水5kg、金红石钛白粉34kg、二氧化硅气凝胶颗粒33kg，加完后在1000转/分转速下预分散15min，然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂4.65kg、有机硅消泡剂0.35kg，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4～5h，备用。
步骤二、配制组分A：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5kg，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂0.15kg、聚氨酯增稠剂0.1kg，加完后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆47.5kg、乙二醇丁醚1.25kg、聚氨酯流变剂0.25kg、去离子水15.25kg，最后在500转/分转速下搅拌20～30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品。
步骤三、配制组分B：
使用亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分。
步骤四：配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
按A组分：B组分＝6:1的比例进行配比。
先将1份B组分与水按1:0.5～1的比例混合，添加到6份A组分中搅拌均匀，静置3～5min。
采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
表二
Figure GDA0002664271510000151
从表二的结果可以看出，采用本发明实施例1～3制得的气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，由于相比对比例1采用了具有锚固基团与大分子线性结构的A-B嵌段型高分子超分散剂对纳米二氧化硅气凝胶进行分散，利用锚固基团的对纳米二氧化硅气凝胶进行牢固吸附及大分子线性结构的空间位阻效应，阻止了纳米二氧化硅气凝胶因范德华力相互作用而导致的聚集结团，从而提升纳米二氧化硅气凝胶在水性涂料中的稳定性，解决了纳米二氧化硅气凝胶易聚集团聚的问题。而且相比对比例1，由于采用了具有锚固基团与大分子线性结构的A-B嵌段型高分子超分散剂，涂膜中的颜填料颗粒更能被树脂良好包覆，涂膜的耐化学品性及耐候性更好。相比对比例2，由于采用具有网状结构的镁铝硅酸盐类悬浮剂提高了涂料施工时的触变性，对纳米二氧化硅气凝胶进行定位，使二氧化硅气凝胶在涂料干燥固化过程中能均匀分布于漆膜表面，解决二氧化硅气凝胶在漆膜干燥过程中因富聚而杂乱分布的问题，充分发挥二氧化硅气凝胶优异的弹性、耐磨性、隔热抗紫外线能力，使涂膜的硬度、耐冲击性、耐磨性、耐候性都得到大幅提升，确保持久使用效果。

Claims (9)

1.一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，由如下按重量份数配比的各组分混合制成：
A组分：水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35~36份，润湿流平剂0.12~0.18份，聚氨酯增稠剂0.08~0.12份，颜填料浆46.5~48.5份，乙二醇丁醚1.0~1.5份，聚氨酯流变剂0.2~0.3份，去离子水14.5~16.0份；
所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体22~24份，去离子水4~6份，金红石钛白粉33~35份，二氧化硅气凝胶颗粒32~34份，A-B嵌段型高分子超分散剂4~4.3份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.4~0.6份，有机硅消泡剂 0.3~0.4份；所述二氧化硅气凝胶颗粒的粒径为1~5mm，密度70~120kg/m3，孔隙率>96.5%，总孔容积2.0~4.2cc/g，平均孔径为20.9nm；所述A-B嵌段型高分子超分散剂的B段为大分子线性结构；
B组分：基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为固化剂；
所述A组分和B组分的重量比为A 组分：B 组分＝6：1~1.1。
2.根据权利要求1中所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，由如下按重量份数配比的各组分混合制成：
A组分：水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5份，润湿流平剂0.15份，聚氨酯增稠剂0.1份，颜填料浆47.5份，乙二醇丁醚1.25份，聚氨酯流变剂0.25份，去离子水15.25份；
所述A组分和B组分的重量比为A 组分：B 组分＝6：1。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23份，去离子水5份，金红石钛白粉34份，二氧化硅气凝胶颗粒33份，A-B嵌段型高分子超分散剂4.15份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5份，有机硅消泡剂 0.35份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，所述A-B嵌段型高分子超分散剂的外观为浅黄色液体。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，镁铝硅酸盐类悬浮剂的外观为米白色粉末，325目筛余0.005%，干燥颗粒的平均粒径4.2微米，pH值9.7。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料，其特征在于，所述水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，固含为44.5%，pH值为8.0，密度1.06g/ml，羟基含量3.9%；所述金红石钛白粉外观为白色粉末，TiO2含量≥93%，pH值为8.0；所述有机硅消泡剂的组成为破泡聚合物和聚硅氧烷混合物，不挥发分>95%；所述润湿流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，不挥发分52%；所述聚氨酯增稠剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，固含量21.5%，密度1.044g/cm3；所述聚氨酯流变剂为非离子缔合型，微浊乳白色或半透明液体，密度1.04g/cm3；所述基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，固含量100%，粘度3500±1000cps，密度1.16g/cm3，NCO含量20.7~21.7%。
7.一种如权利要求1所述的气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、配制颜填料浆：
在预分散缸中加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，开启搅拌，然后在搅拌下依次加入去离子水、金红石钛白粉、二氧化硅气凝胶颗粒，添加完毕后在1000转/分转速下预分散15min；然后搅拌下依次加入A-B嵌段型高分子超分散剂、镁铝硅酸盐类悬浮剂、有机硅消泡剂，添加完毕后将转速提升至1500转/分下高速搅拌分散30min，然后采用棒销式砂磨机研磨4~5h，备用；
步骤二、配制A组分：
在生产缸中称量加入水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体，然后置于500转/min搅拌下依次加入润湿流平剂、聚氨酯增稠剂，添加完毕后在500转/分转速下搅拌10min至均匀，然后依次加入步骤一中制得的含二氧化硅气凝胶的颜填料浆、乙二醇丁醚、聚氨酯流变剂、去离子水，最后在500转/分转速下搅拌20~30min至均匀，即为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的A组分成品；
步骤三、配制B组分：
使用基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯作为气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的B组分；
步骤四、配制气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料：
先将1份B组分与水按1:0.5~1的比例混合，按A组分：B组分=6：1~1.1的比例进行配比，搅拌均匀，静置3~5min。
8.根据权利要求7所述的一种气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的制备方法，其特征在于，所述A组分按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体35.5份，润湿流平剂0.15份，聚氨酯增稠剂0.1份，颜填料浆47.5份，乙二醇丁醚1.25份，聚氨酯流变剂0.25份，去离子水15.25份；
其中，所述颜填料浆，按如下重量份额配比调制得到：
水性羟基官能聚丙烯酸酯分散体23份，去离子水5份，金红石钛白粉34份，二氧化硅气凝胶颗粒33份，A-B嵌段型高分子超分散剂4.15份，镁铝硅酸盐类悬浮剂0.5份，有机硅消泡剂 0.35份；
所述A组分和B组分的重量比为A 组分：B 组分＝6：1。
9.一种如权利要求1所述的气凝胶改性双组分水性聚氨酯弹性跑道涂料的使用方法，其特征在于，先将1份B组分与水按1:0.5~1的比例混合，添加至6份A组分中搅拌均匀，静置3~5min；采取辊涂或喷涂工艺进行施工，调配好的涂料需在2h内用完。
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