一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法

摘要

本发明公开了一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，属于涂料制备技术领域。本发明中环氧地坪漆中环氧大豆油用量虽然比改性后的环氧树脂乳液用量少，但环氧大豆油在马来酸酐中环氧基团的反应活性更强，环氧大豆油与马来酸酐发生双键交联，形成低聚物，使环氧树脂与环氧树脂的相容性明显改善，马来酸酐在低温时就能与环氧树脂发生固化交联，从而使环氧地坪漆在低温条件就可以固化；水型环氧树酯地坪漆固化后，硅胶粉会漆膜漆膜形成致密的凹凸表面，潮湿空气中在漆膜表面液化形成的水珠会迅速风干，如遇大雨天气，地坪漆浸水，二乙烯三胺在促进固化作用时形成的毛细微孔会将水导流至环氧地坪漆的下面渗入水泥中，从而防潮防水的目的。

权利要求

1.一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取200～300mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入200～250mL氢氧化钠溶液，碱洗，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入无水氯化钙，干燥，得到纯丙烯酸丁酯；

（2）在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入50～60mL大豆油、10～12mL甲酸、20～25mL双氧水和30～40mL硫酸溶液，启动搅拌器，搅拌，加热升温，保温反应，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；

（3）将280～300g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温，将乙二醇单丁醚与正丁醇混合得到共溶剂，再将

300～350mL共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温；

（4）按重量份数计，称取20～30份甲基丙烯酸、30～40份纯丙烯酸丁酯、10～15份苯乙烯、0.5～1.0份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将200～220mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应后得到改性树脂乳胶；

（5）待上述改性树脂乳胶降温，向改性树脂乳胶加入氨水，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取10～15份环氧大豆油、40～50份环氧树脂乳液、10～12份二乙烯三胺、20～30份硅胶粉、20～22份金红石型钛白粉、15～18份马来酸酐，置于高速分散机中，分散后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

2.根据权利要求1所述的一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为5%，碱洗次数为2～3次，无水氯化钙的加入量为丙烯酸丁酯质量的20～30%，干燥时间为18～24h。

3.根据权利要求1所述的一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的双氧水的质量分数为20%，硫酸溶液的质量分数为75%，搅拌器的转速为 200～

220r/min，加热升温后温度为90～95℃，氢氧化钠溶液的质量分数为30%。

4.根据权利要求1所述的一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的对四口烧瓶油浴加热升温后温度为80～85℃，乙二醇单丁醚与正丁醇混合的体积比为2︰1，继续加热升温的温度为140～150℃。

5.根据权利要求1所述的一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的恒压滴液漏斗的滴加速率为5～8mL/min，保温反应时间为2～3h。

6.根据权利要求1所述的一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的降温后温度为50～55℃，氨水的质量分数为30%，向改性树脂乳胶加入氨水直至四口烧瓶中液体pH为6.8～7.0，高速分散机的转速4000～4200r/min，分散时间为10～

13min。

说明书

一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法

技术领域

[0001] 本发明公开了一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，属于涂料制备技术领域。

背景技术

[0002] 环氧地坪漆是一种特别美观长久的地坪漆。上世纪中后期开始欧美出现了许多洁净车间地坪，它采用整体聚合物面层，称为环氧地坪漆，主要成分为环氧树脂和固化剂。

[0003] 环氧地坪漆可分为溶剂型和无溶剂型2种，溶剂型环氧地坪涂料在生产、施工和固化过程中会排放一定量的挥发性有机物（VOC），但成本比较低；而无溶剂环氧地坪涂料符合环保理念。

[0004] 环氧树脂地坪漆采用一次性涂覆工艺，不管有多大的面积，都不存在连接缝，而且还是一种无灰尘材料，具有附着力强，耐摩擦，硬度强等特点。目前已被国内众多的厂家和用户所接受和使用。

[0005] 环氧地坪漆大致可以分为：薄涂型环氧地坪、环氧砂浆地坪、环氧自流平地坪、环氧抗静电地坪、车库坡道专用地坪，环氧玻纤地坪、防腐地坪还有其他个性化产品：环氧彩砂地坪、环氧大理石地坪、耐高温防火地坪、体育专用地坪等。溶剂型环氧树脂地坪漆适用于要求耐磨、耐腐蚀、耐油污、耐重压、表面光洁、容易清洗的场所，如停车场、汽车制造、机械制造、造纸、卷烟、化工、纺织、家具等行业生产车间的高标准地面。溶剂型环氧树脂地坪具有以下优点：整体无缝，易清洗，不集聚灰尘、细菌；表面平整光滑，色彩丰富，能美化工作环境；地面无毒，符合卫生要求；具有防滑性，停车场地面须有一定的粗糙度，一般水泥地面难以满足要求。

[0006] 无溶剂环氧树脂地坪漆作为一种洁净度很高的地面装饰材料，表面平整光洁，可以满足较高洁净度要求，多用于自流平的施工中，广泛使用在医药、食品、电子、精密仪器、汽车制造等对地面有极高要求的行业。

[0007] 然而针对寒冷地区的人们，使用环氧地坪漆在冬季低温施工后难以固化以及南方天气潮湿多雨水，漆膜易出现大面积微泡，是需要攻克的一大难题。

发明内容

[0008] 本发明主要解决的技术问题，针对目前环氧地坪漆在冬季低温施工后难以固化以及南方天气潮湿多雨水，漆膜易出现大面积微泡的缺陷，提供了一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法。

[0009] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

[0010] 一种低温固化水性环氧地坪漆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

[0011] （1）称取200～300mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入200～250mL氢氧化钠溶液，碱洗，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入无水氯化钙，干燥，得到纯丙烯酸丁酯；

[0012] （2）在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入50～60mL大豆油、10～12mL甲酸、20～25mL双氧水和30～40mL硫酸溶液，启动搅拌器，搅拌，加热升温，保温反应，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；

[0013] （3）将280～300g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温，将乙二醇单丁醚与正丁醇混合得到共溶剂，再将300～350mL共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温；

[0014] （4）按重量份数计，称取20～30份甲基丙烯酸、30～40份纯丙烯酸丁酯、10～15份苯乙烯、0.5～1.0份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将200～220mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应后得到改性树脂乳胶；

[0015] （5）待上述改性树脂乳胶降温，向改性树脂乳胶加入氨水，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取10～15份环氧大豆油、40～50份环氧树脂乳液、10～12份二乙烯三胺、20～30份硅胶粉、20～22份金红石型钛白粉、15～18份马来酸酐，置于高速分散机中，分散后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

[0016] 步骤（1）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为5%，碱洗次数为2～3次，无水氯化钙的加入量为丙烯酸丁酯质量的20～30%，干燥时间为18～24h。

[0017] 步骤（2）所述的双氧水的质量分数为20%，硫酸溶液的质量分数为75%，搅拌器的转速为 200～220r/min，加热升温后温度为90～95℃，氢氧化钠溶液的质量分数为30%。

[0018] 步骤（3）所述的对四口烧瓶油浴加热升温后温度为80～85℃，乙二醇单丁醚与正丁醇混合的体积比为2︰1，继续加热升温的温度为140～150℃。

[0019] 步骤（4）所述的恒压滴液漏斗的滴加速率为5～8mL/min，保温反应时间为2～3h。

[0020] 步骤（5）所述的降温后温度为50～55℃，氨水的质量分数为30%，向改性树脂乳胶加入氨水直至四口烧瓶中液体pH为6.8～7.0，高速分散机的转速4000～4200r/min，分散时间为10～13min。

[0021] 本发明的有益效果是：

[0022] （1）本发明制得的环氧地坪漆中环氧大豆油用量虽然比改性后的环氧树脂乳液用量少，但环氧大豆油在马来酸酐中环氧基团的反应活性更强，环氧大豆油与马来酸酐发生双键交联，形成低聚物，使环氧大豆油与环氧树脂的相容性明显改善，单位体积环氧地坪漆的活化能得到降低，马来酸酐在低温时就能与环氧树脂发生固化交联，从而使环氧地坪漆在低温条件就可以固化；

[0023] （2）水型环氧树酯地坪漆固化后，硅胶粉会使漆膜形成致密的凹凸表面，潮湿空气中的水分在漆膜表面液化形成的水珠会迅速风干，如果遇到大雨天气，地坪漆浸水，二乙烯三胺在促进固化作用时形成的毛细微孔会将水导流至环氧地坪漆的底部并渗入水泥中，从而达到防潮防水的目的，具有广阔的使用前景。

具体实施方式

[0024] 称取200～300mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入200～250mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，碱洗2～3次，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入丙烯酸丁酯质量20～30%的无水氯化钙，干燥18～24h，得到纯丙烯酸丁酯；在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入50～60mL大豆油、10～12mL甲酸、20～25mL质量分数为20%的双氧水和30～40mL质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以200～220r/min的转速搅拌，加热升温至90～95℃，保温反应2.0～2.5h，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；将280～300g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温至80～85℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，再将300～350mL共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140～150℃；按重量份数计，称取20～30份甲基丙烯酸、30～40份纯丙烯酸丁酯、10～15份苯乙烯、0.5～1.0份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将200～220mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗以5～8mL/min的滴加速率，向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应2～3h后得到改性树脂乳胶；待上述改性树脂乳胶降温至50～55℃，向改性树脂乳胶加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体pH为6.8～7.0，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取10～15份环氧大豆油、40～50份环氧树脂乳液、10～12份二乙烯三胺、20～30份硅胶粉、20～22份金红石型钛白粉、15～18份马来酸酐，置于高速分散机中以4000～4200r/min的转速，分散10～13min后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

[0025] 实例1

[0026] 称取200mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入200mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，碱洗2次，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入丙烯酸丁酯质量20%的无水氯化钙，干燥18h，得到纯丙烯酸丁酯；在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入50mL大豆油、10mL甲酸、20mL质量分数为20%的双氧水和30mL质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以200r/min的转速搅拌，加热升温至90℃，保温反应2.0h，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；将280g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温至80℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，再将300mL共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140℃；按重量份数计，称取20份甲基丙烯酸、30份纯丙烯酸丁酯、10份苯乙烯、0.5份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将200mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗以5mL/min的滴加速率，向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应2h后得到改性树脂乳胶；待上述改性树脂乳胶降温至50℃，向改性树脂乳胶加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体pH为6.8，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取10份环氧大豆油、40份环氧树脂乳液、10份二乙烯三胺、20份硅胶粉、20份金红石型钛白粉、15份马来酸酐，置于高速分散机中以4000r/min的转速，分散10min后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

[0027] 实例2

[0028] 称取250mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入220mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，碱洗2次，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入丙烯酸丁酯质量25%的无水氯化钙，干燥20h，得到纯丙烯酸丁酯；在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入55mL大豆油、11mL甲酸、22mL质量分数为20%的双氧水和35mL质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以210r/min的转速搅拌，加热升温至92℃，保温反应2.2h，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；将290g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温至82℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，再将320L共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至145℃；按重量份数计，称取
25份甲基丙烯酸、35份纯丙烯酸丁酯、12份苯乙烯、1.7份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将210mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗以6mL/min的滴加速率，向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应2.5h后得到改性树脂乳胶；待上述改性树脂乳胶降温至52℃，向改性树脂乳胶加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体pH为6.9，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取12份环氧大豆油、45份环氧树脂乳液、11份二乙烯三胺、25份硅胶粉、21份金红石型钛白粉、16份马来酸酐，置于高速分散机中以4100r/min的转速，分散11min后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

[0029] 实例3

[0030] 称取300mL丙烯酸丁酯，置于分液漏斗中，向分液漏斗中加入250mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，碱洗3次，再用水洗至丙烯酸丁酯与水混合液的pH呈中性，得到水洗后的丙烯酸丁酯，向水洗后的丙烯酸丁酯中加入丙烯酸丁酯质量30%的无水氯化钙，干燥24h，得到纯丙烯酸丁酯；在带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中，加入60mL大豆油、12mL甲酸、25mL质量分数为20%的双氧水和40mL质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以220r/min的转速搅拌，加热升温至95℃，保温反应2.5h，得到反应产物，将反应产物移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水洗涤中和后的油相至中性，得到环氧大豆油；将300g双酚A型环氧树脂置于带有冷凝装置、氮气通气口与恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，对四口烧瓶油浴加热升温至85℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，再将350mL共溶剂放入四口烧瓶中，待双酚A型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至150℃；按重量份数计，称取30份甲基丙烯酸、40份纯丙烯酸丁酯、15份苯乙烯、1.0份过氧化苯甲酰，混合得到预混合溶液，将220mL预混合溶液通过恒压滴液漏斗以8mL/min的滴加速率，向上述四口烧瓶滴加预混合溶液，保温反应3h后得到改性树脂乳胶；待上述改性树脂乳胶降温至55℃，向改性树脂乳胶加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体pH为7.0，得到环氧树脂乳液，按重量份数计，称取15份环氧大豆油、50份环氧树脂乳液、12份二乙烯三胺、30份硅胶粉、22份金红石型钛白粉、18份马来酸酐，置于高速分散机中以4200r/min的转速，分散13min后，得到低温固化水性环氧地坪漆。

[0031] 对比例

[0032] 以无锡某公司生产的低温固化水性环氧地坪漆作为对比例 对本发明制得的低温固化水性环氧地坪漆和对比例中的低温固化水性环氧地坪漆进行性能检测，检测结果如表1所示：

[0033] 1、测试方法：

[0034] 低温固化测试方法：取实例1～3和对比例中的环氧地坪地分别均匀的涂抹于木板上，将其放置于低温状态下相同时间，观察其固化情况；

[0035] 微泡测试方法：将上述实验后的各固化的环氧地坪漆放置于室温，在其上面铺上水后，观察起微泡的情况；

[0036] 表1

[0037]测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
低温固化情况 微量未固化 固化 固化 见明显未固化
微泡情况 未见微泡 未见微泡 未见微泡 见明显微泡

[0038] 根据上述中数据可知，本发明制得的低温固化水性环氧地坪漆低温固化效果好，在潮湿的地方，也能保证没有出现微泡，具有广阔的应用前景。