一种抗菌阻燃地坪涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及地坪涂料技术领域，具体涉及一种抗菌阻燃地坪涂料及其制备方法。

背景技术

现代工业对地坪涂料的地面防护、装饰效果及环保标准提出的要求越来越高，如有些场景要求地坪涂料的力学性能要好、硬度强度要高，有些场景要求具有优异的耐化学品性和耐腐蚀性；有些场景要求安全环保。而水性地坪涂料以水为分散剂不燃、不爆、安全环保无毒，生产、运输、贮存、施工方便，对基材的干燥程度要求低，很大程度上避免了溶剂型或无溶剂型地坪涂料常出现的问题，得到了广泛的应用。但水性地坪还存在一些需要解决的问题，比如阻燃性和抗菌性相对偏低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C，其特征在于：

组分A包括树脂、阻燃剂；

组分B为水性固化剂；

组分C为抗菌剂。

在一些优选的实施方式中，所述树脂包括水性聚氨酯、水性环氧树脂中的至少一种。

本发明中以水为分散介质，替代溶剂型聚氨酯地坪涂料，最大限度地减少了有机溶剂和有机污染物的排放，不污染环境、节约能源，具有不燃、气味小，满足了对健康及环保的需求。同时操作简单、加工方便，降低了施工成本。

在一些优选的实施方式中，所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯50-60份、水性流平剂1-3份、水性分散剂0.1-0.5份、消泡剂1-5份、阻燃剂1-5份、水性色浆0-10份、水40-50份。

在水溶性体系中，需要降低体系的表面张力。在一些优选的实施方式中，所述水性流平剂包括有机硅流平剂、聚醚改性有机硅流平剂、丙烯酸流平剂、氟碳化合物类流平剂中的至少一种。本发明中，更优选水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333。

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成稳定悬浮液所需的活性剂。在一些优选的实施方式中，所述水性分散剂购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040。

在一些优选的实施方式中，所述消泡剂包括聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂、聚醚改性有机硅型消泡剂中的至少一种。更优选的，消泡剂为有机硅型消泡剂，这是因为聚二甲基硅氧烷(硅油)是有机硅型消泡剂的主要成分。和H

加入阻燃剂能够最大限度的提高地坪的阻燃性，在一些优选的实施方式中，所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硼砂、磷酸脲、硫酸铵、双氰胺、碳酸氢铵、氨基磺酸盐、硼酸盐、三聚氰胺中的至少一种。

氯系阻燃剂由于价格便宜，是现有技术中常用的阻燃剂，但是其热稳定性差且不环保，为了提高地坪的环保性和阻燃剂的热稳定性，在一些优选的实施方式中，所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂、碳酸氢铵的混合，硼砂所含的结合水能吸收大量热量，提高了磷酸二氢铵在地坪表面形成的泡沫层隔热阻氧的稳定性。碳酸氢铵分解后产生的不燃气体降低了氧浓度和可燃气浓度，提高了阻燃剂的阻燃能力。另外，碳酸氢铵分解后产生的氧化物能够捕捉地坪中的自由基，抑制了高温条件下地坪中熔滴的产生，进一步提高了阻燃剂的热稳定性。在一些更优选的实施方式中，所述磷酸二氢铵、硼砂、碳酸氢铵重量比为(6～10)：(2～4)：1。

在一些优选的实施方式中，所述组分B为水性聚氨酯固化剂。

水性色浆不做特别限定，为市购。

使用过程中，组分A与组分B混合后，水性聚氨酯树脂与固化剂作用，形成三维空间网状交联结构，经过涂覆固化，最终形成地坪涂膜。所述水性固化剂为水性聚氨酯固化剂。

在一些优选的实施方式中，所述水性聚氨酯固化剂25℃的粘度为1500-3600mPa·s。水性地坪涂料体系固化成膜的过程中物理变化和化学反应交织进行。由于水性地坪涂料体系中水分蒸发速度较慢，水性聚氨酯固化剂先与水性聚氨酯粒子表面相互靠近，进行固化交联反应，随着水分继续蒸发水性聚氨酯固化剂扩散到聚氨酯分散体粒子内部，进行进一步的交联固化反应，最后随着水分的蒸发，聚氨酯分散体粒子聚结完整形成了均一致密的固化物涂膜。如果水性聚氨酯固化剂粘度过低，水性聚氨酯固化剂先与水性聚氨酯粒子表面相互靠近其分子间作用力降低，不利于扩散到聚氨酯分散体粒子内部进行进一步的交联固化反应，从而造成固化后地坪强度降低以及增加地坪涂料固化时间。如果水性聚氨酯固化剂体粘度过高，则不利于组分A和组分B混合后的搅拌，从而影响施工效率。

在一些优选的实施方式中，所述组分C抗菌剂，按抗菌剂重量份计，包括硝酸银溶液3-5份、乙醇10-15份、水40-50份。

组分A与组分C的重量份标准不同，按各自重量份单独计算。

在一些优选的实施方式中，所述硝酸银溶液为质量分数为4-6％的硝酸银水溶液。随着抗菌剂的加入，地坪中可以释放一定量的银离子，它们可以穿透细菌细胞壁，取代细胞膜表面阳离子的位置，与蛋白质或其他阴离子基团结合，使细胞原有的生物功能丧失，实现抗菌目的。相较于现有技术的载银型无机抗菌材料，本发明的抗菌剂免去了复杂的载银型无机抗菌材料的制备，降低了成本，另外经过发明人大量实验验证，4-6％的硝酸银水溶液提供的银离子浓度最佳，如果硝酸银溶液质量分数偏低，杀菌效果有限，无法达到对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌99.9％以上的抗菌率；而如果偏高，则提高成本。

本发明还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为(1-3)：(1-2)：1。

有益效果：

1.本发明提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，以水为分散介质，替代溶剂型聚氨酯地坪涂料，最大限度地减少了有机溶剂和有机污染物的排放，不污染环境、节约能源，具有不燃、气味小，满足了对健康及环保的需求。同时操作简单、加工方便，降低了施工成本。

2.阻燃剂优选磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为(6～10)：(2～4)：1，提高了阻燃剂的热稳定性，进一步提高了地坪的阻燃性。

3.水性聚氨酯固化剂25℃的粘度为1500-3600mPa·s，有利于扩散到聚氨酯分散体粒子内部进行进一步的交联固化反应，同时有利于组分A和组分B混合后的搅拌，提高施工效率。

4.相较于现有技术的载银型无机抗菌材料，本发明所使用的抗菌剂免去了复杂的载银型无机抗菌材料的制备，降低了成本。

具体实施方式

实施例

实施例1提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

实施例1还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

实施例2提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯50份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

实施例2还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

实施例3提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯60份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

实施例3还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

实施例4提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：2：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

实施例4还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

实施例5提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

实施例5还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

实施例6提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数4％的硝酸银水溶液。

实施例6还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

对比例1提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯40份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

对比例1还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

对比例2提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数5％的硝酸银水溶液。

对比例2还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为4：1：1。

对比例3提供了一种抗菌阻燃地坪涂料，包括组分A、组分B和组分C。

所述组分A按重量份计，包括水性聚氨酯55份、水性流平剂2份、水性分散剂0.3份、消泡剂3份、阻燃剂3份、水性色浆5份、水45份。

所述水性聚氨酯购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性聚氨酯AH-1702；

所述水性流平剂为聚醚改性有机硅流平剂BYK-333；

所述水性分散剂为购自巴斯夫，型号为Dispex AA4040的水性分散剂；

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，购自大田化学，型号为AT-470；

所述阻燃剂包括磷酸二氢铵、硼砂和碳酸氢铵的混合，重量比为8：3：1；

所述水性色浆为购自泉州市国艳化工有限公司的水性色浆炭黑；

所述组分B为水性聚氨酯固化剂，25℃的粘度为1600-3600mPa·s，购自安徽安大华泰新材料有限公司，型号为水性固化剂A01，水性固化剂A01为亲水性聚异氰酸酯固化剂。

所述组分C按重量份计，包括硝酸银溶液4份、乙醇12份、水45份；所述硝酸银溶液为质量分数3％的硝酸银水溶液。

对比例3还提供了一种抗菌阻燃地坪涂料的制备方法，包括以下步骤：将组分A的原料混合均匀，再加入组分B混合均匀，最后加入组分C混合均匀即得，其中组分A、组分B、组分C的重量比为2：1：1。

性能测试

将实施例和对比例制备的地坪涂料用滚筒涂刷于打好底漆的地坪上干燥16h制得地坪样品，对地坪样品进行检测。

1.外观检测：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果地坪表面平整、无明显可见的缩孔、发花、起皱、针孔、开裂等，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

2.铅笔硬度：按照GB/T 6739-2006检测标准，如果硬度达到6H，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

3.耐磨性(750g/500r)：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果检测结果小于等于0.030g，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

4.拉伸粘结强度：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果强度大于等于2MPa，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

5.耐冲击性(1000g钢球)：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果地坪涂膜无裂纹无剥落，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

6.防滑性(干摩擦系数)：按照GB/T4100-2015检测标准，如果干摩擦系数大于等于0.50，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

7.耐水性(168h)：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果地坪无起泡、无剥落、无变色，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

8.耐碱性(20％NaOH，72h)：按照GB/T 22374-2018检测标准，如果地坪无起泡、无剥落、无变色，则记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

9.耐酸性(10％H

10.耐油性(120

11.抗菌性：按照GB/T 31402-2015检测标注地坪样品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌抗菌率，抗菌率大于等于99.9％记为合格，否则记为不合格。检测结果见表1。

表1