一种水性彩砂悬浮剂，其制备方法及应用与流程

1.本技术涉及彩砂地坪技术领域，具体涉及一种水性彩砂悬浮剂，其制备方法及应用。


背景技术：

2.随着环保理念普及，尤其在封闭空间施工地坪漆，水性地坪漆受到施工人员的欢迎。现有水性地坪漆发展较快，但多以单色地坪漆如艳绿、淡灰色为主。为提高地坪装饰效果，改善视觉疲劳，市场上开发了一类彩砂地坪漆：将天然矿物彩砂颗粒或人工合成聚合物彩色颗粒，通过后期抛洒或直接生产在地坪漆组分，从而实现在固化后获得均匀彩砂分布的美观效果。
3.在预分散的彩砂地坪漆中，彩砂在体系的分布是否均匀，在表面是否色彩均匀直接影响地坪的美观效果。如何提高彩砂在体系内部的均匀分布，保持良好的悬浮性，是决定彩砂地坪品质好坏的关键因素。目前市场有处理的彩砂与未处理的彩砂两种，然而即便处理的彩砂在体系也难以保证良好的悬浮，实现面层均匀的彩砂一致性，尤其是大面积施工难免存在一定地面的起伏，很容易形成彩砂的堆积，造成颜色的溢出，形成刮刀印与浮色等弊病。
4.水性环氧彩砂地坪体系中，彩砂的悬浮同比溶剂型、无溶剂型更加困难。由于生产过程与施工过程带入的水，导致体系存在水包油和油包水的转相过程。如何克服水在涂料干燥固化过程中对彩砂的影响，将直接影响彩砂在水性环氧体系的悬浮均匀性。


技术实现要素：

5.为实现彩砂在水性环氧彩砂地坪材料体系中的悬浮均匀性，本技术提供了一种水性彩砂悬浮剂，其制备方法及应用，本技术水性彩砂悬浮剂具有优异的彩砂悬浮特性，将其应用于水性环氧彩砂地坪材料体系中，可实现彩砂的悬浮均匀性，从而改善水性环氧彩砂地坪生产与施工的批次稳定性。
6.本技术一方面提供了一种水性彩砂悬浮剂，结构式如下：
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（ⅰ）
8.其中，p、z、m、n均为整数，p取值范围为1～50，z取值范围为1～100，m取值范围为1～20，n取值范围为1～100。
9.本技术另一方面提供了上述水性彩砂悬浮剂的制备方法，以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯与甲基丙烯酸四氢呋喃酯为单体经共聚反应得到。
10.在一些具体实施方式中，甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的质量比为40：39：20。
11.在一些具体实施方式中，上述制备方法包括：
12.将引发剂和反应介质混合；加入甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的，得到反应体系；将反应体系置于无氧氛围或低浓度氧氛围，于70-80℃温度下聚合反应5-7小时；升温至80-90℃温度并聚合反应3-5小时。
13.在一些具体实施方式中，引发剂为偶氮二异丁腈。
14.在一些具体实施方式中，反应介质为二丙二醇丁醚。
15.本技术再一方面提供了上述水性彩砂悬浮剂在水性环氧彩砂地坪材料体系中的应用。
16.进一步的，本技术还提供了一种应用了上述水性彩砂悬浮剂的水性环氧彩砂地坪材料体系，包括：18质量份双酚a型环氧树脂，2质量份稀释剂，1质量份乙二醇丁醚，19质量份重钙粉，0.3质量份分散剂，0.4质量份消泡剂，0.2质量份流平剂，1质量份色浆，20质量份彩砂，1质量份彩砂悬浮剂，0.4质量份膨润土，27.7质量份水，9质量份水性环氧固化剂。
17.与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：
18.（1）本技术水性彩砂悬浮剂对彩砂具有良好的吸附性和良好的水分散性，可辅助彩砂在水性环氧彩砂地坪材料体系中获得优异的悬浮稳定性，使彩砂颗粒在刮涂过程中快速迁移至表面，形成均匀的彩砂分布，实现地坪整体统一美观的效果。
19.（2）添加有本技术水性彩砂悬浮剂的水性环氧彩砂地坪，在大面积施工时也可获得彩砂悬浮均匀的效果，无任何浮色与接头印等弊病，改善了水性环氧彩砂地坪生产与施工的批次稳定性。
附图说明
20.图1为实施例2对应的水性环氧彩砂地坪照片；
21.图2为对比例对应的水性环氧彩砂地坪照片。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术水性彩砂悬浮剂的结构式参见式（ⅰ），其制备方法的具体步骤如下：
24.（1）将二丙二醇丁醚与偶氮二异丁腈置于烧瓶中，搅拌至溶解；本步骤中二丙二醇丁醚用作反应介质，偶氮二异丁腈用聚合反应的引发剂。
25.（2）向烧杯中加入聚合单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯，并搅拌均匀得到反应体系。
26.（3）将烧瓶抽真空并充氮气，循环三次之后，将氮气填充烧瓶，并以橡胶密封塞密封烧瓶，从而使反应体系置于氮气氛围。
27.（4）将烧瓶置于油浴锅中加热至70℃-80℃，并保持恒温使反应体系进行一次聚合反应5-7小时；
28.（5）再升温至80℃-90℃，并保持恒温使反应体系进行二次聚合反应3-5小时，即得到水性彩砂悬浮剂。
29.在具体实施方式中，甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的质量比优选为40：39：20。进一步的，二丙二醇丁醚、偶氮二异丁腈、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的质量比优选为100：1：40：39：20。
30.下面将提供实施例和对比例，来进一步证明本技术彩砂悬浮剂的技术效果。
31.实施例和对比例中所用原料均为工业级原料，如下：
32.二丙二醇丁醚，市购，cas号：29911-28-2；
33.偶氮二异丁腈，市购，cas号：78-67-1；
34.甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，市购，cas号：26915-72-0；
35.丙烯酸十六酯，市购，cas号：13402-02-3；
36.甲基丙烯酸四氢呋喃酯，市购，cas号：2455-24-5；
37.双酚a型环氧树脂，选择e51树脂；
38.稀释剂：型号690稀释剂，主要成分为苯基缩水甘油醚；
39.分散剂：型号tech-598分散剂，其为磷酸酯类分散剂；
40.消泡剂：型号tech-321w消泡剂，为乳化改性有机硅油；
41.流平剂：型号tech-257n流平剂，其成分为聚醚改性有机硅油；
42.固化剂：亲水改性胺类固化剂，型号汉中h225b水性环氧固化剂；
43.重钙粉：市购，粒径1250目；
44.膨润土：市购，粒径1250目；
45.混合彩砂：市购，粒径120目-180目。
46.实施例1
47.本实施例为彩砂悬浮剂的制备方法，包括步骤：
48.（1）将100质量份二丙二醇丁醚与1质量份偶氮二异丁腈置于烧瓶中，搅拌使偶氮二异丁腈溶解于二丙二醇丁醚；
49.（2）向烧瓶中加入40质量份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、39质量份丙烯酸十六酯和20质量份甲基丙烯酸四氢呋喃酯，继续搅拌；
50.（3）将烧瓶抽真空并充氮气，循环三次之后，将氮气填充烧瓶，并以橡胶密封塞密封烧瓶，使反应体系置于氮气氛围。
51.（4）将烧瓶置于油浴锅中加热至75℃，并保持75℃温度6小时，使反应体系进行一次聚合反应；
52.（5）再升温至85℃，并保持85℃温度4小时，使反应体系进行二次聚合反应，即可得到水性彩砂悬浮剂。
53.实施例2
54.本实施例为实施例1水性彩砂悬浮剂在水性环氧彩砂地坪中应用的实施例。
55.本实施例水性环氧彩砂地坪的原料包括：18质量份双酚a型环氧树脂，2质量份稀释剂，1质量份乙二醇丁醚，19质量份重钙粉，0.3质量份分散剂，0.4质量份消泡剂，0.2质量份流平剂，1质量份色浆，20质量份混合彩砂，1质量份彩砂悬浮剂，0.4质量份膨润土，27.7质量份水，9质量份水性环氧固化剂。彩砂悬浮剂即实施例1彩砂悬浮剂。
56.将上述所有原料混合即得本实施例地坪材料。
57.对比例
58.对比例水性环氧彩砂地坪的原料包括：18质量份双酚a型环氧树脂，2质量份稀释剂，1质量份乙二醇丁醚，19质量份重钙粉，0.3质量份分散剂，0.4质量份消泡剂，0.2质量份流平剂，1质量份色浆，20质量份混合彩砂，0.4质量份膨润土，27.7质量份水，9质量份水性环氧固化剂。与实施例2相比，对比例未添加彩砂悬浮剂。
59.将上述所有原料混合即得本实施例地坪材料。
60.分别将实施例2和对比例的地坪材料刮涂在相同的瓷砖上，并观察刮涂效果，发
现：对比例地坪材料在刮涂后的30分钟内，彩砂迁移悬浮速度较慢，难以完全悬浮迁移上漂，最终表面彩砂颗粒稀疏，且存在水乳不均，见图1所示。而实施例2地坪材料在刮涂后的30分钟内，彩砂可完全悬浮迁移上漂，表面彩砂均匀整体统一，分布均匀无浮色；在将实施例2中彩砂替换为处理彩砂（处理彩砂采用上海德坤rp 40/50 彩砂）时，在刮涂后的5分钟内，彩砂即可完全悬浮迁移上漂。显然本申彩砂悬浮剂可辅助彩砂快速迁移上浮，并获得均匀统一的整体效果，悬浮效果优异。
61.本技术彩砂悬浮剂的机理为：丙烯酸十六酯具较长碳氢链，对彩砂具良好的吸附性且具疏水性，可促使彩砂在水中上浮与悬浮；丙烯酸聚乙二醇用来提供亲水性与稳定性；丙烯酸四氢呋喃酯对彩砂具较强的吸附锚固，用来保证彩砂在搅拌过程中不易与悬浮剂脱离，保证悬浮剂的作用时效。
62.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本技术的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本技术的保护范畴。

技术特征：
1.一种水性彩砂悬浮剂，其特征是，结构式如下：；其中，p、z、m、n均为整数，p取值范围为1～50，z取值范围为1～100，m取值范围为1～20，n取值范围为1～100。2.一种水性彩砂悬浮剂的制备方法，其特征是：以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯与甲基丙烯酸四氢呋喃酯为单体经共聚反应得到。3.如权利要求2所述的水性彩砂悬浮剂的制备方法，其特征是：所述甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，所述丙烯酸十六酯和所述甲基丙烯酸四氢呋喃酯的质量比为40：39：20。4.如权利要求2所述的水性彩砂悬浮剂的制备方法，其特征是，包括：将引发剂和反应介质混合；加入甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯和甲基丙烯酸四氢呋喃酯的，得到反应体系；将反应体系置于无氧氛围或低浓度氧氛围，于70-80℃温度下聚合反应5-7小时；升温至80-90℃温度并聚合反应3-5小时。5.如权利要求4所述的水性彩砂悬浮剂的制备方法，其特征是：
所述引发剂为偶氮二异丁腈。6.如权利要求4所述的水性彩砂悬浮剂的制备方法，其特征是：所述反应介质为二丙二醇丁醚。7.权利要求1所述的水性彩砂悬浮剂在水性环氧彩砂地坪材料体系中的应用。8.一种水性环氧彩砂地坪材料体系，其特征是：包括18质量份双酚a型环氧树脂，2质量份稀释剂，1质量份乙二醇丁醚，19质量份重钙粉，0.3质量份分散剂，0.4质量份消泡剂，0.2质量份流平剂，1质量份色浆，20质量份彩砂，1质量份彩砂悬浮剂，0.4质量份膨润土，27.7质量份水，9质量份水性环氧固化剂；所述彩砂悬浮剂为权利要求1所述的彩砂悬浮剂。

技术总结
本发明公开了一种水性彩砂悬浮剂，其制备方法及应用，该水性彩砂悬浮剂以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸十六酯与甲基丙烯酸四氢呋喃酯为单体经共聚反应得到。将本发明水性彩砂悬浮剂其应用于水性环氧彩砂地坪材料体系中，可辅助彩砂获得优异的悬浮稳定性，使彩砂颗粒快速迁移至表面，并在表面获得均匀分布的彩砂。的彩砂。的彩砂。


技术研发人员：田骏翔 杜再萍 肖真斌 秦世应 熊邦虎
受保护的技术使用者：嘉兴泰格高新材料股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/28