一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子涂料，具体公开了一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料及其制备方法。

背景技术：

1、随着现代体育产业的蓬勃发展以及人们健康意识的提高，对于运动地坪场地的需求也日益提升，作为运动员训练、比赛以及人们休闲锻炼的主要场所，运动地坪场地的质量备受关注，其中，运动地坪场地用涂料作用于运动地坪场地的最外层，在使用过程中，人们频繁的跑动、跳跃以及各类器材的摩擦都会对运动地坪场地表面造成磨损，如果运动地坪场地用涂料的耐磨性能差，很容易就会导致运动地坪场地表面产生划痕影响光泽度，严重时产生磨损影响到地坪场地表面的平整性，在人们使用时带来安全隐患。在长时间使用时，运动地坪场地表面会受到温度、雨水、风沙等自然因素的影响，同时伴随着洗涤剂的腐蚀，就会导致运动地坪场地表面涂层的老化进程加快，出现鼓泡、开裂甚至脱落等现象，从而失去对运动地坪场地内部的保护作用，严重缩短运动地坪场地的使用寿命。

2、丙烯酸水性涂料在施工和使用过程中释放挥发性有机化合物少，并且硬度大、耐候性强，被广泛应用于运动地坪场地的建设中，但是普通的丙烯酸水性涂料的耐磨性以及防腐蚀性能有待提升，难以满足多种环境中运动地坪场地的使用要求，因此在实际应用时人们大多会对其进行改进，比如公开号为cn112795253b的专利公开了一种单组分丙烯酸道路划线涂料及其制备方法，以丙烯酸乳液为基体，用水作为稀释剂，无毒无刺激性气味、耐候性优异、耐磨防刮伤能力好、涂装工序简单，能够满足多种地坪的涂装要求，但是该专利中将无机物与小分子助剂直接加入到涂料基体材料中，制备进程中无机物有着团聚的风险，从而有可能影响到涂料的耐磨性能，小分子助剂在长时间使用时容易析出失效，影响到涂料的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料及其制备方法，解决了以下几点技术问题：(1)普通的丙烯酸水性涂料耐磨性能难以满足运动地坪场地的使用要求的问题；(2)普通的丙烯酸水性涂料防老化与防腐蚀性能一般，用于运动地坪场地时容易开裂老化脱落，影响到使用寿命的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，包括以下重量份的原料：20-40份甲基丙烯酸丙酯、15-20份甲基丙烯酸苯酯、10-12份甲基丙烯酸异冰片酯、12-15份甲基丙烯酸五氟苯酯、8-10份烯基化水滑石、10-12份防老化树脂、3-5份引发剂、150-250份水；

4、进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢中的任意一种。

5、进一步地，所述烯基化水滑石的制备方法包括以下步骤：

6、(1)将环氧乙烯基酯树脂置于甲苯中，充分混合均匀后，加入氯乙基异氰酸酯与吡啶，升温至55-65℃反应5-6h，减压蒸馏后收集产物，得到异氰酸酯化乙烯基树脂；

7、(2)将异氰酸酯化乙烯基树脂与水滑石置于n,n-二甲基甲酰胺中，通入氮气，超声分散15-20min后加入催化剂，升温至65-80℃反应6-8h，过滤、洗涤、干燥后得到烯基化水滑石。

8、本方案中，在吡啶的作用下环氧乙烯基酯树脂结构中的羟基与氯乙基异氰酸酯结构中的活性氯发生取代反应，得到异氰酸酯化乙烯基树脂，再在催化剂的作用下，异氰酸酯化乙烯基树脂结构中的异氰酸酯基团与水滑石表面的羟基发生相互作用得到烯基化水滑石，该种烯基化水滑石表面包覆有环氧乙烯基酯，从而在其表面引入多个烯基，使之能够在丙烯酸水性涂料的制备进程中与基体材料之间发生相互作用，增强基体材料各组分之间的相容性，提升丙烯酸水性涂料的致密性与韧性，并且能够使得无机物水滑石在基体材料中均匀分散，从而极大地增强了丙烯酸水性涂料的耐磨性能，同时由于水滑石具有独特的片层结构，均匀分散在丙烯酸水性涂料中之后，能够发挥一定的阻隔作用，减少腐蚀介质渗入的可能性，从而增强丙烯酸水性涂料的防腐蚀能力。

9、进一步地，所述环氧乙烯基酯树脂为双酚a型环氧乙烯基酯树脂。

10、进一步地，步骤(2)中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

11、进一步地，所述防老化树脂的制备方法包括以下步骤：

12、①将羧基氯醋树脂置于丁酮中，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯与四丁基溴化铵，升温至50-55℃反应2-3h，旋转蒸发除去溶剂后收集产物得到改性树脂；

13、②将改性树脂与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸置于二甲基亚砜中，充分混合搅拌后加入对甲苯磺酸，升温反应，减压蒸馏后收集产物，得到防老化树脂。

14、本方案中，在四丁基溴化铵的作用下羧基氯醋树脂结构中的羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯结构中的环氧基团发生开环反应，得到结构中具有双键的改性树脂，再在对甲苯磺酸的作用下，改性树脂结构中的羟基与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸结构中的羧基发生酯化反应，得到防老化树脂，该种防老化树脂以氯醋树脂作为基体结构具有优异的耐腐蚀性能，同时其结构中引入的双键能够参与到丙烯酸水性涂料的制备进程中，与基体材料间产生相互作用，增强丙烯酸水性涂料的致密性，提升阻隔性能，增强防腐蚀能力与耐磨性能，同时以化学键合的方式将受阻酚基团引入该种防老化树脂结构中，能够防止在长时间使用时小分子抗氧化有效成分析出，显著提升丙烯酸水性涂料的使用寿命。

15、进一步地，步骤①中，所述羧基氯醋树脂的数均分子量为29000-32000。

16、进一步地，步骤②中，所述升温反应的温度为95-105℃，时间为3-5h。

17、一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

18、步骤一、将甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、烯基化水滑石、防老化树脂置于水中，在200-300r/min的速率下搅拌2-3h形成混合液；

19、步骤二、向混合液中加入引发剂，升温至55-60℃，持续搅拌6-8h，反应结束后收集产物，得到丙烯酸水性涂料。

20、本发明的有益效果：

21、本发明通过制备烯基化水滑石与防老化树脂参与到丙烯酸水性涂料的制备进程中，使得制备出来的丙烯酸水性涂料具有优异的耐磨性能、防腐蚀性能以及防老化能力，能够满足多种环境中运动地坪场地的使用需求，不易磨损，在长时间使用时不易老化脱落，具有长久的使用寿命。

22、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：20-40份甲基丙烯酸丙酯、15-20份甲基丙烯酸苯酯、10-12份甲基丙烯酸异冰片酯、12-15份甲基丙烯酸五氟苯酯、8-10份烯基化水滑石、10-12份防老化树脂、3-5份引发剂、150-250份水。

2.根据权利要求1所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，所述烯基化水滑石的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，所述环氧乙烯基酯树脂为双酚a型环氧乙烯基酯树脂。

5.根据权利要求3所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，步骤(2)中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

6.根据权利要求1所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，所述防老化树脂的制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，步骤①中，所述羧基氯醋树脂的数均分子量为29000-32000。

8.根据权利要求6所述的一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，其特征在于，步骤②中，所述升温反应的温度为95-105℃，时间为3-5h。

9.一种如权利要求1所述的用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸水性涂料的制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及高分子涂料技术领域，公开了一种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料及其制备方法，该种用于运动地坪场地耐磨丙烯酸水性涂料，包括以下原料：甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、烯基化水滑石、防老化树脂、引发剂、水；通过制备烯基化水滑石与防老化树脂参与到丙烯酸水性涂料的制备进程中，使得制备出来的丙烯酸水性涂料具有优异的耐磨性能、防腐蚀性能以及防老化能力，能够满足多种环境中运动地坪场地的使用需求，不易磨损，在长时间使用时不易老化脱落，具有长久的使用寿命。

技术研发人员：奚赛飞
受保护的技术使用者：浙江绿行新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12