一种弹性有机结合无机复合工业磨石的制作方法

1.本发明涉及磨石技术领域，具体涉及一种弹性有机结合无机复合工业磨石。


背景技术：

2.水磨石地坪是一种用水泥做胶结料，掺入不同色彩，不同粒径的大理石或花岗石碎石，经过搅拌、成型、养护、研磨等工序，制成一种具有一定装饰效果的人造石材。具有的优点是可随意拼接花色、颜色均可自定义配制；不起尘、洁净度高，满足制药、芯片制造等高洁净环境的要求；色泽艳丽光洁；装饰嵌缝条横平竖直，嵌缝条间无需间隙，连接密实，整体美观性好；水磨石地坪适用于商场、展厅、走廊、高级娱乐场所、博览会馆、商务会所和其他一些需要美观耐磨地面的场所，可以做到a1级防火。以水泥粘接料制成的水磨石叫无机磨石。
3.无机磨石材料根据使用场所不同，可分成商业无机磨石和工业无机磨石两种。相比商业无机磨石而言，工业无机磨石主要强调其自身的强度和功能性，如耐磨性、硬度、无尘等特点工业无机磨石要比商业无机磨石更出色。但是，目前普遍使用的水磨石地坪主要存在的缺点是非常容易产生开裂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种弹性有机结合无机复合工业磨石，通过制备聚氨酯改性淀粉磨石浆料，能明显提高本发明制得的有机结合无机复合工业磨石弹性、抗拉强度和断裂伸长率，明显提高制得的有机结合无机复合工业磨石的力学性能，钢丝网和弹性聚氨酯的结合得使用使得磨石地坪拉伸强度提高，降低开裂风险。无溶剂聚氨酯防裂减震缓冲层或无溶剂环氧树脂防裂减震缓冲层作为磨石的底层，能够有效避免磨石开裂，同时起到减震的作用，延长磨石使用寿命；骨料上增加1-2mm无溶剂聚氨酯/环氧防裂减震缓冲层对提高磨石地坪抗裂能力有提高。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.本发明提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层，底涂层，缓冲和钢丝网层，聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层，无机磨石浆料、聚氨酯改性淀粉磨石浆料或环氧磨石浆料层，聚氨酯高光罩面。
7.作为本发明的进一步改进，所述缓冲和钢丝网层包括1-3mm缓冲层和1-3mm钢丝网层；所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层包括1-3mm聚氨酯改性淀粉磨石浆料层和2-4mm磨石骨料层；所述无机磨石浆料、聚氨酯改性淀粉磨石浆料或环氧磨石浆料层的厚度为2-3mm。
8.作为本发明的进一步改进，所述钢丝网为304材质不锈钢网；所述底涂层为无溶剂聚氨酯底涂或环氧底涂；所述基础层的厚度为150-170mm，为c20混凝土。
9.作为本发明的进一步改进，所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料由以下方法制备而成：
10.s1.将二异氰酸酯和二醇混合加热反应，然后加入扩链剂反应，然后降温加入引发
剂反应，反应制得预聚体；
11.s2.将步骤s1制得的预聚体加热后，加入水杨酸反应，然后加入三乙胺，乳化，去除有机溶剂，得到末端带有羧基的水性聚氨酯乳液；
12.s3.将磨石粉碎后过筛，得到磨石粉；
13.s4.将步骤s2制得的水性聚氨酯乳液搅拌加热，然后加入步骤s3得到的磨石粉和淀粉，继续搅拌反应，降温，出料，得到聚氨酯改性淀粉磨石浆料。
14.作为本发明的进一步改进，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的至少一种；所述二醇选自聚丙二醇、聚乙二醇中的至少一种；所述催化剂选自dmpa、1，4-丁二醇、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、moca、乙二胺、n，n-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌一二(β一羟乙基)醚中的至少一种；所述引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯中的至少一种；所述脱水剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺或n-羟基琥珀酰亚胺。
[0015]
作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述二异氰酸酯、二醇、扩链剂、引发剂的质量比为20:30-50:3-5:1-3；所述加热反应的温度为70-80℃，时间为2-3h；所述加入扩链剂反应的时间为1-2h；所述加入引发剂反应的时间为0.5-1h。
[0016]
作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述预聚体、水杨酸、三乙胺的质量比为10:0.7-1.2：0.3-0.6；所述预聚体加热至40-50℃，所述反应时间为2-4h。
[0017]
作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述水性聚氨酯乳液加热至90-110℃，搅拌反应时间为2-4h；所述水性聚氨酯乳液、磨石粉、淀粉、脱水剂的质量比为100:22-27:15-30：1-3。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料由以下方法具体制备而成：
[0019]
s1.将20重量份二异氰酸酯和30-50重量份二醇混合加热至70-80℃反应2-3h，然后加入3-5重量份扩链剂反应1-2h，然后降温至40-50℃，加入1-3重量份引发剂反应0.5-1h，反应制得预聚体；
[0020]
s2.将10重量份步骤s1制得的预聚体加热至40-50℃后，加入0.7-1.2重量份水杨酸反应2-4h，然后加入0.3-0.6重量份三乙胺，10000-12000r/min乳化2-4min，减压蒸馏去除有机溶剂，得到末端带有羧基的水性聚氨酯乳液；
[0021]
s3.将磨石粉碎后过100-200目筛，得到磨石粉；
[0022]
s4.将100重量份步骤s2制得的水性聚氨酯乳液搅拌加热至90-110℃，然后加入22-27重量份步骤s3得到的磨石粉和15-30重量份淀粉，然后加入1-3重量份的脱水剂，继续搅拌反应2-4h，降至室温，出料，得到聚氨酯改性淀粉磨石浆料。
[0023]
作为本发明的进一步改进，所述无机磨石浆料为将无机磨石研细后，加入水性聚氨酯中，搅拌混合均匀，得到无机磨石浆料，所述无机磨石与水性聚氨酯的质量比为3-5:10；所述环氧磨石浆料将环氧磨石研细后，加入水性聚氨酯中，搅拌混合均匀，得到环氧磨石浆料，所述环氧磨石与水性聚氨酯的质量比为3-5:10；所述水性聚氨酯粒径大于100nm，分子量大于5000，乳白色。
[0024]
本发明具有如下有益效果：
[0025]
1、本发明聚氨酯改性淀粉磨石浆料的制备中，首先，制备聚氨酯预聚体，然后将聚氨酯的端基的异氰酸酯与水杨酸的羟基反应，制得端基带有羧基的水性聚氨酯，然后将磨石粉和淀粉加入，在催化剂的作用下，淀粉上的羟基与水性聚氨酯的羟基进行反应，同时，淀粉的羟基与聚氨酯氨基部分能与磨石粉形成氢键，从而得到稳定的聚氨酯改性淀粉磨石浆料，能明显提高本发明制得的有机结合无机复合工业磨石弹性、抗拉强度和断裂伸长率，明显提高制得的有机结合无机复合工业磨石的力学性能。
[0026]
2、采用高强度钢丝网结合无溶剂聚氨酯防裂减震缓冲层作为磨石的底层，能够有效避免磨石开裂，同时起到减震的作用，延长磨石使用寿命；并且经充分渗透后固化后，可以起到提高强度，防止基础水向上挥发。
[0027]
3、高强度无机磨石层和高强度强化层的结合，避免因热胀冷缩造成的开裂现象，能够有效减少材料的使用，可以省去面层铜条分格的使用，减少施工步骤，降低成本。
[0028]
4、通过使用环保材料，实现了产品具有良好的环保效果，更具有环保性的功能。
[0029]
5、骨料层上配合1-2mm厚无溶剂聚氨酯/无溶剂环氧/无机磨石料使得的本发明能够提供更高强度，不容易开裂的工业磨石地坪，满足工业生产需求。
[0030]
6、磨石层中磨石固化剂为硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠混合的水泥密封固化剂，使用时固化后进行粗磨，补浆，然后精磨抛光，能够增强水泥基的强度。
[0031]
7、水性高光罩面为环保水性产品，高强度，高耐磨。使磨石效果更突出。
附图说明
[0032]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]
图1为本发明聚氨酯改性淀粉磨石浆料的合成示意图；
[0034]
图2为本发明弹性有机结合无机复合工业磨石的结构示意图；
[0035]
1.基础层，2.底涂层，3.缓冲和钢丝网层，4.聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层，5.无机磨石浆料、聚氨酯改性淀粉磨石浆料或环氧磨石浆料层，6.聚氨酯高光罩面。
具体实施方式
[0036]
下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0037]
实施例1
[0038]
如图2，本实施例提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层1，底涂层2，缓冲和钢丝网层3，聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5，聚氨酯高光罩面6。
[0039]
所述基础层1的厚度为150mm，为c20混凝土；
[0040]
所述底涂层2为无溶剂聚氨酯底涂或环氧底涂；
[0041]
所述缓冲和钢丝网层3包括1mm缓冲层和1mm钢丝网层；所述钢丝网为304材质不锈钢网；
[0042]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4包括1mm聚氨酯改性淀粉磨石浆料层和2mm磨石骨料层；
[0043]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5的厚度为2mm。
[0044]
如图1，聚氨酯改性淀粉磨石浆料由以下方法具体制备而成：
[0045]
s1.将20重量份二苯甲烷二异氰酸酯和30重量份聚丙二醇混合加热至70℃反应2h，然后加入3重量份新戊二醇反应1h，然后降温至40℃，加入1重量份2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮反应0.5h，反应制得预聚体；
[0046]
s2.将10重量份步骤s1制得的预聚体加热至40℃后，加入0.7重量份水杨酸反应2h，然后加入0.3重量份三乙胺，10000r/min乳化2min，减压蒸馏去除有机溶剂，得到末端带有羧基的水性聚氨酯乳液；
[0047]
s3.将磨石粉碎后过100目筛，得到磨石粉；
[0048]
s4.将100重量份步骤s2制得的水性聚氨酯乳液搅拌加热至90℃，然后加入22重量份步骤s3得到的磨石粉和15重量份淀粉，然后加入1重量份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，继续搅拌反应2h，降至室温，出料，得到聚氨酯改性淀粉磨石浆料。
[0049]
实施例2
[0050]
如图2，本实施例提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层1，底涂层2，缓冲和钢丝网层3，聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5，聚氨酯高光罩面6。
[0051]
所述基础层1的厚度为170mm，为c20混凝土；
[0052]
所述底涂层2为无溶剂聚氨酯底涂或环氧底涂；
[0053]
所述缓冲和钢丝网层3包括3mm缓冲层和3mm钢丝网层；所述钢丝网为304材质不锈钢网；
[0054]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4包括3mm聚氨酯改性淀粉磨石浆料层和4mm磨石骨料层；
[0055]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5的厚度为3mm。
[0056]
如图1，聚氨酯改性淀粉磨石浆料由以下方法具体制备而成：
[0057]
s1.将20重量份六亚甲基二异氰酸酯和50重量份聚丙二醇混合加热至80℃反应3h，然后加入5重量份dmpa反应2h，然后降温至50℃，加入3重量份2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯反应1h，反应制得预聚体；
[0058]
s2.将10重量份步骤s1制得的预聚体加热至50℃后，加入1.2重量份水杨酸反应4h，然后加入0.6重量份三乙胺，12000r/min乳化4min，减压蒸馏去除有机溶剂，得到末端带有羧基的水性聚氨酯乳液；
[0059]
s3.将磨石粉碎后过200目筛，得到磨石粉；
[0060]
s4.将100重量份步骤s2制得的水性聚氨酯乳液搅拌加热至110℃，然后加入27重量份步骤s3得到的磨石粉和30重量份淀粉，然后加入3重量份的n-羟基琥珀酰亚胺，继续搅拌反应4h，降至室温，出料，得到聚氨酯改性淀粉磨石浆料。
[0061]
实施例3
[0062]
如图2，本实施例提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层1，底涂层2，缓冲和钢丝网层3，聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5，聚氨酯高光罩面6。
[0063]
所述基础层1的厚度为160mm，为c20混凝土；
[0064]
所述底涂层2为无溶剂聚氨酯底涂或环氧底涂；
[0065]
所述缓冲和钢丝网层3包括2mm缓冲层和2mm钢丝网层；所述钢丝网为304材质不锈钢网；
[0066]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4包括2mm聚氨酯改性淀粉磨石浆料层和3mm磨石骨料层；
[0067]
所述聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5的厚度为2.5mm。
[0068]
如图1，聚氨酯改性淀粉磨石浆料由以下方法具体制备而成：
[0069]
s1.将20重量份甲苯二异氰酸酯和40重量份聚乙二醇混合加热至75℃反应2.5h，然后加入4重量份1，4-丁二醇反应1.5h，然后降温至45℃，加入2重量份2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮反应1h，反应制得预聚体；
[0070]
s2.将10重量份步骤s1制得的预聚体加热至45℃后，加入1重量份水杨酸反应3h，然后加入0.45重量份三乙胺，11000r/min乳化3min，减压蒸馏去除有机溶剂，得到末端带有羧基的水性聚氨酯乳液；
[0071]
s3.将磨石粉碎后过150目筛，得到磨石粉；
[0072]
s4.将100重量份步骤s2制得的水性聚氨酯乳液搅拌加热至100℃，然后加入25量份步骤s3得到的磨石粉和20重量份淀粉，然后加入2重量份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，继续搅拌反应3h，降至室温，出料，得到聚氨酯改性淀粉磨石浆料。
[0073]
实施例4
[0074]
与实施例3相比，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5由无机磨石浆料层5替代，其他条件均不改变。
[0075]
所述无机磨石浆料为将无机磨石研细后，加入水性聚氨酯中，搅拌混合均匀，得到无机磨石浆料，所述无机磨石与水性聚氨酯的质量比为5:10；
[0076]
所述水性聚氨酯粒径大于100nm，分子量大于5000，乳白色。
[0077]
实施例5
[0078]
与实施例3相比，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5由环氧磨石浆料层5替代，其他条件均不改变。
[0079]
所述环氧磨石浆料将环氧磨石研细后，加入水性聚氨酯中，搅拌混合均匀，得到环氧磨石浆料，所述环氧磨石与水性聚氨酯的质量比为5:10；
[0080]
所述水性聚氨酯粒径大于100nm，分子量大于5000，乳白色。
[0081]
对比例1
[0082]
与实施例3相比，未设置聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层，其他条件均不改变。
[0083]
提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层1，底涂层2，缓冲和钢丝网层3，聚氨酯改性淀粉磨石浆料层5，聚氨酯高光罩面6。
[0084]
对比例2
[0085]
与实施例3相比，未设置聚氨酯改性淀粉磨石浆料层，其他条件均不改变。
[0086]
提供一种弹性有机结合无机复合工业磨石，由下至上依次为基础层1，底涂层2，缓冲和钢丝网层3，聚氨酯改性淀粉磨石浆料和磨石骨料层4，聚氨酯高光罩面6。
[0087]
测试例1
[0088]
将实施例1-5制得的弹性有机结合无机复合工业磨石进行性能测试，结果见表1。
[0089]
表1
[0090][0091]
由上表可知，本发明实施例1-3制得的弹性有机结合无机复合工业磨石具有良好的抗压强度和断裂伸长率，力学性能佳。
[0092]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。