CN101418184A - 一种双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组份聚氨酯防水涂料。该涂料由重量份的组分A和B组成；组分A由60－70份甲苯二异氰酸酯MDI、7－10份聚醚N－330、16.8－30.9份聚醚N－220、2－3份端氨基聚醚树脂和0.1－0.2份稳定剂酒石酸组成；组分B由20－30份聚醚N－330、0.5－1份抗氧化剂、3－5份着色颜料、4－8份硫化剂MOCA、10－20份减四油、8－20份氯化石蜡、4－8份增塑剂DOP和15－20份绢云母粉组成。本发明还公开了该涂料的制备方法。本发明的双组份聚氨酯防水涂料具有高固含量、高强度、高断裂伸长率的优点，特别适用于高速铁路、公路、客运专线以及客货共线的混凝土桥梁桥面作防水层。

Description

一种双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水材料领域，具体地说，本发明是一种新型合成高分子防水材料及其制备方法，更具体地说，本发明是一种双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
目前，近年来，铁道部提出“客货分流”的计划，因此铁路客运专线、高速铁路、城际轨道等线路工程发展很快，这些线路大都是混凝土桥梁，设计寿命为50年。为了保证混凝土桥梁中钢筋不受腐蚀，混凝土桥面对防水层的要求相当高，目前使用较多的是双组份聚氨酯防水涂料，这种聚氨酯防水涂料可直接用作防水层，也可用于粘贴防水卷材，其重要指标拉伸强度能达到2.5MPa以上，断裂伸长率能达到≥350％以上。但随着青藏铁路建设通车过程中暴露的混凝土开裂等问题，国家对铁路线路基础建设的重视，要求客运专线、高速铁路、城际轨道设计寿命为100年，对混凝土桥面对防水层的要求就更高了，根据铁道部科技司科技基[2007]56号文
《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》(修订稿)，其重要指标拉伸强度能达到6.0MPa以上，断裂伸长率能达到≥450％以上。该“技术条件”具体规定：用于粘结卷材的聚氨酯涂料拉伸强度要求不小于3.5MPa，断裂延伸率不小于450％；用于防水层的聚氨酯防水涂料拉伸强度要求不小于6.0MPa，断裂延伸率不小于450％，而用于普通防水层的聚氨酯防水涂料拉伸强度要求仅不小于2.45MPa。
目前使用的双组份聚氨酯防水涂料，拉伸强度、断裂伸长率这对矛盾体指标很难再提高，而且其耐老化、抗疲劳、抗高低温交替性能一般，难以满足混凝土桥面对防水层的设计要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种双组份聚氨酯防水涂料，由以下重量份的组分A和组分B组成；其中：
组分A由以下重量份的组分组成：
甲苯二异氰酸酯MDI                60-70份
聚醚N-330                        7-10份
聚醚N-220                        16.8-30.9份
端氨基聚醚树脂                   2-3份
稳定剂酒石酸                     0.1-0.2份；
组分B由以下重量份的组分组成：
聚醚N-330                        20-30份
抗氧化剂                         0.5-1份
着色颜料                         3-5份
硫化剂MOCA                       4-8份
减四油                           10-20份
氯化石蜡                         8-20份
增塑剂DOP                        4-8份
绢云母粉                         15-20份。
硫化剂MOCA，其学名是3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷或二邻氯二苯胺甲烷，CAS NO：101-14-4，分子式：C13H12N2CL2，分子量：267.16。
硫化剂MOCA可进行硫化增强反应，大大提高了B组份的强度，并提高最终的防水材料的性能。
抗氧化剂优选是抗氧化剂1010。
着色颜料优选是色素炭黑、氧化铁红、氧化铁黄中的一种或几种。
上述的双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，由下述步骤组成：
制备组分A：将甲苯二异氰酸酯MDI、聚醚N-330、聚醚N-220、稳定剂酒石酸投入密闭的反应釜中，通过加热，聚合反应后加入端氨基聚醚树脂进行封端，再真空脱水而制得预聚体；
制备组分B：将聚醚N-330、减四油与硫化剂MOCA先投入密闭的反应釜中，加热进行硫化反应，然后将所述组分B中的其它材料投入反应釜中，继续加温、真空脱水而制得。
基于客运专线、高速铁路、城际轨道设计寿命要求和目前双组份聚氨酯防水涂料存在的问题，本发明采用了多种聚醚树脂复配使用，并采用端氨基聚醚树脂封端，对聚合反应过程进行控制，制得性能优良的预聚体A组份；再通过在B组份中加入硫化剂MOCA，进行硫化增强反应，大大提高了B组份的强度，最终研制发明了一种新型高固含、高强度、高断裂伸长率双组份聚氨酯防水涂料，当A组份与B组份按比例混合均匀，刮板固化成膜后，其重要指标拉伸强度能达到6.0MPa以上，断裂伸长率能达到≥450％以上，固体含量能达99％，其涂层对混凝土具有优异的附着力、柔韧性、不透水性、耐磨性、耐老化性、耐化学品性能也十分突出，在-25℃～150℃温度范围内具有良好的热稳定性。
使用时，将A组份和B组份按一定比例均匀混合后，涂抹在混凝土防水基面上，经数小时后，固结成既富有弹性、坚韧又具有耐久性的整体涂膜防水层。
本发明具有以下的优点：
本发明的双组份聚氨酯防水涂料具有高固含量、高强度、高断裂伸长率的优点，拉伸强度能达到6.0MPa以上，断裂伸长率能达到≥450％以上，固体含量能达99％，特别适用于高速铁路、公路、客运专线以及客货共线的混凝土桥梁桥面作防水层。
具体实施方式
实施例1
称取以下重量的原料：
组分A：65公斤甲苯二异氰酸酯MDI、8.5公斤聚醚N-330、24.0公斤聚醚N-220、2.5公斤端氨基聚醚树脂和0.15公斤稳定剂酒石酸组成；组分B：25公斤聚醚N-330、0.75公斤抗氧化剂1010、4公斤着色颜料色素炭黑、6公斤硫化剂MOCA、15公斤减四油、14公斤氯化石蜡、6公斤增塑剂DOP和17.5公斤绢云母粉组成。
制备组分A：
将甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚醚(N-330)、聚醚(N-220)、稳定剂
(酒石酸)投入一密闭的反应釜中，边搅拌边升温，加热至80±5℃，聚合反应后加入端氨基聚醚树脂进行封端，再真空脱水1.5小时而制得预聚体(A组份)。
制备组分B：
将聚醚N-330、减四油与硫化剂MOCA先投入一密闭的反应釜中，边搅拌边升温，加热至110±5℃进行硫化反应，然后将组分B的其它材料投入反应釜中，继续保温在110±5℃、真空脱水1小时而制得B组份。
实施例2
称取以下重量的原料：
组分A：60公斤甲苯二异氰酸酯MDI、10公斤聚醚N-330、16.8公斤聚醚N-220、3公斤端氨基聚醚树脂和0.1公斤稳定剂酒石酸组成；组分B：20公斤聚醚N-330、1.0公斤抗氧化剂1010、3公斤着色颜料氧化铁红、8公斤硫化剂MOCA、10公斤减四油、8公斤氯化石蜡、4公斤增塑剂DOP和20公斤绢云母粉组成。
制备工艺与实施例1相同。
实施例3
称取以下重量的原料：
组分A：70公斤甲苯二异氰酸酯MDI、7公斤聚醚N-330、30.9公斤聚醚N-220、2公斤端氨基聚醚树脂和0.2公斤稳定剂酒石酸组成；组分B：30公斤聚醚N-330、0.5公斤抗氧化剂1010、5公斤着色颜料氧化铁黄、4公斤硫化剂MOCA、20公斤减四油、20公斤氯化石蜡、8公斤增塑剂DOP和15公斤绢云母粉组成。
制备工艺与实施例1相同。
涂料性能按GB/T19250-2003《聚氨酯防水涂料》进行测试。配比按A组分：B组分＝1：2进行混合。制膜时分2-3次涂膜，制得(2±0.1)mm的涂膜，在标准条件[(23±2)℃，湿度(50±5)％]下成膜，养护168小时，然后切成标准哑铃型试样，采用拉伸试验机测试拉伸强度和断裂伸长率。其结果见表1。
表1  实施例1～3的性能表
 
实施例编号 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度(MPa) 8.0 7.2 6.8
断裂伸长率(％) 620 560 580
固体含量(wt％) 99％ 99％ 99％
以上对本发明所提供的双组份聚氨酯防水涂料进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，由以下重量份的组分A和组分B组成；其中
组分A由以下重量份的组分组成：
甲苯二异氰酸酯MDI      60-70份
聚醚N-330              7-10份
聚醚N-220              16.8-30.9份
端氨基聚醚树脂         2-3份
稳定剂酒石酸           0.1-0.2份；
组分B由以下重量份的组分组成：
聚醚N-330             20-30份
抗氧化剂              0.5-1份
着色颜料              3-5份
硫化剂MOCA            4-8份
减四油                10-20份
氯化石蜡              8-20份
增塑剂DOP             4-8份
绢云母粉              15-20份。
2.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于：组分A由65份甲苯二异氰酸酯MDI、8.5份聚醚N-330、24.0份聚醚N-220、2.5份端氨基聚醚树脂和0.15份稳定剂酒石酸组成；组分B由25份聚醚N-330、0.75份抗氧化剂、4份着色颜料、6份硫化剂MOCA、15份减四油、14份氯化石蜡、6份增塑剂DOP和17.5份绢云母粉组成。
3.根据权利要求1或2所述的双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述的着色颜料是色素炭黑、氧化铁红、氧化铁黄中的一种或几种。
4.权利要求1至3任意一项所述的双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，由下述步骤组成：
制备组分A：将甲苯二异氰酸酯MDI、聚醚N-330、聚醚N-220、稳定剂酒石酸投入密闭的反应釜中，通过加热，聚合反应后加入端氨基聚醚树脂进行封端，再真空脱水而制得预聚体；
制备组分B：将聚醚N-330、减四油与硫化剂MOCA先投入密闭的反应釜中，加热进行硫化反应，然后将权利要求1所述组分B中的其它材料投入反应釜中，继续加温、真空脱水而制得。
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