CN102286244B - 一种用于聚脲涂层上的保护漆及其制备方法和施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于聚脲涂层上的保护漆及其制备方法和施工方法，该保护漆由A、B双组分组成并配合使用，A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：聚醚多元醇60.0～89.8%；多异氰酸酯10.0～39.8%；催化剂0.1%～0.2%。B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：氨基树脂60.0～90.0%；颜填料9.9～37.0%；助剂0.1～3.0%。本发明综合性能优异，耐候性强，可用于各种建筑物和构筑物的高等级防水工程，主要用于高速铁路的聚脲防水层表面，也可用于建筑物的屋面和体育场看台防水层的保护层。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑防水层表面的保护材料，特别是一种用于聚脲涂层表面的保护漆及其制备方法和施工方法。
背景技术
目前，一般的芳香族聚氨酯及聚脲防水涂料普遍具有优良的物理性能，但此类防水涂料的缺点是耐候性差，暴露在阳光下受太阳紫外线的照射易黄变，时间长后易粉化及开裂。尤其是近年来随着高速铁路的发展，对高速铁路上使用的防水、防腐材料需求增多，对材料本身的要求也在提高。一般的芳香族聚氨酯、聚脲防水材料满足不了暴露在户外的要求。这就需要开发一种新型的耐候性优良的材料，涂覆在防水材料的表面，阻挡强烈的太阳紫外光照射，起到保护层的作用。要求面漆除了具有很好的物理性能以外，还要具有良好的施工和复涂性能，与聚氨酯或聚脲层以及投入使用后的面层表面均具有良好的结合力。
现有技术中用羟基聚醚树脂作为B组分制成的涂膜，如聚醚二元醇或聚醚三元醇作为B组分制成的保护膜，虽然对基材有一定的保护作用，但用此类原料制成的涂膜强度不足且耐候性较差，使用寿命短，使用中往往会提前粉化或开裂，耐磨性及与聚氨酯或聚脲层的结合力也有待提高。
发明内容
本发明提供一种用于聚脲涂层上的保护漆及其制备方法和施工方法，要解决现有聚脲涂层表面的保护材料耐候性差、强度不足，耐磨性及与材料结合力差的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种用于聚脲涂层上的保护漆，由A、B双组分组成并配合使用，
A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 60.0～89.8%；
多异氰酸酯 10.0～39.8%；
催化剂 0.1%～0.2%。
B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：
氨基树脂 60.0～90.0%；
颜填料 9.9～37.0%；
助剂 0.1～3.0%。
所述聚醚多元醇是数均分子量为1000～5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。
所述多异氰酸酯是脂肪族的二异氰酸酯HDI或IPDI或二者的混合物。
所述氨基树脂数均分子量为1000～1500，25℃下粘度为1000～1500mPa·S。
所述助剂为消泡剂、流平剂、润湿分散剂、防浮色剂、防沉淀剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物。
所述催化剂是有机铋催化剂、有机锡催化剂或复合金属催化剂。
所述颜填料可选择耐候性好的颜填料，白色颜填料可选择稳定性好的金红石型钛白粉；如一些场合需要亚光，则根据需要加入消光粉。
这种用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法，
制备A组分：所述的A组分由以下方法制备得到：
按配比将聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入催化剂搅拌均匀，再在反应釜加入多异氰酸酯并充入氮气保护，搅拌半小时后开始加热，升温至75℃时开始计时，在75～85℃下反应3个小时，冷却至65℃以下，过滤出料得到A组分；
制备B组分：按照配方把原料用高速剪切分散设备高速搅拌，再在研磨设备上研磨后，过滤出料得到B组分。
所述A组分或B组分在过滤出料前根据粘度要求及工程需要加入稀释剂稀释，稀释剂采用二甲苯、丙酮、环己酮、乙酸丁酯或乙酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。
这种用于聚脲涂层上的保护漆的施工方法，施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以重量比1：1混合，A、B组分的异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后一层层涂于聚脲涂层表面，直至涂层达到要求的厚度。
本发明的有益效果如下：
本发明采用的氨基树脂数均分子量为1000~1500，25℃下粘度为1000～1500mPa·S。是一种能与含-NCO基团的固化剂反应，生成耐黄变、耐磨、高强度的高分子涂膜的树脂并且与很多种底材有很好的附着力。氨基树脂与HDI三聚体（如N3390）反应，可用于外用型耐磨耐候涂料。本发明将氨基树脂与多异氰酸酯IPDI和聚醚多元醇的预聚体反应，制成弹性好的防水层表面用面漆。产品保护漆与各种底材附着力好、强度高、弹性高、耐候性好、耐磨性优异，施工方便、涂膜干燥时间合适。本发明使用氨基树脂制成的涂膜在具有良好的柔韧性的基础上，还具有更高的强度及良好的耐磨性，与传统的羟基聚醚树脂制成的涂膜相比，在具有同样伸长率的基础上，强度相差很大。传统的羟基聚醚树脂作为B组分制成的涂膜强度一般在10MPa左右，但用氨基树脂制成的涂膜强度可以在20MPa以上。本发明用氨基树脂制成的涂膜在耐人工气候加速试验下经过1500h，涂层无明显变色和粉化，无起泡、开裂现象。
本发明还根据需要加入一定量的助剂，如消泡剂、流平剂、润湿分散剂、防分色剂、防沉淀剂等，以提高涂膜质量。另外，为了帮助提高涂膜的耐老化性能可加入一定量的抗氧剂及紫外线吸收剂。
本发明根据需要选择适宜颜填料。如一些场合需要亚光，则根据需要加入一定量的消光粉。
本发明施工具有施工方便、耐候性好、底材适应性强、附着力好、涂膜强度高、柔韧性好、耐磨损、抗冲击的优点，并有一定的耐腐蚀性能，有效地弥补了一般的芳香族聚氨酯及聚脲防水层耐候性差的特点。
本发明可用于各种建筑物和构筑物的高等级防水工程，主要应用于高速铁路的聚脲防水层表面，也可用于建筑物的屋面和体育场看台防水层的保护层，从而延长建筑物和构筑物的使用寿命。本发明的保护漆综合性能优异，耐候性能强，还可用于其它基材，如：丙烯酸、JS、聚氨酯、三元乙丙等防水涂料层上的保护层及其它一些暴露在户外的涂层表面。
具体实施方式
实施例一，这种用于聚脲涂层上的保护漆，由A、B双组分组成并配合使用，
A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 74.9%；
多异氰酸酯 24.9%；
催化剂 0.2%；
B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：
氨基树脂 75%；
颜填料 24%；
助剂 1%。
实施例二，这种用于聚脲涂层上的保护漆，由A、B双组分组成并配合使用，
A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 60.0%；
多异氰酸酯 39.8%；
催化剂 0.2%。
B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：
氨基树脂 60%；
颜填料 37%；
助剂 3%。
实施例三，这种用于聚脲涂层上的保护漆，由A、B双组分组成并配合使用，
A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 89.9%；
多异氰酸酯 10.0%；
催化剂 0.1%。
B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：
氨基树脂 90.0%；
颜填料 9.9%；
助剂 0.1%。
实施例四，这种用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法如下：
制备A组分：按配比将占A组分总重量89.9%的聚醚二醇（分子量为2000，羟值为56mgKOH/g）加入反应釜中，在100~115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温、停止脱水；冷却至50℃以下时，加入0.1%的催化剂并搅拌均匀；再加入10%的IPDI ，并充入氮气保护，搅拌半小时后开始加热，升温至75℃时开始计时，在75~85℃下反应3个小时，冷却至65℃以下，用200目滤布过滤出料，得到A组分；
制备B组分：按照配方将占B组分总重量77.8%的氨基树脂，20%的颜填料，2.2%的助剂用高速剪切分散设备高速分散，再用研磨设备研磨至要求细度，用200目滤布过滤出料得到B组分。
实施例五，这种用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法如下：
制备A组分：按配比将占A组分总重量70%的聚醚二醇（分子量为2000，羟值为56mgKOH/g）加入反应釜中，在100~115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温、停止脱水。冷却至50℃以下时，加入0.2%的催化剂并搅拌均匀，再加入29.8%的IPDI ，并充入氮气保护，搅拌半小时后开始加热，升温至75℃时开始计时，在75~85℃下反应3个小时，之后冷却至65℃以下，用200目滤布过滤出料得到A组分；
制备B组分：按照配方将占B组分总重量68.8%的氨基树脂，30%的颜填料，1.2%的助剂用高速剪切分散设备高速分散，再用研磨设备研磨至要求细度，用200目滤布过滤出料得到B组分。
实施例六，这种用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法如下：
制备A组分：按配比将占A组分总重量69.8%的聚醚二醇（分子量为2000，羟值为56mgKOH/g）加入反应釜中，在100~115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温、停止脱水。冷却至50℃以下时，加入0.2%的催化剂并搅拌均匀，接着加入10%的IPDI ，并充入氮气保护，搅拌半小时后，开始加热，升温至75℃时开始计时，在75~85℃下反应3个小时，之后冷却至65℃以下，加入乙酸丁酯20重量份，搅拌均匀后，即可用200目滤布过滤出料，即得A组分。
制备B组分：按照配方将占B组分总重量60%的氨基树脂，18%的颜填料，2%的助剂用高速剪切分散设备高速分散，再用研磨设备研磨至要求细度，再加入20%的乙酸丁酯，用200目滤布过滤出料得到B组分。
实施例七，这种用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法如下：
制备A组分：按配比将占A组分总重量84.8%的聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入0.2%的催化剂搅拌均匀，再在反应釜加入15%的多异氰酸酯并充入氮气保护，搅拌半小时后开始加热，升温至75℃时开始计时，在75～85℃下反应3个小时，冷却至65℃以下，过滤出料得到A组分；
制备B组分：按照配方将占B组分总重量65%的氨基树脂、22%的颜填料、1%的助剂和12%的稀释剂用高速剪切分散设备高速分散，再用研磨设备研磨至要求细度，过滤出料得到B组分。
上述实施例中， B组分中的助剂为消泡剂、流平剂、润湿分散剂、防浮色剂、防沉淀剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物。优选BYK系列的助剂。
上述实施例中，在B组分中添加的颜填料优选耐候性好的颜填料，白色颜料稳定性好的金红石型钛白粉，优选杜邦的706型号的钛白粉。填料可根据需要有选择性地加入，如一些场合需要亚光，则根据需要加入一定量的消光粉。
上述实施例中，聚醚多元醇可以是数均分子量为1000~5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或他们的混合物，优选聚醚多元醇分子量为2000的二元醇。
上述实施例中，多异氰酸酯可为脂肪族的二异氰酸酯HDI（亚甲基二异氰酸酯）或IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯），优选IPDI。
上述实施例中，催化剂可以是各种有机金属催化剂，如：有机铋催化剂、有机锡催化剂或复合金属催化剂，可优选有机锡催化剂：二月桂酸二丁基锡。
上述实施例中，A组分或B组分在过滤出料前根据粘度要求及工程需要加入稀释剂稀释，稀释剂可为一些挥发性稀释剂，如二甲苯、丙酮、环己酮、乙酸丁酯、乙酸乙酯等，这里根据挥发速率可任选乙酸丁酯或乙酸乙酯。
上述实施例的方法得到的保护漆主要物理性能如下：
| 检 测 项 目 | 要求指标 | 实 测 值 |
| 拉伸强度/MPa | 4 | 21 |
| 断裂伸长率/% | 200 | 320% |
| 耐磨性（750g/500r）/mg | ≤40 | 6 |
| 与聚脲基层附着力（拉开法）MPa | ≥4.0 | 9.8 |
| 耐人工气候加速试验 | 经过1500h，涂层无明显变色和粉化，无起泡、无裂纹。 | 经过1500h，涂层无明显变色和粉化，无起泡、无裂纹。 |
由以上表格可知，本发明产品的实测性能要远远高于要求指标。
这种用于聚脲涂层上的保护漆的施工方法，施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以重量比1：1混合，A、B组分的异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后一层层涂于聚脲涂层表面，直至涂层达到要求的厚度。
Claims (8)
1.一种用于聚脲涂层上的保护漆，由A、B双组分组成并配合使用，其特征在于：
A组分是由聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成的预聚物，A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 60.0～89.8%；
多异氰酸酯 10.0～39.8%；
催化剂 0.1%～0.2%；
B组分是由氨基树脂、颜填料和助剂组成的分散体，B组分的原料按重量百分比配比如下：
氨基树脂 60.0～90.0%；
颜填料 9.9～37.0%；
助剂 0.1～3.0%；
所述氨基树脂数均分子量为1000～1500，25℃下粘度为1000～1500mPa·S。
2.根据权利要求1所述的用于聚脲涂层上的保护漆，其特征在于：所述聚醚多元醇是数均分子量为1000～5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于聚脲涂层上的保护漆，其特征在于：所述多异氰酸酯是脂肪族的二异氰酸酯HDI或IPDI或二者的混合物。
4.根据权利要求1所述的用于聚脲涂层上的保护漆，其特征在于：所述助剂为消泡剂、流平剂、润湿分散剂、防浮色剂、防沉淀剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于聚脲涂层上的保护漆，其特征在于：所述催化剂是有机铋催化剂、有机锡催化剂或复合金属催化剂。
6.一种如权利要求1～5所述任意一项用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法，其特征在于：
制备A组分：所述的A组分由以下方法制备得到：
按配比将聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时打开降温并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入催化剂搅拌均匀，再在反应釜加入多异氰酸酯并充入氮气保护，搅拌半小时后开始加热，升温至75℃时开始计时，在75～85℃下反应3个小时，冷却至65℃以下，过滤出料得到A组分；
制备B组分：按照配方把原料用高速剪切分散设备高速搅拌，再在研磨设备上研磨后，过滤出料得到B组分。
7.根据权利要求6所述的用于聚脲涂层上的保护漆的制备方法，其特征在于：所述A组分或B组分在过滤出料前根据粘度要求及工程需要加入稀释剂稀释，稀释剂采用二甲苯、丙酮、环己酮、乙酸丁酯或乙酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。
8.一种如权利要求1～5所述任意一项用于聚脲涂层上的保护漆的施工方法，其特征在于：施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以重量比1：1混合，A、B组分的异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后一层层涂于聚脲涂层表面，直至涂层达到要求的厚度。
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