CN102391706B

CN102391706B - 一种用于混凝土表面处理的聚氨酯腻子

Info

Publication number: CN102391706B
Application number: CN 201110266891
Authority: CN
Inventors: 郁维铭; 史卫国; 任少华; 侯东海
Original assignee: JIANGSU STEADY NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: JIANGSU STEADY NEW ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: CN102391706A

Abstract

本发明产品涉及一种专门用于混凝土表面处理的双组分聚氨酯腻子，属于化工材料领域。一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆，其特征在于该底漆使用了一种双组分聚氨酯体系，即异氰酸酯组A组份和树脂组份B组份；本发明的优点：本发明所提供的双组分低表面张力聚氨酯腻子，适合于混凝土表面面缺陷（如针眼、气孔、凹坑等）的填补修复。

Description

一种用于混凝土表面处理的聚氨酯腻子

技术领域

本发明产品涉及一种专门用于混凝土表面处理的双组分聚氨酯腻子，属于化工材料领域。

背景技术

混凝土建筑表面的防水、防腐和保温施工已经成为越来越重要和普遍的建筑防护和节能手段，而双组分（或单组分）聚氨酯弹性体以及喷涂聚脲弹性体已经成为建筑混凝土表面重要的防水、防腐材料之一。通常，混凝土建筑表面含有大量的缺陷，如气孔、针眼、凹坑，除此之外，对于新建混凝土建筑，还会因为混凝土浆液液面固化而产生的酥松的砂浆浮层。

由于这些缺陷存在，聚氨酯或者聚脲防水防腐材料就不能直接施工于带有缺陷的混凝土表面上，否则这些气孔、针眼和凹坑会致使聚氨酯或聚脲的表面产生气孔、针眼和气泡，而混凝土表面的砂浆浮层会导致防水防腐层或保温层与混凝土粘结薄弱，极易产生脱落。

因此，在混凝土建筑表面进行防水防腐施工和保温施工之前，必须进行混凝土基层表面处理，这已经成为必不可少施工程序之一。

本发明产品正是专门用于这类混凝土表面处理的材料之一，双组分聚氨酯腻子。

目前，很少见有专门用于混凝土基面处理的腻子。通常是采用市售的双组分环氧腻子或者是不饱和树脂腻子（即原子灰）。施工时，环氧腻子或原子灰被涂刮在混凝土表面，以修补混凝土表面的气孔、针眼以及凹坑等其它缺陷，从而达到混凝土基层处理的目的。

环氧腻子表面张力小，腻子被涂覆在混凝土表面的针眼、气孔上后，形成的胶膜极易破裂，造成表面缺陷重新暴露，因此环氧腻子对混凝土表面缺陷的封堵修补效果不好。并且环氧腻子粘度大，手工涂刮困难，施工效率低。环氧树脂的固化速度受环境温度影响较大，冬季施工时，气温低于10℃时，环氧树脂涂层的固化时间将达到48小时甚至更长，严重影响施工进度。大量工程实践证明，以环氧树脂腻子作为混凝土表面的修补腻子后，后续施工的聚脲或聚氨酯涂层即使与混凝土有较好的粘结拉拔强度，但其与混凝土的粘结剥离强度却十分底下，极易在剪切力的作用下发生大面积的剥落。这是由于因环氧腻子遇冷后的收缩应力较大，从而破坏了腻子与防水防腐涂层之间的粘结结构。

原子灰是一类以不饱和树脂为基料的嵌缝材料，固化后本身的强度很高，但它们与混凝土的粘结力以及与后续施工的聚氨酯（或聚脲）防水防腐涂层的粘结力都低，不能满足工程设计要求。原子灰是通过引发剂产生自由聚合而交联固化的，其固化时间很快。实际使用时，每次只能少剂量地取料，然后快速使用完毕。因此在工艺性上，它不适合于混凝土表面大面积的使用（如高速铁路桥面修补），因此施工效率大受限制。

发明内容

发明目的

本发明提供一种专门用于混凝土表面处理的双组分聚氨酯底漆。这种底漆在固化前能从混凝土表面有效渗透到里层，固化后即能提高混凝土表面强度，并在表面形成一层具有韧性的薄膜。从而提高聚脲或聚氨酯涂层对混凝土的粘结力；由于是双组分体系，混合后的粘度低，可以满足辊涂或涂刮的要求，双组分的反应活性适中，不需要添加催化剂，即可在常温下固化。

技术方案

一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于包括A组分和B组分；

所述的A组分和B组分的用量由异氰酸酯指数X确定；所述异氰酸酯指数X取值为105－120；所述的异氰酸酯指数X的含义是：

。

所述的A组分为含多异氰酸酯基团的芳香族化合物、低聚物或两者任意比例的混合物。

其中含多异氰酸酯基团的芳香族有机化合物为甲苯二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二苯基甲烷、多苯基多亚甲基多异氰酸酯任意一种或两种以上混合物；低聚物为由甲苯二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二苯基甲烷、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的任意一种化合物的多元醇改性的的预聚体，其中所述的多元醇为聚醚多元醇；

其中聚醚多元醇由环氧乙烷和/或环氧丙烷或四氢呋喃与具有2~8个活泼氢原子的引发剂反应生成，引发剂包括多元醇和多胺；其中多元醇包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、季戊四醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇、二甘醇、丙二醇、乙二醇和蔗糖醇；所述的多胺包括1，2-乙二胺、甲苯二胺和二氨基二苯基甲烷；

A组分中的平均异氰酸酯基的重量百分比为10%—30%。

所述B组包括：⑴占B组分总重量的30%—45%的多羟基化合物b1、占B组分总重量的10%—15%多羟基化合物b2 或占B组分总重量的3—10%多羟基化合物b3；⑵占B组分总重量的5%—20%的至少含有一种有机或无机触变剂；⑶占B组分总重量的30%—50%的无机填料；

其中多羟基化合物b1是数均分子量范围为1000-2000，官能度为2-3 的聚醚多元醇或脂肪族聚酯多元醇；

多羟基化合物b2为芳烃聚酯多元醇；

多羟基化合物b3为数均分子量小于300，官能度不小于2的多羟基低聚物或是小分子多元醇；

其中多羟基低聚物包括：数均分子量在300—100，官能度为2—3 的聚氧化丙烯醚，脂肪酸和脂肪醇的缩合聚酯；

有机或无机触变剂包括：聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、膨润土或白土；

填料包括：滑石粉，硫酸钙粉，碳酸钙粉，高岭土，凹凸棒土等中的一种或多种；填料的细度为400-1200目。

所述的异氰酸酯指数X为110。

所述聚醚多元醇为数均分子量2000的聚氧化丙烯二醇，如N220。

所述的组分A为TDI、MDI或PAPI与数均分子量2000的聚氧化丙烯二醇，如N220，形成的预聚体化合物。

所述的b1为分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇，如N210，N220，或脂肪族聚酯二醇，如PEBA-1500，PDA-2000； b2为芳香族聚酯二醇，如Stepanol PD-200LV；b3为数均分子量小于300聚氧化丙烯三醇，如N303；小分子多元醇为1,4-丁二醇，二甘醇或二丙二醇。

所述的有机或无机触变剂为占B组分总量5-20%的聚酰胺蜡，如Dispalong 6900-20X或Bentone EW。

所述的填料为占B组分总重量30-50%的600—800目的滑石粉和高岭土或两者任意比例混合物。

在上述B组分中，还可以添加助剂，包括但不限于：流平剂，消泡剂，除水剂，粘结力促进剂；添加总量为B组分重量的0-0.5%。

制备方法

A组分的制备方法：

1. 将按比例称取的聚醚多元醇置于反应器内加温到110℃，然后在真空度小于-0.02mPa的条件下脱水2小时，控制多元醇混合物的水份含量低于0.005%。

2、将多元醇降温至50℃以下，再加入计算量的异氰酸酯，搅拌下升温至85℃，保温并用氮气保护，反应2小时后，检测NCO含量，若达到设计值，即可降温出料，得A组分。

B组分的制备方法：

1. 将按比例称取的各种多元醇混合，置于反应器内加温到110℃，然后在真空度小于-0.02mPa的条件下脱水2小时，控制多元醇混合物的水份量低于0.005%。

2. 将粉末状的无机填料放入干燥烘箱内除水，于400℃下干燥5小时。

3. 将降至常温后的多元醇混合物及填料与增稠剂及必要的其它助剂一起加入捏合机搅拌捏合1小时，然后再用三辊研磨机研磨，直至得到白色细腻的具有触变性的膏状物，即为B组分。

腻子制备方法、施工工艺和检测方法

将A、B两组分（按质量比计混合比例如下表1）通过电动搅拌强力混合，然后在20—30 分钟内（25℃）用手工均匀涂刮在混凝土表面，并保持适当的往复涂刮次数，以保证涂膜均匀和物料充分嵌入混凝土的表面。涂布量为每平米0.2—0.25公斤。涂膜的凝胶时间为1-2小时，表干时间为3—4 小时（25℃），观察腻子涂膜的外观质量。

在腻子涂膜表固化后的12小时内，直接在其表面施工喷涂聚脲弹性体或其它聚氨酯防水涂料。在7天后用拉开法测定防水涂层与混凝土的粘结拉拔强度和粘结剥离强度。

施工工艺：

将A组分与B组分通过电动搅拌强烈混合，25℃下在30 分钟内均匀涂布于混凝土表面，涂布量为每平米0.2公斤，涂膜的凝胶时间为1-2 小时，表干时间为2-3 小时，观察底漆涂膜的外观质量。

检测方法

各种腻子的按比例配合后涂膜外观质量及喷涂聚脲弹性体与混凝土的粘结强度(Mpa.)见下表1。

表1

实施例5	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比实施例
						配合比例（A:B）	1:3.46	1:1.82	1:3.07	1:4.31	1:3.37
外观质量	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	有气孔针眼
						拉拔强度	2.98mPa	3.57mPa	3.57mPa	3.12mPa	2.08mPa
剥离强度	6N/mm	7N/mm	7N/mm	6N/mm	3.5N/mm
						实施例6	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比实施例
配合比例（A:B）	1:3.46	1:1.82	1:3.07	1:4.31	1:3.37
						外观质量	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	有气孔针眼
拉拔强度	4.04mPa	4.47mpa	4.63mPa	4.31mPa	2.51mPa
						剥离强度	7N/mm	9N/mm	8N/mm	6N/mm	4N/mm
实施例7	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比实施例
						配合比例（A:B）	1:3.46	1:1.82	1:3.07	1:4.31	1:3.37
外观质量	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	表面密实光洁	有气孔针眼
						拉拔强度	5.61mPa	6.13mPa	6.07mPa	5.80mPa	2.42mPa
剥离强度	8N/mm	＞10N/mm	＞10N/mm	＞10N/mm	5N/mm

注：1 拉拔强度测试仪采用

2 剥离强度测定按国标GB/T2790-1995测定。

有益效果

本发明的优点：本发明所提供的双组分低表面张力聚氨酯腻子，适合于混凝土表面面缺陷（如针眼、气孔、凹坑等）的填补修复。通过手工涂刮，在混凝土表面形成的胶膜不会受表面张力影响而破裂，从而有效封堵和修复混凝土表面的各种缺陷。同时这种腻子施工方便，易于嵌入混凝土表面的缺陷，并在表面形成一层透薄均匀的膜，胶膜与混凝土有良好的粘结强度，同时，胶膜与聚氨酯（或聚脲）防水防腐涂层也有很好的粘结拉拔强度和粘结剥离强度。因此，本发明产品能够有效提高聚氨酯（或聚脲）防水防腐涂层与混凝土表面的综合粘结强度，并且这种效果不受冬季环境温度的影响。

本发明提供一种专门用于混凝土表面处理的双组分聚氨酯腻子。这种腻子具有如下特点：

1. 表面张力高，且具有触变性，。腻子被涂刮嵌入混凝土表面后，由于表面张力高而能保持对针眼、气孔或空洞的封闭状态，而不会破孔，也不会流挂，直至物料完全固化。这样就实现了对混凝土表面缺陷的封闭和修补。

2. 便于手工涂刮，易于在混凝土表面形成一层透薄均匀的胶膜。

3. 这种聚氨酯腻子不近能使聚脲或者聚氨酯防水防腐涂层与混凝土的粘结力具有非常高的拉拔强度，同时还具有足够高的剥离强度，从而能够全面能满足工程设计要求。

材料来源：N220，N210，聚氧化丙烯二醇，南京钟山化工有限公司；PEBA-1500， PDA-2000，聚酯二醇，烟台合成革厂；Stepanpol PD-90LV， Stepanpol PD-110LV， Stepanpol PD-200LV，聚酯二醇，Stepan公司；N303，聚氧化丙烯三醇，南京钟山化工有限公司；TDI，MDI，PAPI在权利要求书以及说明书中有标注，这个都是市售的，很多公司都生产的，没有特别的型号，都是相同的标准。

具体实施方式

以下的实施例以质量份数计

实施例 1 B组分制备方法

取N210聚醚多元醇30份，Stepanpol PD-110LV聚酯多元醇13份，N303聚醚多元醇7份，将上述多元醇在反应器中混合均匀后升温至110℃，然在下-0.02mPa.的真空条件下脱水2小时，控制水分含量低于0.005%以下。

取市售的600目滑石粉44份，于400℃下干燥5小时，降至常温后再加入6份聚酰胺蜡（Bentone EW），然后与前述经脱水后的多元醇混合物一起加入捏合机捏合1小时，保证混合均匀，出料后再用三辊研磨机研磨至细腻均匀的白色膏状料，即得B组分。

实施例2 B组分制备方法

取N220聚醚多元醇40份，Stepanpol PD-200LV聚酯多元醇10份，1，4-丁二醇10份，将上述多元醇在反应器中混合均匀后升温至110℃，然在下-0.02mPa.的真空条件下脱水2小时，控制水分含量低于0.005%以下。

取市售的700目高岭土30份，于400℃下干燥5小时，降至常温后再加入10份聚酰胺蜡（Disparlon 6900-20X），然后与前述经脱水后的多元醇混合物一起加入捏合机捏合1小时，保证混合均匀，出料后再用三辊研磨机研磨至细腻均匀的白色膏状料，即得B组分。

实施例3 B组分制备方法

取PEBA-1500聚酯多元醇35份，Stepanpol PD-200LV聚酯多元醇10份，二甘醇5份，将上述多元醇在反应器中混合均匀后升温至110℃，然在下-0.02mPa.的真空条件下脱水2小时，控制水分含量低于0.005%以下。

取市售的700目滑石粉15份和高岭土21份，于400℃下干燥5小时，降至常温后再加入14份聚酰胺蜡（Bentone EW），然后与前述经脱水后的多元醇混合物一起加入捏合机捏合1小时，保证混合均匀，出料后再用三辊研磨机研磨至细腻均匀的白色膏状料，即得B组分。

实施例4 B组分制备方法

取PDA-2000聚酯多元醇35份，Stepanpol PD-90LV聚酯多元醇10份，二丙二醇5份，将上述多元醇在反应器中混合均匀后升温至110℃，然在下-0.02mPa.的真空条件下脱水2小时，控制水分含量低于0.005%以下。

取市售的800目滑石粉20份和高岭土20份，于400℃下干燥5小时，降至常温后再加入10份聚酰胺蜡（Disparlon 6900-20X），然后与前述经脱水后的多元醇混合物一起加入捏合机捏合1小时，保证混合均匀，出料后再用三辊研磨机研磨至细腻均匀的白色膏状料，即得B组分。

实施例5

实施例5 A组分制备方法

取55.73份N220聚醚多元醇置于反应器中，升温至110℃，在-0.02mPa.真空条件下脱水2小时，控制水分含量小于0.005%。然后降温至50℃，加入44.27 份TDI，在氮气保护下升温至85 ℃，保持温度反应2小时。测得NCO含量达到25%，降温至50℃出料，即得A组分。

实施例6 A组分制备方法

取22.55份N220聚醚多元醇置于反应器中，升温至110℃，在-0.02mPa.真空条件下脱水2小时，控制水分含量小于0.005%。然后降温至50℃，加入77.45 份MDI，在氮气保护下升温至85 ℃，保持温度反应2小时。测得NCO含量达到25%，降温至50℃出料，即得A组分。

实施例7 A组分制备方法

取17.05份N220聚醚多元醇置于反应器中，升温至110℃，在-0.02mPa.真空条件下脱水2小时，控制水分含量小于0.005%。然后降温至50℃，加入82.95份PAPI，在氮气保护下升温至85 ℃，保持温度反应2小时。测得NCO含量达到25%，降温至50℃出料，即得A组分。

对比实施例 1

取N220聚醚多元醇35份，TMN450聚醚多元醇15份，将上述多元醇在反应器中混合均匀后升温至110℃，然在下-0.02mPa.的真空条件下脱水2小时，控制水分含量低于0.005%以下。

取市售的600-800目滑石粉25份和高岭土25份，于400℃下干燥5小时，然后与前述经脱水后的多元醇混合物一起加入捏合机捏合1小时，保证混合均匀，出料后再用三辊研磨机研磨至细腻均匀的白色膏状料，即的B组分。

实施例8 腻子制备方法、施工工艺和检测方法

施工工艺：

检测方法

表1

注：1 拉拔强度测试仪采用

2 剥离强度测定按国标GB/T2790-1995测定。

Claims

1.一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于包括A组分和B组分；

,

所述的A组分为含多异氰酸酯基团的芳香族化合物、低聚物或两者任意比例的混合物；

A组分中的平均异氰酸酯基的重量百分比为10%—30%；

多羟基化合物b2为芳烃聚酯多元醇；

2.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于所述聚醚多元醇为数均分子量2000的聚氧化丙烯二醇。

3.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于所述的组分A为TDI、MDI或PAPI与数均分子量2000的聚氧化丙烯二醇的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于所述的b1为分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇或脂肪族聚酯二醇； b2为芳香族聚酯二醇；b3为数均分子量小于300聚氧化丙烯三醇；小分子多元醇为1,4-丁二醇、二甘醇或二丙二醇。

5.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于所述的有机或无机触变剂为占B组分总量5-20%的聚酰胺蜡。

6.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于所述的填料为占B组分总重量30-50%的600—800目的滑石粉、高岭土或两者任意比例混合物。

7.根据权利要求1所述的一种低表面张力的双组分的聚氨酯腻子，其特征在于在上述B组分中，还可以添加助剂，包括：流平剂，消泡剂，除水剂，粘结力促进剂；添加总量为B组分重量的0-0.5%。