CN102399491A

CN102399491A - 一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆

Info

Publication number: CN102399491A
Application number: CN2011102708622A
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: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: CN102399491B

Abstract

本发明产品涉及一种专门用于混凝土基面处理的双组分聚氨酯底漆，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；本发明所提供的双组分聚氨酯，适合于混凝土表面处理。它可以有效渗透混凝土表面，固化后形成坚韧的混凝土表面层。同时这种聚氨酯本身与后续施工的聚脲或聚氨酯防水防腐涂层，硬质聚氨酯泡沫保温材料都有良好的粘结强度。

Description

一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆

技术领域

本发明产品涉及一种专门用于混凝土基面处理的双组分聚氨酯底漆，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。通常使用的防水、防腐材料为双组分（或单组分）喷涂聚脲或聚氨酯涂料，保温材料则为硬质聚氨酯泡沫。

混凝土建筑表面特别是新建的混凝土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，通常还会因为混凝土浆液液面固化而产生酥松的砂浆浮层。

由于这些缺陷存在，聚脲或者聚氨酯防水防腐材料和聚氨酯保温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、针眼和凹坑会导致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脆弱，极易脱落。

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。

在当前的市场和应用领域内，很少见有专门的用于混凝土基面处理的底漆材料。通常是采用市售的双组分环氧底漆或者是经过溶剂稀释后的单组分的聚氨酯预聚体，在混凝土表面涂布一层涂膜，以期在固化后能够封闭混凝土表面的气孔、针眼或者凝固酥松的砂浆浮层，达到混凝土基层处理的目的。

环氧树脂底漆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℃甚至更低，环氧树脂涂层的固化时间将达到48小时甚至更长。这就影响了工程的施工进度。固化后的环氧树脂，在低温下会发生明显的体积收缩。因此当由环氧类树脂作为混凝土基面处理的底涂时，后续施工的聚氨酯（或聚脲）防水防腐涂层，在冬季极易因环氧底涂的收缩应力而导致涂层与混凝土之间的粘结破坏，从而发生大面积脱落。

单组分聚氨酯底漆，实质上是普通的聚氨酯预聚体。由于是单组分使用，这种预聚体的NCO含量一般都很低（5%以下），因此他们的粘度就会很高，为便于施工，不得不在预聚体中添加大量溶剂稀释，同时，由于NCO含量低，固化速度又很低，还需要在溶剂中添加催化剂，因而在施工时会发出大量溶剂和刺激性的氨味，严重影响施工人员的健康和环境保护。聚氨酯预聚体都是通过与大气中的水分反应产生脲基甲酸酯而实现固化的，事实上脲基甲酸酯要比氨基甲酸酯脆得多，因此由单组分聚氨酯作为混凝土基面处理的底涂时，聚氨酯（或聚脲）涂层与混凝土的粘结力并不理想，尤其是当混凝土基面本身强度很低时，单组分聚氨酯预聚体的粘结强度尤其显得不足。

本发明的目的，是提供一种专门用于混凝土表面处理的双组份聚氨酯底漆。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。

发明内容

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；

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：

；

A组份是芳香族多取代异氰酸酯与聚醚多元醇的预聚体；

其中的所述的芳香族多取代异氰酸酯为二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、三异氰酸酯或四异氰酸酯；其中所述的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、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、丙二醇或蔗糖醇；所述的多胺包括1，2-乙二胺、甲苯二胺或二氨基二苯基甲烷；

所述的A组分的平均NCO含量为10%-30%。

B组份包括b1、b2；

所述b1为数均分子量范围为1000-2000，官能度为2-3 的聚氧化丙烯多元醇、脂肪酸或脂肪醇的缩合聚酯，占B组份总重量的60%-90%；

所述b2为芳烃聚酯多元醇，占B组份总重量的10%-40%；

作为一种优化方式所述的异氰酸酯指数X为110。

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

所述的b1为数均分子量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。

所述b组分中还包括b3，b3为数均分子量在100-300，官能度为2-3 的聚氧化丙烯醚，其占B组份总重量的10-15%。

b组分还含有助剂，所述助剂为流平剂、消泡剂、除水剂或粘结力促进剂，占B组份总重量的0-0.5%.。所述的组分A为TDI、MDI或PAPI与N220，形成的预聚体化合物。

所述的b1为数均分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇如N220，或脂肪族聚酯二醇如PEBA-1500； 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。

所述助剂为流平剂、消泡剂可以为聚硅氧烷，除水剂可以为恶唑烷，粘结力促进剂可以为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

组分的制造方法如下：

根据所述的A组分的平均NCO含量为10%-30%，计算A组份中芳香族多取代异氰酸酯与聚醚多元醇的重量比；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，控制聚醚多元醇混合物的水份含量低于0.005%。

将聚醚多元醇降温至50℃以下，再加入计算量的芳香族多取代异氰酸酯，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，再加入10%重量比的活性稀释剂碳酸丙烯酯（溶剂，稀释剂，降低预聚体的粘度），即可降温至50℃后出料，得A组份。

组分的制造方法如下：

根据所述异氰酸酯指数X取值为105-120；根据A组分计算获得B 组分的重量。并根据如上所述重量百分含量，计算获得b1、b2、b3或助剂的量。

将按比例称取是b1和b2或b3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%。上述经脱水后的多元醇混合物冷却至50℃后，还可以加入各种需要的助剂，混合均匀后，即得B组份。

施工工艺如下：

异氰酸酯指数X取值为105－120，计算A，B组分的用量，将A、B两组通过电动搅拌强烈混合，然后在20-30分钟内（25℃）均匀涂布于混凝土表面，涂布量为每平米0.12-0.2公斤，涂膜的凝胶时间为1-2 小时，表干时间为2-3 小时（25℃），观察底漆涂膜的外观质量；

在底漆涂膜固化后的6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强。

本发明的优点：本发明所提供的双组分聚氨酯，适合于混凝土表面处理。它可以有效渗透混凝土表面，固化后形成坚韧的混凝土表面层。同时这种聚氨酯本身与后续施工的聚脲或聚氨酯防水防腐涂层，硬质聚氨酯泡沫保温材料都有良好的粘结强度。因此，本发明产品能够有效提高聚氨酯（或聚脲）防水防腐涂层和聚氨酯保温材料与混凝土基面的粘结强度，并且这种效果不受冬季环境温度的影响。本发明的双组分聚氨酯混凝土底涂料不含溶剂，因此对施工人员的身体健康和环境污染，没有不良影响。本发明产品A、B两组份的粘度适当，相容性好，便于施工操作。可以手工滚涂或者刮涂，也可以利用聚脲喷涂机械，按1比1 的混合比例进行喷涂施工。

材料来源：N220，聚氧化丙烯二醇，南京钟山化工有限公司；PEBA-1500，聚酯二醇，烟台合成革厂； 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；其他试剂无特殊说明均为市售。

具体实施方式

以下实施例以重量份数计

实施例 1

A组分

取54.15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35.85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16.67%时，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均匀后降温至50℃出料，即得A组份。

B组份

N220聚醚多元醇80份，Stepanpol PD-200LV苯酐聚酯多元醇20份，将上述多元醇混合均匀后于110℃下真空脱水2小时，控制水分含量低于0.02%以下。降温至常温后出料，即为B组份。

施工工艺：

A组分与B组分按异氰酸酯指数110计算称量电动搅拌强烈混合，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。

实施例 2

A组分

取43.07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46.96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15.46%时，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均匀后降温至50℃出料，即得A组份。

B组分

PEBA-1500聚醚多元醇65份，Stepanpol PD-110LV苯酐聚酯多元醇 20份，N303聚醚多元醇15份，将上述多元醇混合均匀后于110℃下真空脱水2小时，控制水分含量低于0.02%以下。降温至常温后出料，即为B组份。

施工工艺：

A组分与B组分按异氰酸酯指数105计算称量电动搅拌强烈混合，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。

实施例 3

A组份

取32.93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57.07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18.12%时，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均匀后降温至50℃出料，即得A组份。

B组分

如实施例1

施工工艺：

A组分与B组分按异氰酸酯指数120计算称量电动搅拌强烈混合，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。

实施例 4

A组分

如实施例3

B组分

如实施例2

施工工艺：

实施例5

A组分

取36.64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53.36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16.67%时，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均匀后降温至50℃出料，即得A组份。

B组分

如实施例1

施工工艺

实施例6

A组分

如实施例5

B组分

如实施例2

施工工艺

A组分与B组分按异氰酸酯指数105计算称量电动搅拌强烈混合，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。

实施例7检测结果

在底漆涂膜固化后的6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强度。

底漆，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

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							粘结强度¹（Mpa）	1.39	2.35	1.51	2.45	1.84	3.12

注1：检验标准为JGJ110-97。

Claims

1.一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；

；

A组份是芳香族多取代异氰酸酯与聚醚多元醇的预聚体；

所述的A组分的平均NCO含量为10%-30%；

B组份包括b1、b2；

所述b2为芳烃聚酯多元醇，占B组份总重量的10%-40%。

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，其特征在于所述的异氰酸酯指数X为110。

3.根据权利要求1所述一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆，其特征在于所述的组分A为TDI、MDI或PAPI与N220形成的预聚体化合物。

4.根据权利要求1所述一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆，其特征在于所述的b1为数均分子量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。

5.根据权利要求1所述一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆，其特征在于所述b组分中还包括b3，b3为数均分子量在100-300，官能度为2-3 的聚氧化丙烯醚，其占B组份总重量的10-15%。

6.根据权利要求1所述一种专门用于混凝土表面处理的聚氨酯底漆，其特征在于b组分还含有助剂，所述助剂为流平剂、消泡剂、除水剂或粘结力促进剂，占B组份总重量的0-0.5%。