CN102807812A - 一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。所述的潜固化单组分聚氨酯防水涂料，由30～50份二异氰酸酯、150～190份 聚醚多元醇、140～170份氯化石蜡、400～500份填料、0.3～0.5份硅烷偶联剂、8～15份潜固化剂、0.8～1.1份催化剂及120～165份稀释剂组成。本发明的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料具有消除传统单组分湿固化聚氨酯防水涂料交联过程中容易起泡以及在贮存过程中产生胀罐、鼓泡的作用，同时能大幅度降低聚氨酯在防水涂料中的比重以减少成本，并且具有较高的力学性能和低温柔性。

Description

一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，更具体的说是涉及一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯防水涂料是聚氨酯合成材料应用形式的重要组成部分之一。聚氨酯，由于其涂膜具有弹性且延伸性好、抗拉强度高、粘结性好、体积收缩小、涂膜防水层无接缝，对基层裂缝伸缩性的变形有较强的适应性，施工维修方便、在任何结构复杂的基层表面均易于施工等特点，可用于建筑物不同部位的防水堵漏，故成为建筑防水的主要材料之一。

相对于双组分聚氨酯防水涂料而言，单组分聚氨酯防水涂料施工时不存在计量误差，对施工操作人员的素质要求不高，粘度较低，无混合均匀性的问题,施工容易。同时单组分聚氨酯防水涂料适用期长、性能稳定、使用方便、适用面广。因此，近年来单组分聚氨酯防水涂料的使用量越来越大，也越来越受到用户的肯定。成为聚氨酯防水涂料的发展方向。

目前单组分聚氨酯防水涂料以湿固化即湿（潮）汽交联固化的类型为主。湿汽交联固化是指聚氨酯材料中的异氰酸酯基（-NCO）直接与空气或接触介质中的水反应,分子链逐渐增长形成交联固化。其使用工艺简便，固化成本低，因此受到建筑防水业的关注和欢迎。但是在湿汽交联固化聚氨酯中，由于会释放出二氧化碳（CO₂）,因而在防水涂膜中会存在大量的气泡，从而降低了防水涂膜的力学性能。同时在贮存过程中经常会产生胀罐、鼓泡等问题，影响到单组分聚氨酯的贮存稳定性。并且其固化速度慢导致施工周期长。

针对单组分湿固化聚氨酯防水涂料贮存稳定性差和固化起泡现象的技术问题，通常加入一些添加剂解决起泡的问题。如添加氧化钙、氢氧化钙等反应性物质与CO₂反应作为消泡剂；加入分子筛、单体异氰酸酯等物质做水分清除剂清除水分，防止产生CO₂；加入炭黑、PVC糊树脂作为吸附剂吸附CO₂。但是，添加剂的使用会对材料的性能产生一些负面影响，如添加分子筛会使聚氨酯材料发脆，而且分子筛可能在后续过程中释放吸附的水分，不能彻底解决发泡问题；添加异氰酸酯单体会增加配方正确性的风险。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的单组分聚氨酯防水涂料在防水涂膜中会存在大量的气泡，从而降低了防水涂膜的力学性能，同时在贮存过程中经常会产生胀罐、鼓泡等技术问题而提供一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料。

本发明的目的之二是提供上述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法。

本发明的技术方案

一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，按重量份数计算，其组成及含量如下：

二异氰酸酯                   30～50份

聚醚多元醇                   150～190份

氯化石蜡                    140～170份

填料                        400～500份

硅烷偶联剂                  0.3～0.5份

潜固化剂                    8～15份

催化剂                      0.8～1.1份

稀释剂                      120～165份

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯组成的混合物；

所述聚醚多元醇为羟值56mgKOH/g的聚醚二元醇与聚醚三元醇的混合物；

所述填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉中的一种或两种以上组成的混合物；

所述潜固化剂为丙酮－乙二胺缩合物、甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物或丙酮－乙二胺缩合物与甲基异丁基酮－乙醇胺组成的混合物；

所述的丙酮－乙二胺缩合物的结构式如下：

           

所述的甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物的结构式如下：                                     

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡组成的混合物；

所述的稀释剂为200#溶剂油、溶剂油S150或200#溶剂油与溶剂油S150组成的混合物。

上述一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，步骤如下：

将聚醚多元醇、氯化石蜡、硅烷偶联剂加入反应釜中，开启搅拌，加热至100～110℃溶解并混合30min,缓慢加入填料，搅拌至均匀；

升温至120℃并减压至－0.092MPa～－0.096MPa真空脱水2h后去除真空，降温至75℃加入二异氰酸酯，通氮气，控温80℃下反应2h；

然后加入稀释剂，再加入催化剂保温80℃反应1.5h后降温至55～60℃加入潜固化剂，搅拌30min，冷却出料，即得潜固化单组分聚氨酯防水涂料。

本发明的有益效果

本发明的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料是通过将特定的潜固化剂加入到聚氨酯防水涂料中而形成的，该特定的潜固化剂没有活性氢，能与异氰酸酯稳定存在；而当湿气存在时，潜固化剂与湿气反应极快，生成可以与异氰酸酯反应的伯胺的亚胺类物质，从而避免了-NCO与H₂O反应产生CO₂。因此本发明的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料具有固化速度快，交联过程中不易起泡及贮存稳定等优点，从而解决传统单组分湿固化聚氨酯体系固化速度慢、交联过程中容易起泡以及在贮存过程中产生胀罐、鼓泡的难题,同时所使用的潜固化剂能有效地降低聚氨酯预聚体的粘度。

另外，本发明的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，由于潜固化单组分聚氨酯防水涂料使用时固化物中的气泡极少，故大幅度提高了防水涂膜的力学性能，因而在保证同等力学性能的情况下，可大幅度的减少聚氨酯预聚体在防水涂料中的比重。经计算，一般单组分湿固化聚氨酯防水涂料中聚氨酯所占质量百分比约为40％以上，而本发明所涉及的潜固化单组分聚氨酯防水涂料中聚氨酯所占质量百分比仅为22％左右，因而大大降低了产品的原料成本。

本发明的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的主要力学性能，拉伸强度为2.60~2.90MPa，断裂延伸率为561~618％，低温弯折性为－40℃，达到及超过GB/T 19250-2003《聚氨酯防水涂料》国家标准的相关指标。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

本发明所用的各种原料均为市售的用于单组分聚氨酯防水涂料的常用原料。

拉伸强度、断裂延伸率的检测采用意大利产SUN500万能材料试验机；低温弯折性的检测采用国产DWZ-120低温弯折仪。

实施例1

一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，按重量份数计算，其组成及含量如下：

甲苯二异氰酸酯                   30份

聚醚二元醇                       120份

聚醚三元醇                       30份

氯化石蜡                         140份

碳酸钙                           400份

硅烷偶联剂                       0.3份

丙酮－乙二胺缩合物               8份

催化剂                           0.8份

稀释剂                           120份

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述的稀释剂为200#溶剂油。

上述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

将120份聚醚二元醇、30份聚醚三元醇、140份氯化石蜡、0.3份硅烷偶联剂加入反应釜中，开启搅拌，加热至105℃溶解并混合30min，缓慢加入400份填料碳酸钙，搅拌至均匀；

升温至120℃并减压至－0.092MPa脱水2h后去除真空，降温至75℃加入30份甲苯二异氰酸酯，通氮气，控温80℃下反应2h；

然后加入120份稀释剂，再加入0.8份催化剂保温80℃反应1.5h后降温至60℃加入8份潜固化剂丙酮－乙二胺缩合物，搅拌30min，冷却出料，即得潜固化单组分聚氨酯防水涂料。

按GB/T 19250-2003《聚氨酯防水涂料》国家标准检测上述所得的潜固化单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度为2.90MPa；断裂延伸率为615％；低温弯折性为－40℃。

实施例2

一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，按重量份数计算，其组成及含量如下：

二苯基甲烷二异氰酸酯                   50份

聚醚二元醇                             150份

聚醚三元醇                             40份

氯化石蜡                               170份

高岭土                                 500份

硅烷偶联剂                             0.5份

甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物             15份

催化剂                                 1.1份

稀释剂                                 165份

所述的催化剂为辛酸亚锡；

所述的稀释剂为溶剂油S150。

上述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

将150份聚醚二元醇、40份聚醚三元醇、170份氯化石蜡、0.5份硅烷偶联剂加入反应釜中，开启搅拌，加热至105℃溶解并混合30min,缓慢加入500份填料高岭土，搅拌至均匀；

升温至120℃并减压至－0.094MPa脱水2h后去除真空，降温至75℃加入50份二苯基甲烷二异氰酸酯，通氮气，控温80℃下反应2h；

然后加入165份稀释剂，再加入1.1份催化剂保温80℃反应1.5h后降温至55℃加入15份潜固化剂甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物，搅拌30min，冷却出料，即得潜固化单组分聚氨酯防水涂料。

按GB/T 19250-2003《聚氨酯防水涂料》国家标准检测上述所得的潜固化单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度为2.91MPa；断裂延伸率为561％；低温弯折性为－40℃。

实施例3

一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，按重量份数计算，其组成及含量如下：

甲苯二异氰酸酯                   26份

二苯基甲烷二异氰酸酯             10份

聚醚二元醇                       150份

聚醚三元醇                       30份

氯化石蜡                         160份

碳酸钙                           300份

滑石粉                           160份

硅烷偶联剂                       0.45份

丙酮－乙二胺缩合物               5份

甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物       5份

催化剂                           0.9份

稀释剂                           150份

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡按质量比计算，即二月桂酸二丁基锡：辛酸亚锡为4：5组成的混合物；

所述的稀释剂为200#溶剂油与溶剂油S150按质量比计算，即200#溶剂油：溶剂油S150为1：1组成的混合物。

上述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

将150份聚醚二元醇、30份聚醚三元醇、160份氯化石蜡、0.45份硅烷偶联剂加入反应釜中，开启搅拌，加热至105℃溶解并混合30min,缓慢加入300份填料碳酸钙及160份填料滑石粉，搅拌至均匀；

升温至120℃并减压至－0.096MPa脱水2h后去除真空，降温至75℃加入26份甲苯二异氰酸酯及10份二苯基甲烷二异氰酸酯，通氮气，控温80℃下反应2h；

然后加入150份稀释剂，再加入0.9份催化剂保温80℃反应1.5h后降温至58℃加入5份潜固化剂丙酮－乙二胺缩合物及5份潜固化剂甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物，搅拌30min，冷却出料，即得潜固化单组分聚氨酯防水涂料。

按GB/T 19250-2003《聚氨酯防水涂料》国家标准检测上述所得的潜固化单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度为2.60MPa；断裂延伸率为618％；低温弯折性为－40℃。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：

二异氰酸酯                   30～50份

聚醚多元醇                   150～190份

氯化石蜡                     140～170份

填料                         400～500份

硅烷偶联剂                   0.3～0.5份

潜固化剂                     8～15份

催化剂                       0.8～1.1份

稀释剂                       120～165份

所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯组成的混合物；

所述的聚醚多元醇为羟值56mgKOH/g的聚醚二元醇与聚醚三元醇的混合物；

所述的填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉中的一种或两种以上组成的混合物；

所述的潜固化剂为丙酮－乙二胺缩合物、甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物或丙酮－乙二胺缩合物与甲基异丁基酮－乙醇胺组成的混合物；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡组成的混合物；

所述的稀释剂为200#溶剂油、溶剂油S150或200#溶剂油与溶剂油S150组成的混合物。

2.如权利要求1所述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：

二异氰酸酯                   30份

聚醚多元醇                   150份

氯化石蜡                     140份

填料                          400份

硅烷偶联剂                     0.3份

潜固化剂                      8份

催化剂                        0.8份

稀释剂                        120份

所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

所述的聚醚多元醇为羟值56mgKOH/g的聚醚二元醇与聚醚三元醇按质量比计算，即聚醚二元醇：聚醚三元醇为4：1的比例混合而成；

所述的填料为碳酸钙；

所述的潜固化剂为丙酮－乙二胺缩合物；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡；

   所述的稀释剂为200#溶剂油。

3.如权利要求1所述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：

二异氰酸酯                   50份

聚醚多元醇                    190份

氯化石蜡                     170份

填料                         500份

硅烷偶联剂                   0.5份

潜固化剂                     15份

催化剂                       1.1份

稀释剂                       165份

所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；

所述的聚醚多元醇为羟值56mgKOH/g的聚醚二元醇与聚醚三元醇按质量比计算，即聚醚二元醇：聚醚三元醇为3.75：1的比例混合而成；

所述的填料为高岭土；

所述的潜固化剂为甲基异丁基酮－乙醇胺缩合物；

   所述的催化剂为辛酸亚锡；

   所述的稀释剂为溶剂油S150。

4.如权利要求1所述的一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：

二异氰酸酯                    36份

聚醚多元醇                    180份

氯化石蜡                     160份

填料碳酸钙                   460份

硅烷偶联剂                   0.45份

潜固化剂                     10份

催化剂                       0.9份

稀释剂                       150份

所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯按质量比计算即甲苯二异氰酸酯：二苯基甲烷二异氰酸酯为2.6：1组成的混合物；

所述的聚醚多元醇为羟值56mgKOH/g的聚醚二元醇与聚醚三元醇按质量比计算，即聚醚二元醇：聚醚三元醇为5：1的比例混合而成；

所述的填料为碳酸钙与滑石粉按质量比计算，即碳酸钙：滑石粉为15：8组成的混合物；

所述的潜固化剂为丙酮－乙二胺缩合物与甲基异丁基酮－乙醇胺按质量比计算，即丙酮－乙二胺缩合物：甲基异丁基酮－乙醇胺为1：1组成的混合物；

    所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡按质量比计算，即二月桂酸二丁基锡：辛酸亚锡为4：5组成的混合物；

所述的稀释剂为200#溶剂油与溶剂油S150按质量比计算，即200#溶剂油：溶剂油S150为1：1组成的混合物。

5.如权利要求1、2、3或4所述的潜固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将聚醚多元醇、氯化石蜡、硅烷偶联剂加入反应釜中，开启搅拌，加热至100～110℃溶解并混合30min,缓慢加入填料，搅拌至均匀；

升温至120℃并减压至－0.092MPa～－0.096MPa真空脱水2h后去除真空，降温至75℃加入二异氰酸酯，通氮气，控温80℃下反应2h；

然后加入稀释剂，再加入催化剂保温80℃反应1.5h后降温至55～60℃加入潜固化剂，搅拌30min，冷却出料，即得潜固化单组分聚氨酯防水涂料。