CN103275611A - 环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料及其制备方法，该涂料由A组分与B组分组成，A组分的原料组成按重量份配比如下：甲苯二异氰酸酯10～30份；聚醚50～90份；阻聚剂0.1～0.5份；B组分的原料组成按重量份配比如下：氯化石蜡30～35份；交联剂20～25份；聚醚多元醇5～10份；石油树脂10～15份；增强型阻根填料15～20份；纳米氧化锌1～10份；纳米碳酸钙1～10份；消泡剂0.03～0.1份；催化剂0.1～0.3份；溶剂5～10份。本发明与传统聚氨酯防水涂料产品相比，强度提高了4倍以上，可通过喷涂施工，形成整体的高强度的可耐根穿刺的防水层，施工简单方便。

Description

环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑防水材料，特别是一种具有耐根穿刺能力的聚氨酯防水涂料。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，能源消耗日益增多，空气污染日益严重。为减少能源消耗，降低空气污染，屋顶绿化系统越来越受到人们的重视，而与此相关的可耐植物根穿刺的高强度防水材料的开发也显得越来越急迫。
传统聚氨酯防水涂料产品常用于混凝土、木、钢、石棉瓦等结构的屋面，特点是可常温施工，操作简便，无毒无害。但现有聚氨酯防水涂料普遍不具备抗植物根穿刺功能，且由于此类防水涂料配方单一，喷涂后形成的涂膜强度低、抗裂性能和防老化性能均不高，可以很容易被植物根穿透。现有在防水材料中添加化学阻根剂的技术，可使植物根系不接近防水材料，但化学阻根剂对植物根的影响作用有限，时间久后，植物很容易侵入。现有抗植物根穿刺防水材料仅部分材料对植物根有阻隔作用，材料整体无法形成阻根结构，难于对生长旺盛的植物根系形成长期有效的阻隔作用。
发明内容
本发明提供一种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料及其制备方法，要解决传统聚氨酯防水涂料产品强度低，不具备耐根穿刺能力的技术问题。
    本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分组成，所述A组分的原料组成按重量份配比如下：
甲苯二异氰酸酯   10～30份；
聚醚             50～90份；
阻聚剂         0.1～0.5份；
所述B组分的原料组成按重量份配比如下：
氯化石蜡         30～35份；
交联剂           20～25份；
聚醚多元醇        5～10份；
石油树脂         10～15份；
增强型阻根填料   15～20份；
纳米氧化锌        1～10份；
纳米碳酸钙        1～10份；
消泡剂         0.03～0.1份；
催化剂          0.1～0.3份；
溶剂              5～10份；
所述增强型阻根填料的原料组成按重量份配比如下：
碳化硅晶须粉末     10～30份；
氮化硅晶须粉末     10～30份；
碳酸钙晶须粉末     30～60份；
溶剂油             30～50份；
阻根剂             0.1～1份；
所述A组分与B组分按重量比的混合比例为：1 ：1～2 。
所述聚醚由聚醚N220和聚醚N330组合而成，其中聚醚N220占40～70重量份，其中聚醚N330占10～20重量份。
所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚或酒石酸。
所述交联剂为3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺。
所述所述消泡剂为有机硅消泡剂。
所述催化剂为二月桂酸酯二丁基锡。
所述溶剂为120# 溶剂汽油或150# 溶剂汽油。
所述碳化硅晶须粉末的直径为0.1～1微米，长度为3～20微米；
所述氮化硅晶须粉末的直径为0.05～0.3微米，长度为0.8～2微米；
所述碳酸钙晶须粉末的直径为2～4微米，长度为10～40微米。
所述阻根剂为N,N-二乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺；
所述溶剂油为150# 溶剂油或200# 溶剂油。
这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料的制备方法，所述A组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将聚醚和阻聚剂加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到110℃，在110℃±5℃温度下脱水2小时，当聚醚的含水率达到万分之五以下后，使反应釜快速降温至60℃以下；
步骤三，向反应釜中加入配方量的甲苯二异氰酸酯，在80℃～85℃温度下，恒温保持2小时；
步骤四，反应完成后，使反应釜降温至60℃以下，经检验合格后放料，并用100目滤网过滤，装入包装桶内，封盖入库；
所述B组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将氯化石蜡、聚醚多元醇、石油树脂、纳米氧化锌、纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到80～120摄氏度，高速搅拌下加入交联剂、增强型阻根填料；
步骤三，将反应釜升温至120℃±5℃，保持真空压力-0.095MPa以下脱水1.5～3小时；
步骤四，将反应釜温度降至60℃以下，加入消泡剂、催化剂、溶剂搅拌均匀后出料；
所述B组分中增强型阻根填料的制备方法如下：
将阻根剂与溶剂油按配比称量，置于容器中搅拌混合，使阻根剂完全溶于溶剂油中；然后依次将碳化硅晶须粉末、氮化硅晶须粉末、碳酸钙晶须粉末分批逐步投入容器中，边投入、边搅拌，最后形成混合均匀的增强型阻根填料。
本发明的有益效果如下：
本发明的A组分是由聚醚和异氰酸酯经缩聚反应得到的聚氨酯预聚体，B组分是由氯化石蜡、交联剂、聚醚多元醇、石油树脂、增强型阻根填料、纳米材料等混合加工而成。
本发明B组分中的纳米氧化锌具有良好的抗根穿刺功能，其与化学阻根剂共同使用，可增强阻根效果，延长材料对植物根阻隔作用的有效时间，并降低化学阻根剂的用量，降低产品成本，使产品对环境更加友好。纳米碳酸钙可提高材料强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作用。
本发明的B组分中添加了增强型阻根填料，该阻根填料内含有对涂料强度性能具有增强作用的碳化硅晶须、氮化硅晶须、碳酸钙晶须。这三种填料均属于针状晶体。碳酸钙晶须属微米级材料，碳化硅晶须粉末、氮化硅晶须属亚微米级晶体材料，纳米氧化锌材料属于纳米级晶体，可在各自相应尺寸建立起多层次立体增强网络，对材料起到立体增强作用。这三种填料可与纳米氧化锌针状纤维对涂料强度、耐热性具有协同增强的效果。同时该阻根填料可与纳米氧化锌具有协同阻根效果，可大幅度提高了涂膜的拉伸强度和抗根穿刺能力，具有较好的综合效益。
本发明可通过喷涂施工，形成整体的高强度的可耐根穿刺的防水层，施工简单方便。
本发明与传统聚氨酯防水涂料的对比试验结果如下：
Figure 2013101524832100002DEST_PATH_IMAGE001
由上表可见，本发明与传统聚氨酯防水涂料产品相比，强度提高了4倍以上，断裂伸长率和不透水性也都有所提高，并具有了耐根穿刺能力。
具体实施方式
实施例1，这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分组成，所述A组分的原料组成按重量份配比如下：
甲苯二异氰酸酯   10份；
聚醚             50份；
阻聚剂          0.1份；
所述B组分的原料组成按重量份配比如下：
氯化石蜡         30份；
交联剂           20份；
聚醚多元醇        5份；
石油树脂         10份；
增强型阻根填料   15份；
纳米氧化锌        1份；
纳米碳酸钙        1份；
消泡剂         0.03份；
催化剂          0.1份；
溶剂              5份；
所述增强型阻根填料的原料组成按重量份配比如下：
碳化硅晶须粉末     10份；
氮化硅晶须粉末     10份；
碳酸钙晶须粉末     30份；
溶剂油             30份；
阻根剂            0.1份；
所述A组分与B组分按重量比的混合比例为：1 ：1。
 
实施例2，这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分组成，所述A组分的原料组成按重量份配比如下：
甲苯二异氰酸酯   30份；
聚醚             90份；
阻聚剂          0.5份；
所述B组分的原料组成按重量份配比如下：
氯化石蜡         35份；
交联剂           25份；
聚醚多元醇       10份；
石油树脂         15份；
增强型阻根填料   20份；
纳米氧化锌       10份；
纳米碳酸钙       10份；
消泡剂          0.1份；
催化剂          0.3份；
溶剂             10份；
所述增强型阻根填料的原料组成按重量份配比如下：
碳化硅晶须粉末     30份；
氮化硅晶须粉末     30份；
碳酸钙晶须粉末     60份；
溶剂油             50份；
阻根剂              1份；
所述A组分与B组分按重量比的混合比例为：1 ：1.5。
 
实施例3，这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分组成，所述A组分的原料组成按重量份配比如下：
甲苯二异氰酸酯   20份；
聚醚             70份；
阻聚剂          0.3份；
所述B组分的原料组成按重量份配比如下：
氯化石蜡         33份；
交联剂           23份；
聚醚多元醇        8份；
石油树脂         13份；
增强型阻根填料   18份；
纳米氧化锌        5份；
纳米碳酸钙        5份；
消泡剂         0.07份；
催化剂          0.2份；
溶剂              8份；
所述增强型阻根填料的原料组成按重量份配比如下：
碳化硅晶须粉末     20份；
氮化硅晶须粉末     20份；
碳酸钙晶须粉末     45份；
溶剂油             40份；
阻根剂            0.5份；
所述A组分与B组分按重量比的混合比例为：1 ：1。
 
上述实施例1～3中所述聚醚由聚醚N220和聚醚N330组合而成，其中聚醚N220占40～70重量份，其中聚醚N330占10～20重量份，阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚或酒石酸。
所述交联剂为3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺，消泡剂为有机硅消泡剂，催化剂为二月桂酸酯二丁基锡，溶剂为120# 溶剂汽油或150# 溶剂汽油。
所述碳化硅晶须粉末的直径为0.1～1微米，长度为3～20微米；所述氮化硅晶须粉末的直径为0.05～0.3微米，长度为0.8～2微米；所述碳酸钙晶须粉末的直径为2～4微米，长度为10～40微米。
所述阻根剂为N,N-二乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺，溶剂油为150# 溶剂油或200# 溶剂油。
 
这种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料的制备方法，所述A组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将聚醚和阻聚剂加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到110℃，在110℃±5℃温度下脱水2小时，当聚醚的含水率达到万分之五以下后，使反应釜快速降温至60℃以下；
步骤三，向反应釜中加入配方量的甲苯二异氰酸酯，在80℃～85℃温度下，恒温保持2小时；
步骤四，反应完成后，使反应釜降温至60℃以下，经检验合格后放料，并用100目滤网过滤，装入包装桶内，封盖入库；
所述B组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将氯化石蜡、聚醚多元醇、石油树脂、纳米氧化锌、纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到80～120摄氏度，高速搅拌下加入交联剂、增强型阻根填料；
步骤三，将反应釜升温至120℃±5℃，保持真空压力-0.095MPa以下脱水1.5～3小时；
步骤四，将反应釜温度降至60℃以下，加入消泡剂、催化剂、溶剂搅拌均匀后出料；
所述B组分中增强型阻根填料的制备方法如下：
将阻根剂与溶剂油按配比称量，置于容器中搅拌混合，使阻根剂完全溶于溶剂油中；然后依次将碳化硅晶须、氮化硅晶须、碳酸钙晶须分批逐步投入容器中，边投入、边搅拌，最后形成混合均匀的增强型阻根填料。

Claims (10)

1.一种环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分组成，其特征在于：
所述A组分的原料组成按重量份配比如下：
甲苯二异氰酸酯   10～30份；
聚醚             50～90份；
阻聚剂         0.1～0.5份；
所述B组分的原料组成按重量份配比如下：
氯化石蜡         30～35份；
交联剂           20～25份；
聚醚多元醇        5～10份；
石油树脂         10～15份；
增强型阻根填料   15～20份；
纳米氧化锌        1～10份；
纳米碳酸钙        1～10份；
消泡剂         0.03～0.1份；
催化剂          0.1～0.3份；
溶剂              5～10份；
所述增强型阻根填料的原料组成按重量份配比如下：
碳化硅晶须粉末     10～30份；
氮化硅晶须粉末     10～30份；
碳酸钙晶须粉末     30～60份；
溶剂油             30～50份；
阻根剂             0.1～1份；
所述A组分与B组分按重量比的混合比例为：1 ：1～2 。
2.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚醚由聚醚N220和聚醚N330组合而成，其中聚醚N220占40～70重量份，其中聚醚N330占10～20重量份。
3.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚或酒石酸。
4.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述交联剂为3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺。
5.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述所述消泡剂为有机硅消泡剂。
6.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸酯二丁基锡。
7.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述溶剂为120# 溶剂汽油或150# 溶剂汽油。
8.根据权利要求7所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述碳化硅晶须粉末的直径为0.1～1微米，长度为3～20微米；
所述氮化硅晶须粉末的直径为0.05～0.3微米，长度为0.8～2微米；
所述碳酸钙晶须粉末的直径为2～4微米，长度为10～40微米。
9.根据权利要求1所述的环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述阻根剂为N,N-二乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺；
所述溶剂油为150# 溶剂油或200# 溶剂油。
10.一种如权利要求1～9任意一项环保型耐根穿刺聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于：
所述A组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将聚醚和阻聚剂加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到110℃，在110℃±5℃温度下脱水2小时，当聚醚的含水率达到万分之五以下后，使反应釜快速降温至60℃以下；
步骤三，向反应釜中加入配方量的甲苯二异氰酸酯，在80℃～85℃温度下，恒温保持2小时；
步骤四，反应完成后，使反应釜降温至60℃以下，经检验合格后放料，并用100目滤网过滤，装入包装桶内，封盖入库；
所述B组分的制备步骤如下：
步骤一，按配比将氯化石蜡、聚醚多元醇、石油树脂、纳米氧化锌、纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
步骤二，将反应釜升温到80～120摄氏度，高速搅拌下加入交联剂、增强型阻根填料；
步骤三，将反应釜升温至120℃±5℃，保持真空压力-0.095MPa以下脱水1.5～3小时；
步骤四，将反应釜温度降至60℃以下，加入消泡剂、催化剂、溶剂搅拌均匀后出料；
所述B组分中增强型阻根填料的制备方法如下：
将阻根剂与溶剂油按配比称量，置于容器中搅拌混合，使阻根剂完全溶于溶剂油中；然后依次将碳化硅晶须粉末、氮化硅晶须粉末、碳酸钙晶须粉末分批逐步投入容器中，边投入、边搅拌，最后形成混合均匀的增强型阻根填料。
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