CN103436157B - 一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，包括以下步骤：先向反应釜中加入聚醚多元醇、氯化石蜡、分散剂，充分混合，升温，搅拌，再加入颜料、高岭土，重钙，滑石粉；将上述步骤的反应釜升温，减压，脱水，降温，然后加入芳香烃异氰酸酯，再加入有机锡、二甲苯；向反应釜中加入潜固剂，然后加入催化剂和二甲苯，反应完成后，降温，出成品。本发明采用上述技术方案，在干燥过程中只挥发水分，对环境没有影响，具有良好的成膜性能，在低温下也可形成弹性整体的防水膜，低温时固化容易、不易发泡，适用于屋面、卫生间、水池、隧道等大面积施工作业。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体的说是涉及一种高强度水交联聚氨酯防
水涂料的制备工艺。
背景技术
聚氨酯防水涂料以其优异的制品性能和加工多样性，已成为全球涂料工业近十年来发展最快的品种之一。在国外聚氨酯的年均增长率已达到涂料行业平均增长率的2倍，在我国聚氨酯涂料的年产量已超过20万吨，约占全国涂料总产量的8－10%，消费总量位居各涂料总量的第3位。
然而，相对于整个聚氨酯材料领域而言，聚氨酯防水涂料仍然还是一门新生技术的产物，因为直到1980年代，聚氨酯防水涂料才开始被人们广泛地接受，而在此之前几十年，聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体和聚氨酯胶粘剂在欧美等发达国家早已被广泛应用于汽车制造和建筑等领域。近二十年来，随着研究开发的不断深入，聚氨酯防水涂料的新品种和新工艺层出不穷，使得其应用范围日趋宽广，产品性能也不断提高。众所周知，聚氨酯泡沫塑料和聚氨酯弹性体等材料的发展几乎都离不开新型原材料的涌现和推动，与此不甚相同的是，推动聚氨酯涂料发展的动力主要来自于涂料本身的制造技术和加工技术的创新和完善，而新型原料的推动作用只是处于相当辅助的位置。
目前国内的聚氨酯防水涂料具有耐磨、柔顺性能好、高强高延伸、耐水耐油性能的特点。但是绝大多数芳香烃异氰酸酯和聚氨酯涂料体系是在挥发性有机溶剂中以溶液形式存在的。随着政府及环保部门以及安全机构对工人福利（爆炸火灾及毒性）的关注日益增长，溶剂型聚氨酯体系在一些中大型城市及国家重点工程中难以应用。解决该问题的一个有效措施就是采用水溶性聚氨酯体系。
以往的传统涂料污染严重的及其使用过程中低温固化难、易发泡，与国外相比，我国水性聚氨酯防水涂料发展缓慢，主要是由于国内传统的水基乳液型涂料以水的挥发而成膜，低温下难以在短时间成膜并且低温不能施工。
目前市场上的水性聚氨酯防水涂料为水性乳液涂料，成膜后需加温固化才具有一定的强度和延伸，这样难以适用于屋面、卫生间、水池、隧道等大面积施工作业。
发明内容
本发明要解决的问题是针对上述技术问题的不足，提供一种可以在低温下快速成膜，低温时固化容易、不易发泡，适用于屋面、卫生间、水池、隧道等大面积施工作业的高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、先向反应釜中加入聚醚多元醇、氯化石蜡、分散剂，充分混合，升温，搅拌，再加入颜料、高岭土，重钙，滑石粉；
（2）、将上述步骤（1）的反应釜升温，减压，脱水，降温，然后加入芳香烃异氰酸酯，再加入有机锡、二甲苯；
（3）、向反应釜中加入潜固剂，然后加入催化剂和二甲苯，反应完成后，降温，出成品。
以下是本发明的进一步改进：
步骤（1）中首先向反应釜中加入聚醚多元醇90-110克、氯化石蜡60-70克、分散剂0.8-1.2克，充分混合，升温至115℃，搅拌30分钟，再加入颜料3-5克、高岭土15-25克，重钙15-25克，滑石粉25-35克。
进一步改进：
步骤（2）的反应釜升温至120度，减压至0.9MPa，脱水4小时，降温至80-85度，然后加入芳香烃异氰酸酯20-30克反应1.5小时后，加入有机锡0.3-0.7克、二甲苯2-4克反应0.5小时。
进一步改进：
步骤（3）中先向反应釜中加入潜固剂6-10克，反应0.5小时后，加入催化剂0.3-0.7克和二甲苯2-4克，反应30分钟，降温至60度出成品。
进一步改进：
所述潜固剂为WHA-208潜固剂。
本发明采用上述技术方案，在干燥过程中只挥发水分，对环境没有影响，具有良好的成膜性能，在低温下也可形成弹性整体的防水膜，低温时固化容易、不易发泡，适用于屋面、卫生间、水池、隧道等大面积施工作业。
具体实施方式：
实施例1
设备：反应釜；
原料：聚醚多元醇、氯化石蜡、铁红、颜料、高岭土、重钙、滑石粉、分散剂。
一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、向反应釜中加入聚醚多元醇100克、氯化石蜡65克、分散剂1克，充分混合，升温至115℃，搅拌30分钟，再加入颜料4克、高岭土20克，重钙20克，滑石粉30克。
（2）、将上述步骤（1）的反应釜升温至120度，减压至0.9MPa，脱水4小时，降温至80-85度，然后加入芳香烃异氰酸酯（MDI）25克反应1.5小时后，加入有机锡0.5克、二甲苯3克反应0.5小时。
（3）、向反应釜中加入潜固剂8.5克反应0.5小时后加入催化剂DK-20.5克和二甲苯7克，反应30分钟，降温至60度出成品。
检测成品物理化学性能指标如下表（该产品采用GB/T19250-2003）：
经检测，成品各项性能指标优于标准要求，性能优良，施工简便，经过试产，该产品各方面要求都达到了预期的目标，拉伸强度、低温柔性、抗断裂强度、耐磨性等性能指标均超过国家标准。
实施例2，
设备：反应釜；
原料：聚醚多元醇、氯化石蜡、铁红、颜料、高岭土、重钙、滑石粉、分散剂。
一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、向反应釜中加入聚醚多元醇90克、氯化石蜡60克、分散剂0.8克，充分混合，升温至115℃，搅拌30分钟，再加入颜料3克、高岭土15克，重钙15克，滑石粉25克。
（2）、将上述步骤（1）的反应釜升温至120度，减压至0.9MPa，脱水4小时，降温至80-85度，然后加入芳香烃异氰酸酯（MDI）20克反应1.5小时后，加入有机锡0.3克、二甲苯2克，反应0.5小时。
（3）、向反应釜中加入潜固剂6克，反应0.5小时后，加入催化剂DK-20.3克和二甲苯6克，反应30分钟，降温至60℃出成品。
检测成品物理化学性能指标如下表（该产品采用GB/T19250-2003）：
产品各项性能指标优于标准要求，性能优良，施工简便，经过试产，该产品各方面要求都达到了预期的目标，拉伸强度、低温柔性、抗断裂强度、耐磨性等性能指标超过国家标准。
实施例3
设备：反应釜；
原料：聚醚多元醇、氯化石蜡、铁红、颜料、高岭土、重钙、滑石粉、分散剂。
一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、向反应釜中加入聚醚多元醇110克、氯化石蜡70克、分散剂1.2克，充分混合，升温至115℃，搅拌30分钟，再加入颜料5克、高岭土25克，重钙25克，滑石粉35克。
（2）、将上述步骤（1）的反应釜升温至120度，减压至0.9MPa，脱水4小时，降温至80-85度，然后加入芳香烃异氰酸酯（MDI）30克反应1.5小时后，加入有机锡0.7克、二甲苯4克反应0.5小时。
（3）、向反应釜中加入潜固剂10克，反应0.5小时后，加入催化剂DK-20.7克和二甲苯8克，反应30分钟，降温至60度出成品。
检测产品物理化学性能指标如下表（该产品采用GB/T19250-2003）：
经检测，成品各项性能指标优于标准要求，高强度抗断裂型聚氨酯防水涂料性能优良，施工简便，经过试产，该产品各方面要求都达到了预期的目标，拉伸强度、低温柔性、抗断裂强度、耐磨性等性能指标超过国家标准。
水和异氰酸酯容易发生化学反应，特别是芳香族异氰酸酯，产生CO2气体。当预聚体乳化于水后，不可避免的要有部分异氰酸酯和水发生反应，产生的气体如果来不及扩散到表面，就会影响涂膜的各项性能指标。在生产过程中，潜固剂WHA-208的加入使得预聚体中引入了亲水成分的离子集团，这种聚合物在占优势的疏水性链段之间夹有亲水性离子键，因此在适当条件下可以产生自发分散作用，这种聚合物不需剪切力作用，也不需要分散剂，便可在水中自发形成分散体。潜固剂WHA-208的加入使得异氰酸酯的活性基团被保护起来，生成热不稳定加成物，这种加成物在一般条件下是稳定的，而在高温下则是有效的反应体，保护了的异氰酸酯，可作为稳定水分散体，由于异氰酸酯的活性基团被保护了起来，使之免于和水反应，因而也就不会产生气泡。因此采用上述高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺制得的聚氨酯防水涂料可以在低温下快速成膜，低温时固化容易、不易发泡，适用于屋面、卫生间、水池、隧道等大面积施工作业。
所述分散剂为市售的F150分散剂，所述潜固剂为市售的WHA-208潜固剂。
Claims (2)
1.一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、向反应釜中加入聚醚多元醇110克、氯化石蜡70克、分散剂1.2克，充分混合，升温至115℃，搅拌30分钟，再加入颜料5克、高岭土25克，重钙25克，滑石粉35克；
（2）、将上述步骤（1）的反应釜升温至120℃，减压至0.9MPa，脱水4小时，降温至80-85℃，然后加入芳香烃异氰酸酯MDI30克，反应1.5小时后，加入有机锡0.7克、二甲苯4份反应0.5小时；
（3）、向反应釜中加入潜固剂10克，反应0.5小时后，加入催化剂DK-20.7克和二甲苯8克，反应30分钟，降温至60℃出成品；
采用上述方法制备的产品的技术指标：固含量90%、实干干燥时间15h、不透水性0.3Mpa，60min、潮湿基面粘接强度0.8MPa。
2.根据权利要求1所述的一种高强度水交联聚氨酯防水涂料的制备工艺，其特征在于：所述潜固剂为WHA-208潜固剂。
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