CN103834290A - 环保型双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。该涂料由A组分和B组分制得，A组分包括：10-40%聚醚多元醇N220，20-50%聚醚多元醇N330，1-10%二元醇，10-65%异氰酸酯，以及10ppm阻聚剂；异氰酸酯为纯MDI、MDI-50和聚合MDI中的一种或多种；B组分包括：10-30%聚醚多元醇N220，1-20%固化剂，20-50%填料，10-40%增塑剂，以及0.1-2.0%催化剂；A组分和B组分的重量比为1:2.3-1:2.8。该防水涂料的性能完全能够满足铁路桥梁用防水涂料标准；并且无溶剂挥发，无刺激性气味产生，不会对施工人员及周围环境造成污染和危害。

Description

环保型双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种环保型双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯涂料于20世纪40年代首先由德国开始工业化生产，60年代各国都相继投入生产，并发展了聚氨酯涂料的品种。聚氨酯防水材料正是在此时期发展起来的，最早是美国轮胎橡胶公司制成双组份聚氨酯防水材料，通过大量的施工应用，获得良好的效果。

我国对于聚氨酯防水材料是逐步认识的，1989年建设部对全国防水材料市场进行整顿和调查，确认聚氨酯防水涂料为可信的防水材料；1990年建设部将聚氨酯防水材料列为“八五”计划重点推广项目之一，1993年开始实施聚氨酯防水涂料建材行业标准JC500-92；1998年建设部将非焦油型聚氨酯防水材料列为全国住宅推荐产品十三种防水材料之一；从而极大地推动了聚氨酯防水材料在我国的推广应用和健康发展。

聚氨酯涂料分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。

目前，国内市售的铁路桥梁用聚氨酯防水涂料在某些性能上能达到《铁路桥梁用聚氨酯防水涂料技术标准》的要求，但存在固含量偏低、有机挥发物较多的问题，尤其现在防水涂料采用的固化剂多为MOCA，对施工人员及周围环境带来很大的危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的双组份聚氨酯防水涂料固含量低、有机挥发物多、不环保的缺陷，提供了一种环保型双组份聚氨酯防水涂料，及其制备方法。本发明防水涂料的性能完全能够满足铁路桥梁用防水涂料标准，可为基础设施建设和市政交通工程提供优质产品；并且无溶剂挥发，无刺激性气味产生，不会对施工人员及周围环境造成污染和危害。

本发明提供了一种环保型双组份聚氨酯防水涂料，其由A组分和B组分制得，其中A组分包括下述以重量百分数计的原料：10-40%聚醚多元醇N220，20-50%聚醚多元醇N330，1-10%二元醇，10-65%异氰酸酯，以及10ppm阻聚剂；所述的异氰酸酯为纯MDI、MDI-50和聚合MDI中的一种或多种；阻聚剂的含量以相对于A组分总重量计；B组分包括下述以重量百分数计的原料：10-30%聚醚多元醇N220，1-20%固化剂，20-50%填料，10-40%增塑剂，以及0.1-2.0%催化剂；A组分和B组分的重量比为1:2.3-1:2.8。

其中，所述的聚醚多元醇N330为市售产品，其羟值为56.1mgKOH/g，数均分子量为2900-3100，优选上海高桥石化的聚醚多元醇N330。所述的聚醚多元醇N220为市售产品，其羟值为56.2mgKOH/g，数均分子量为1950-2050，优选上海高桥石化的聚醚多元醇N220。

所述的二元醇较佳地为1,4-丁二醇、二乙二醇和/或二丙二醇。

所述的聚合MDI可为本领域常规使用的各种聚合MDI，如上海拜耳聚氨酯有限公司的异氰酸酯44V20L和/或烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的异氰酸酯PM200。

所述的阻聚剂较佳地为磷酸和/或苯甲酰氯。

所述的填料可选用本领域常规使用的各种填料，较佳地为滑石粉、碳酸钙和高岭土中的一种或多种。

所述的增塑剂较佳地为柠檬酸三丁酯（简称TBC）、乙酰柠檬酸三辛酯（简称ATOC）和1,2-环己烷-二羧酸二异丙酯中的一种或多种。

所述的固化剂较佳地为二甲硫基甲苯二胺和/或2,4-二胺基-3,5-二甲硫基氯苯。

所述的催化剂较佳地为有机胺催化剂和/或有机锡催化剂，更佳地为三亚乙基二胺、有机锡t-12和有机锡t-9中的一种或多种。

在本发明的一较佳实施方式中，所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其中A组分包括下述以重量百分数计的原料：30-35%所述的聚醚多元醇N220，20-30%所述的聚醚多元醇N330，2-5%所述的二元醇，34-45%所述的异氰酸酯，以及10ppm所述的阻聚剂；所述的阻聚剂的含量以相对于A组分总重量计；B组分包括下述以重量百分数计的原料：15-20%所述的聚醚多元醇N220，5-10%所述的固化剂，40-45%所述的填料，30-38%所述的增塑剂，以及0.5-1.0%所述的催化剂；所述A组分和所述B组分的重量比为1:2.4-1:2.6。

本发明还提供了所述环保型双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其包括如下步骤：

（1）制备A组分：在搅拌条件下，将聚醚多元醇N220、聚醚多元醇N330与小分子醇升温至80℃-100℃，抽真空脱水脱气至水分含量小于万分之五，降温至10-40℃，与异氰酸酯和阻聚剂混合，于80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，即得；

制备B组分：在搅拌条件下，将聚醚多元醇N220、增塑剂、填料、固化剂升温至80℃-100℃，抽真空脱水脱气至水分含量小于万分之五，降温至10-40℃，与催化剂混合，室温下反应1-3小时，即得；

（2）将A组分和B组分料按1:2.3-1:2.8的重量比混合即可制成环保型双组份聚氨酯防水涂料。

其中，所述抽真空脱水脱气的时间较佳地为2-3小时。

本发明中的室温为本领域常规范围，一般指10-35℃。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的环保型双组份聚氨酯防水涂料性能完全能够满足铁路桥梁用防水涂料标准，可为基础设施建设和市政交通工程提供优质产品；并且无溶剂挥发，无刺激性气味产生，不会对施工人员及周围环境造成污染和危害。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

下述实施例中使用的聚醚多元醇N220购自于上海高桥石化的聚醚多元醇N220。

聚醚多元醇N330购自于上海高桥石化的聚醚多元醇N330。

异氰酸酯44V20L购自于上海拜耳聚氨酯有限公司；异氰酸酯PM200购自于烟台万华聚氨酯股份有限公司。

下述实施例中除特殊说明书的以外，百分比皆为重量百分比。

实施例1

制备A组分：

A组分的原料为34%聚醚多元醇N220，30%聚醚多元醇N330，2%二丙二醇（相对分子量134.7），34%异氰酸酯44V20L，和10ppm阻聚剂；

将聚醚多元醇N220、聚醚多元醇N330与二丙二醇在室温下加入反应釜，在搅拌下升温至100℃，抽真空脱水脱气2小时，至水分含量小于万分之五，降温至30℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯和阻聚剂，于80℃反应3小时，降温至30℃，装桶；

制备B组分：

B组分的原料为：20%聚醚多元醇N220，5%固化剂（二甲硫基甲苯二胺），20%滑石粉，24.5%增塑剂（柠檬酸三丁酯）和0.5%催化剂三亚乙基二胺；

将聚醚多元醇N220、增塑剂、填料和固化剂装入反应釜中，在搅拌下升温至80℃，抽真空脱水脱气3小时，至水分含量小于万分之五，降温至30℃，加入称量好的催化剂，30℃反应1.5小时，装桶。

将A组分和B组分按1:2.5的重量比混合制成环保型双组份聚氨酯防水涂料。

实施例2

制备A组分：

A组分的原料为33%聚醚多元醇N220，20%聚醚多元醇N330，5%1，4-丁二醇（相对分子量90.12），42%异氰酸酯PM200和10ppm阻聚剂（磷酸）；

将聚醚多元醇N220、聚醚多元醇N330与1，4-丁二醇在室温下加入反应釜，在搅拌下升温至80℃，抽真空脱水脱气3小时，至水分含量小于万分之五，降温至40℃加入MDI-50和阻聚剂，85℃反应2.5小时，降温至40℃，装桶；

制备B组分：

B组分的原料为：15%聚醚多元醇N220，7%固化剂（2,4-二胺基-3,5-二甲硫基氯苯），40%碳酸钙，37%增塑剂（乙酰柠檬酸三辛酯）和1%催化剂三亚乙基二胺；

将聚醚多元醇N220、增塑剂、填料和固化剂装入反应釜中，在搅拌下升温至100℃，抽真空脱水脱气3小时，至水分含量小于万分之五，降温至20℃加入催化剂，20℃反应2.5小时，装桶。

将A组分和B组分按1:2.5的重量比混合制成环保型双组份聚氨酯防水涂料。

效果实施例

对实施例1和2的环保型双组份聚氨酯防水涂料进行性能检测，具体见表1。

表1 各样品性能检测结果

Claims (10)

1.一种环保型双组份聚氨酯防水涂料，其由A组分和B组分制得，其中A组分包括下述以重量百分数计的原料：10-40%聚醚多元醇N220，20-50%聚醚多元醇N330，1-10%二元醇，10-65%异氰酸酯，以及10ppm阻聚剂；所述的异氰酸酯为纯MDI、MDI-50和聚合MDI中的一种或多种；阻聚剂的含量以相对于A组分总重量计；B组分包括下述以重量百分数计的原料：10-30%聚醚多元醇N220，1-20%固化剂，20-50%填料，10-40%增塑剂，以及0.1-2.0%催化剂；A组分和B组分的重量比为1:2.3-1:2.8。

2.如权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的二元醇为1,4-丁二醇、二乙二醇和/或二丙二醇。

3.如权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的聚合MDI为异氰酸酯44V20L和/或异氰酸酯PM200。

4.如权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的阻聚剂为磷酸和/或苯甲酰氯；和/或，所述的填料为滑石粉、碳酸钙和高岭土中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三辛酯和1,2-环己烷-二羧酸二异丙酯中的一种或多种；和/或，所述的固化剂为二甲硫基甲苯二胺和/或2,4-二胺基-3,5-二甲硫基氯苯。

6.如权利要求1所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的催化剂为有机胺催化剂和/或有机锡催化剂。

7.如权利要求6所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的催化剂为三亚乙基二胺、有机锡t-12和有机锡t-9中的一种或多种。

8.如权利要求1-7任一项所述的环保型双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，其中A组分包括下述以重量百分数计的原料：30-35%所述的聚醚多元醇N220，20-30%所述的聚醚多元醇N330，2-5%所述的二元醇，34-45%所述的异氰酸酯，以及10ppm所述的阻聚剂；所述的阻聚剂的含量以相对于A组分总重量计；B组分包括下述以重量百分数计的原料：15-20%所述的聚醚多元醇N220，5-10%所述的固化剂，40-45%所述的填料，30-38%所述的增塑剂，以及0.5-1.0%所述的催化剂；所述A组分和所述B组分的重量比为1:2.4-1:2.6。

9.一种如权利要求1-8任一项所述环保型双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其包括如下步骤：

（1）制备A组分：在搅拌条件下，将聚醚多元醇N220、聚醚多元醇N330与小分子醇升温至80℃-100℃，抽真空脱水脱气至水分含量小于万分之五，降温至10-40℃，与异氰酸酯和阻聚剂混合，于80-85℃反应2-3小时，降温至10-40℃，即得；

制备B组分：在搅拌条件下，将聚醚多元醇N220、增塑剂、填料、固化剂升温至80℃-100℃，抽真空脱水脱气至水分含量小于万分之五，降温至10-40℃，与催化剂混合，室温下反应1-3小时，即得；

（2）将A组分和B组分料按1:2.3-1:2.8的重量比混合即可制成环保型双组份聚氨酯防水涂料。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空脱水脱气的时间为2-3小时。