CN1042549C

CN1042549C - 一种聚氨酯涂膜防水材料及其制备方法

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Publication number: CN1042549C
Application number: CN95101199A
Authority: CN
Inventors: 赵守佳
Original assignee: SANYUAN BUILDING BINDING-MATERIAL FACTORY BEIJING
Current assignee: SANYUAN BUILDING BINDING-MATERIAL FACTORY BEIJING
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2015-01-09
Also published as: CN1108678A

Abstract

本发明涉及聚氨酯涂膜防水材料及其制备方法。首先通过聚醚树脂和异氰酸酯发生缩合制得预聚体组分，然后将煤焦油、增塑剂、固化剂、填充剂、促凝剂、稀释剂等混合均匀制得固化体系组分；施工时将上述两种组分按配比混合常温固化，制得聚氨酯涂膜防水材料。本发明采用蓖麻油和芳香胺做为固化剂，节约了成本，同时该发明具有工艺简单、产品性能好、防水效果优异的优点，为解决房屋渗漏提供了一种性能优良的防水材料。

Description

一种聚氨酯涂膜防水材料及其制备方法

本发明属于化学建材领域的聚氨酯涂膜防水材料，特别涉及由特定配方制得的聚氨酯预聚体组分和固化体系组分制备聚氨酯涂膜防水材料的方法及其产品。

聚氨酯涂膜防水材料大多为双组分化学反应固化型防水材料，其中预聚体组分是由聚醚树脂和异氰酸酯经缩合形成的异氰酸酯基封端的预聚体；固化体系组分是一种由煤焦油、增塑剂、固化剂、填充剂、促凝剂、稀释剂等组成的粘稠状液体。八十年代初，我国曾采用甘油为固化剂制备聚氨酯涂膜防水材料，其主要性能技术指标远远小于1993年4月1日实施的我国建材行业标准“聚氨酯防水涂料”(JC500-92)的各项要求。付洪祥先生(中国专利CN1066080A)采用3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷为固化剂与聚醚型预聚体制备聚氨酯涂膜防水材料，其主要性能技术指标：断裂强度和断裂伸长率也没有满足JC500-92的要求。山西省水利科学院(中国专利CN1089981A)用蓖麻油、甲苯二异氰酸酯制备预聚体组分，用芳香胺(如甲苯二胺)做为固化剂制备聚氨酯类水利工程系列粘合剂，其断裂强度虽大于标准要求，但其断裂伸长率却不符合行业标准要求。

本发明的目的是公开一种较现有同类产品性能好的聚氨酯涂膜防水材料及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：采用蓖麻油和芳香胺类化合物共同做为固化剂制备聚氨酯涂膜防水材料，其性能指标超过我国行业标准(JC500-92)的各项要求。本发明制备聚氨酯涂膜防水材料的方法包括预聚体组分和固化体系组分的制备工艺流程和实施条件，具体步骤如下：

(一)本发明各原料配比为：

以预聚体组分的重量为100％计，该预聚体组分的成分及含量为(％重量)：聚醚树脂70-85、异氰酸酯15-30；

以固化体系组分的重量为100％计，该固化体系组分的成分及含量为(％重量)：煤焦油35-55、增塑剂1-10、固化剂1-10、填充剂15-35、促凝剂0.05-0.20、稀释剂2-10；

该预聚体组分与固化体系组分的重量比为1∶15，该固化剂包括蓖麻油和芳香胺类化合物。

(二)制备预聚体组分：

a)把聚醚树脂放入反应容器中，加热真空脱水，温度为110-150℃，压力为0.06-0.08MPa，时间为2-5小时；

b)停止抽真空加热，使脱水聚醚树脂冷却到40-60℃；

c)在常压下一次性将异氰酸酯加到聚醚树脂中且均匀搅拌，加热进行聚合反应，温度控制在50-60℃，时间为4-6小时。反应完毕后，密封贮存，制成预聚体组分；

(三)制备固化体系组分：

d)将煤焦油加热到70-90℃，并向其中加入增塑剂、固化剂、填充剂、促凝剂，

e)在40-60℃向煤焦油中加入稀释剂、搅拌0.5-1小时，密封贮存，制成固化体系组分：

(四)制备聚氨酯涂膜防水材料：

进行防水施工时，将预聚体组份和固化体系组分按1∶1.5的重量配比混合均匀，经过常温交联固化，制得橡胶状的聚氨酯涂膜防水材料。

用于本发明的异氰酸酯包括：2,4-甲苯二异氰酸酯，2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2、4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4、4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，多次甲基多苯基多异氰酸酯中的任何一种或二种。上述异氰酸酯中多次甲基多苯基多异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混和物(二者的重量比例为80∶20)效果较佳。

本发明使用的聚醚树脂的分子量为1000-3500，它们包括：二元醇聚氧化丙烯醚、三元醇聚氧化丙烯醚、二元醇聚氧化丙烯醚-聚氧化乙烯醚共聚嵌段高聚物、聚乙二醇等中的任何一种或二种。

本发明所述的煤焦油为脱水的液体，含水率小于0.3％。

本发明中使用的增塑剂有：邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等中的一种。

本发明中的固化剂是蓖麻油和芳香胺类化合物。其中：蓖麻油为天然蓖麻籽榨制的未经化学处理的纯蓖麻油。芳香胺类化合物可用2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,5-萘二胺、1,3-苯二胺、由苯胺一甲醛缩合得到的多次甲基多苯基多胺液态聚合物、用苯胺和邻氯苯胺与甲醛缩合得到的多胺液体、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷中的一种或二种。上述芳香族胺类化合物单独或结合在一起与蓖麻油共同构成本发明中所用的固化剂。

本发明为了增加涂膜的硬度和增加涂料的流动性，使用无机填充剂，它包括：炭黑、轻质碳酸钙、硅酸镁、二氧化硅、滑石粉、膨润土、灰钙粉、氢氧化钙、硅灰石粉等中的两种或两种以上。

本发明中使用的促凝剂包括胺类化合物和有机金属类化合物中的一种或二种。胺类化合物有：三乙胺、三乙醇胺、三乙撑二胺等，有机金属类化合物有：辛酸铅、辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡等。

本发明中使用的稀释剂是：丙酮、甲苯、乙酸乙酯、粗苯、二甲苯等中的一种。

本发明也可使用其它助剂，如防老剂，这是根据聚氨酯涂膜防水材料的使用的具体条件而加入。

以下结合较佳实施例对本发明进一步说明：

(一)本发明产品的主要成分配比为：

以预聚体组分的重量为100％计，该预聚体组分的成分及含量为(％重量)：聚醚树脂75-85、异氰酸酯15-25；

以固化体系组分的重量为100％计，该固化体系组分的成分及含量为(％重量)：煤焦油45-55、增塑剂1-5、固化剂5-10、填充剂30-35、促凝剂0.01-0.1、稀释剂2-7；

该预聚体组分与固化体系组分的重量比为1∶1.5，该固化剂包括蓖麻油和芳香胺类化合物。

(二)制备工艺

1)制备预聚体组分：

将聚醚树脂在120℃和0.08MPa条件下加热，真空脱水3小时。停止加热和抽真空，将聚醚树脂降温至50℃，加入异氰酸酯，加热升温至60℃并保持4小时，出料得到预聚体组分；

2)制备固化体系组份：

将煤焦油加热升温到80℃，加入增塑剂、固化剂、填充剂、促凝剂，在50℃时加入稀释剂，混合均匀，得到固化体系组分。

3)制备聚氨酯涂膜防水材料：

将上述的预聚体组分和固化体系组分按1∶1.5的重量配比混合均匀，浇注到涂有脱模剂的模具中，在20±2℃，相对温度为65±20％的环境条件下培养7天，制得聚氨酯涂膜防水材料。

按照JC500-92测定其技术性能指标。本发明制备的聚氨酯涂膜防水材料的主要性能指标见表1。

表1一些聚氨酯涂膜防水材料的主要性能

		固化剂种类
		固化剂种类			测试项目	标准值	(Ⅰ)MOCA	(Ⅱ)甲苯二胺	(Ⅲ)蓖麻油、MOCA
断裂强度MPa断裂伸长率％低温柔性不透水性	≥1.65≥350-30℃无裂纹0.3MPa,30min	＞1.50＞300合格合格	1.0-11.875-201.6合格合格	2.30455合格合格	测试项目	标准值	(Ⅰ)MOCA	(Ⅱ)甲苯二胺	(Ⅲ)蓖麻油、MOCA

其中：(Ⅰ)所列数值来源于中国专利CN1066080A，

(Ⅱ)所列数值来源于中国专利CN1089981A，

(Ⅲ)所列数据来自于北京市建筑材料监督检验站对本发明制备的聚氨酯涂膜防水材料的测试报告，

MOCA为3,3’-二氯-4、4’-二氨基二苯基甲烷。

本发明工艺简单，以较低的成本制备出性能较好的聚氨酯涂膜防水材料。该产品经国家重点工程如西客站、方庄小区等试用证明该涂膜防水材料具有施工简单、防水效果好、适用范围广的优点，可用于屋面、地下室、浴厕间等的防水施工，为解决房屋渗漏提供了一种性能优良的防水材料。

Claims

1、一种聚氨酯涂膜防水材料，是双组份化学反应固化型防水材料，由预聚体组分和固化体系组分组成，其特征是：

2、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该聚醚树脂的分子量为1000-3500，包括：二元醇聚氧化丙烯醚、三元醇聚氧化丙烯醚、二元醇聚氧化丙烯醚-聚氧化乙烯醚共聚嵌段高聚物、聚乙二醇中的任何一种或二种。

3、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该异氰酸酯包括：2,4-、甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酯与4,4’-二苯基甲烷二异氰酯的混合物、多次甲基多苯基多异氰酸酯中的任何一种或二种。

4、如权利要求3所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该，异氰酸酯是2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，其重量混合比例为80∶20。

5、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该芳香胺类化合物包括2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、4,4’-二氨基苯基甲烷、1,5-萘二胺、由苯胺与甲醛缩合得到的多次甲基多苯基多胺液态聚合物、由苯胺和邻氯苯胺与甲醛缩合得到的多胺液体、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷中的一种或二种。

6、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯中的一种。

7、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该填充剂包括炭黑、轻质碳酸钙、硅酸镁、二氧化硅、滑石粉、膨润土、灰钙粉、氢氧化钙、硅灰石粉中的二种或二种以上。

8、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该促凝剂包括三乙胺、三乙醇胺、三乙撑二胺、辛酸亚锡、辛酸铅、二月桂酸二正丁基锡中的一种或二种。

9、如权利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是该稀释剂包括丙酮、甲苯、乙酸乙酯、粗苯、二甲苯中的一种。

10、一种聚氨酯涂膜防水材料的制备方法，其特征是该制备方法包括如下步骤：

(一)按组成成分的含量称取原料：

(二)制备预聚体组分：把聚醚树脂放入反应容器中，加热真空脱水，温度为110-150℃，压力为0.06-0.08MPa，时间为2-5小时，停止抽真空加热，使脱水聚醚树脂冷却到40-60℃，在常压下一次性将异氰酸酯加到该聚醚树脂内且均匀搅拌，加热进行聚合反应，温度控制在50-60℃，时间为4-6小时，反应完毕后，密封贮存，制成预聚体组分；

(三)制备固化体系组分：将煤焦油加热到70-90℃，并向其中加入增塑剂、固化剂、填充剂、促凝剂，在40-60℃向煤焦油中加入稀释剂，搅拌0.5-1小时，密封贮存，制成固化体系组分；

(四)聚氨酯涂膜防水材料的制备：将上述的预聚体组分和固化体系组分按1∶1.5的重量配比混合均匀，浇注到涂有脱模剂的模具中，在20±2℃，相对湿度为65±20％的环境条件下培养7天，完成聚氨酯涂膜防水材料的制备。