CN104497825A - 一种聚脲防水涂料及其制备、使用方法和聚脲树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚脲防水涂料及其制备、使用方法和聚脲树脂，该聚脲防水涂料包括如下重量份的组分：聚天门冬氨酸酯聚脲树脂3.5-4.0份、防沉剂0.010-0.015份、钛白0.50-1.0份、滑石粉0.50-1.0份、分散剂0.010-0.015份、消泡剂0.010-0.015份、流平剂0.005-0.01份。本发明聚脲防水涂料采用聚天门冬氨酸酯聚脲树脂为基体组分，在防沉剂、钛白、滑石粉、分散剂、消泡剂和流平剂等组分的作用下，使得该聚脲防水涂料固含量高(固含量≥65％w/w)，稳定性好，而且VOC含量低，环保。

Description

一种聚脲防水涂料及其制备、使用方法和聚脲树脂
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及一种聚脲防水涂料及其制备、使用方法和聚脲树脂。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，以及建筑师设计理念的提升，建筑物越来越高档、多功能方向发展。因此建筑外墙产品也必然向高新技术和多功能的方向发展。其中，适用于建筑外墙的防水涂料是迫切的材料之一。这种防水涂料应克服单/双组份聚氨酯防水涂料和丙烯酸酷类乳液防水涂料等传统防水材料不耐老化、不可外露，强度不高，对施工环境要求高，固化慢，工作效率低等缺点。
为了克服现有防水涂料的该缺陷，当前公开了一种喷涂聚脲高强弹性防水涂料及其施工方法，其中A组份由液化二苯基甲烷二异氰酸酷(MDI)和/或MDI与聚醚多元醇合成的半预聚物，B组份是由端氨基聚醚、胺类扩链剂、各种填料和助剂组合，其拉伸强度为13MPa，断裂伸长率为400撕裂强度为49kN/m，在-35℃下低温弯折无裂纹，0.3MPa×30min不透水。在公开的另一种聚脲弹性体建筑工程防水材料，其中A组份由异氰酸酯组成，B组份是由氨基封端环氧烷烃化合物与二乙基甲苯二胺等组成，其拉伸强度为l0MPa，断裂伸长率为350％，撕裂强度为30kN/m，0.3MPa×30min不透水。在公开的又一种聚脲防水涂料，其由聚醚、聚酯为基体物料，采用水作为溶剂。
从公开的现有技术内容看，目前的防水涂料还没有可同时具备耐候型、保色性，且机械强度不高和附着力不强。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚脲防水涂料及其制备、使用方法和聚脲树脂，以克服现有防水涂料不同时具备耐候、保色性，且机械强度不高和附着力不强的技术问题。
本发明的另一目的在于提供本发明聚脲防水涂料的一种使用方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种聚脲防水涂料，其中，其原料组成包括以下重量份的组分：
一种如上所述聚脲防水涂料的制备方法，其中，包括以下步骤：
将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂进行第一次混料处理，得到混合物料；
向所述混合物料中加入滑石粉、消泡剂和流平剂进行第二次混料处理。
一种如上所述的聚脲防水涂料的使用方法，其中，包括如下步骤：
将所述聚脲防水涂料与环氧弹性固化剂按照重量比为3:1-1.05的比例进行混料处理，形成涂料浆料，将所述涂料浆料在被涂覆物表面进行涂覆制膜。
一种聚脲树脂，所述聚脲树脂为聚天门冬氨酸酯聚脲树脂，其中，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂是以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料，在45-55℃下反应70～74小时制备获得；马来酸二乙酯与聚醚胺的重量比为1.0：0.9～0.95。
有益效果：本发明聚脲防水涂料采用聚天门冬氨酸酯聚脲树脂为基体组分，在防沉剂、钛白、滑石粉、分散剂、消泡剂和流平剂等组分的作用下，使得该聚脲防水涂料固含量高(固含量高≥65％w/w)，稳定性好。而且含有VOC低环保。该聚脲防水涂料与固化剂混合成膜后，其膜层同时具有优异的防水性、耐候性和保色性以及极好的机械强度和附着力。
上述聚脲防水涂料制备方法只需按照配方将各组分按步骤添加，经过混料处理使得各组分充分混合均匀即可，也无需特殊的设备，因此，该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。而且其含VOC成分低，其生产安全环保。
上述聚脲防水涂料的使用方法只需将该聚脲防水涂料与环氧弹性固化剂按照比例进行混料处理即可，其使用方便，而且该聚脲防水涂料本身含有VOC成分低，其使用安全且环保。
附图说明
图1为本发明实施例1聚脲防水涂料制备的方法流程图。
图2为本发明实施例2聚脲防水涂料制备的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中提供一种耐候，保色性，机械强度高和附着力好的聚脲防水涂料。该聚脲防水涂料，其原料组成，按照重量份数计，包括以下组分：
其中，聚天门冬氨酸酯聚脲树脂作为本发明聚脲防水涂料的基体组分，其对本发明聚脲防水涂料的机械强度、附着力和防水性以及耐候性能有着重要影响。
优选地，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂是以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料，在45-55℃下进行反应制备获得一种新的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。在马来酸二乙酯与聚醚胺反应的体系中，该马来酸二乙酯与聚醚胺的重量比为1.0：0.9～0.95。所述聚醚胺选用聚醚胺EC310、EC301、EC280中的至少一种。因此，本发明中还提供一种新的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。由该方法制备获得的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂对本发明聚脲防水涂料的机械强度、附着力和防水性以及耐候性能有着提升作用。
所述防沉剂选用有机膨润土、聚酰胺蜡类中的至少一种。所述钛白在聚脲防水涂料的作用是提供一定遮盖力。所述滑石粉在聚脲防水涂料的作用是减少涂料固化时的体积收缩,提高涂层的耐磨性、粘结性,降低成本,还能使涂料具有良好的贮存稳定性和耐热性。所述分散剂选用不饱和聚羧酸、聚硅氧烷类中的至少一种。所述消泡剂选用破泡聚硅氧烷类中的至少一种。所述流平剂选用聚醚改性硅氧烷类中的至少一种。
所述聚脲防水涂料的固体含量大于或等于65％，其成膜后的表干时间小于或等于2小时，实干时间小于或等于24小时。
本发明中，还提供所述聚脲防水涂料的较佳实施例方案，按照重量份数计，包括以下成分：
该含有优选比例组分的聚脲防水涂料通过对组分含量的控制和调整，使得聚脲防水涂料具有更加优异的机械强度、附着力和防水性以及耐候性能。
相应地，本发明中还提供了上述聚脲防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤S01：按照聚脲防水涂料中的成分及含量分别获取各组分；
步骤S02：将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂进行第一次混料处理，得到混合物料；
步骤S03：向所述混合物料中加入滑石粉、消泡剂和流平剂进行第二次混料处理。
上述步骤S01中，聚脲防水涂料的各组分如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。
优选地，聚天门冬氨酸酯聚脲树脂可以按照上文所述以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料，在45-55℃下进行反应制备获得，马来酸二乙酯与聚醚胺的重量比为1.0：0.9～0.95。马来酸二乙酯与聚醚胺反应过程中为自身反应，无需溶剂。具体地，在反应釜中按比例加入马来酸二乙酯和聚醚胺，升温至45-55℃，搅拌下反应70～74小时，降温至室温，得到聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。
上述步骤S02中的第一次混料处理是为了使得聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂能够混合均匀。因此为了实现各组分的混合均匀，优选地，将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂高速搅拌分散20～30分钟。如果该聚天门冬氨酸酯聚脲树脂是按照上文的以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料进行反应制备获得时，可以将防沉剂、钛白、分散剂直接加入马来酸二乙酯与聚醚胺反应结束后的反应液中，进行第一次混料处理。
上述步骤S03中的第二次混料处理是为了使得滑石粉、消泡剂和流平剂能够在步骤S02中的混合物料中混合均匀，形成均匀稳定的涂料体系。
上述聚脲防水涂料制备方法只需按照配方将各组分按步骤添加，混料处理使得各组分充分混合均匀即可，无复杂工序，也无需特殊的设备，使得该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本，而且制备的聚脲防水涂料性能稳定。
在上述聚脲防水涂料以及其制备方法的基础上，本发明中还提供了上文所述的聚脲防水涂料的使用方法：将所述聚脲防水涂料与环氧弹性固化剂按照重量比为3:1～1.05的比例进行混料处理，形成涂料浆料，将所述涂料浆料在被涂覆物表面进行涂覆制膜。该聚脲防水涂料的使用方法只需将该聚脲防水涂料与环氧弹性固化剂按照比例进行混料处理即可，使用方便，而且该聚脲防水涂料本身VOC含量低，使用安全且环保。其成膜后的表干时间小于或等于2小时，实干时间小于或等于24小时。
综上所述，本发明聚脲防水涂料采用聚天门冬氨酸酯聚脲树脂为基体组分，在防沉剂、钛白、滑石粉、分散剂、消泡剂和流平剂等组分的作用下，使得该聚脲防水涂料固含量高(固含量≥65％w/w)，稳定性好，而且VOC含量低，环保。该聚脲防水涂料与固化剂混合成膜后，其膜层同时具有优异的防水性、耐候性和保色性以及极好的机械强度和附着力。另外，通过对组分种类和含量的控制，能进一步提升聚脲防水涂料的防水性、耐候性和保色性、机械强度和附着力等性能。
现以具体聚脲防水涂料配方及制备为例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
一种聚脲防水涂料组分配方法及其制备方法，该聚脲防水涂料含有如下重量份的组分：
其制备方法工艺流程如图1所示，其包含如下步骤：
S11.在反应釜中加入重量比为1.80：1.63的马来酸二乙酯和聚醚胺EC310，升温至55℃，搅拌下反应72小时，降温至室温，得到聚天门冬氨酸酯聚脲树脂；
S12.向步骤S11中的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂添加防沉剂、钛白、分散剂，高速搅拌分散25分钟，得到混合物料；
S13.降低转速后，再向步骤S12得到混合物料中加入滑石粉和消泡剂、流平剂，搅拌15分钟后卸料，包装，得聚脲防水涂料1。
实施例2
一种聚脲防水涂料组分配方及其制备方法。该聚脲防水涂料含有如下重量份的组分：
其制备方法工艺流程如图2所示，其包含如下步骤：
S21.在反应釜中加入重量比为1.80：1.70的马来酸二乙酯和聚醚胺EC301，升温至45℃，搅拌下反应72小时，降温至室温，得到聚天门冬氨酸酯聚脲树脂；
S22.向步骤S21中的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂添加防沉剂、钛白、分散剂，高速搅拌分散25分钟，得到混合物料；
S23.降低转速后，再向步骤S22得到混合物料中加入滑石粉和消泡剂、流平剂，搅拌15分钟后卸料，包装，得聚脲防水涂料2。
将上述实施例1-2提供的聚脲防水涂料分别与环氧弹性固化剂按照重量比为3：1的比例进行混料处理，形成涂料浆料，将所述涂料浆料在被涂覆物表面进行涂覆制膜。分别对聚脲防水涂料和相应涂料膜层进行如下述表1中的相关性能测试。其中实施例1中提供的聚脲防水涂料和相应涂料膜层测试结果如下述表1中所示。
表1实施例1中聚脲防水涂料技术参数
项目 技术参数
固体份含量/％ ≥65
表干/h ≤2
实干/h ≤24
颜色 白色
使用时间/min(常温) 60min
拉伸强度/MPa ≥20
撕裂强度/kN/m ≥65
粘结强度/MPa ≥3.5
断裂伸长率/％ ≥60
人工加速老化试验Quva 2000h
耐酸性/240h 漆膜完好(5％NaHO溶液)
耐碱性/240h 漆膜完好(5％H2SO4溶液)
耐水性/30d 漆膜完好
硬度/邵A ≥65
由表1可知，实施例1制备的聚脲防水涂料固体份含量高高(固含量高≥65％w/w)，稳定性好，良好的防水性、耐候性和保色性以及极好的机械强度和附着力，而且含有VOC低环保。
实施例2中提供的聚脲防水涂料和相应涂料膜层测试结果如下述表2中所示。
表2实施例2中聚脲防水涂料技术参数
项目 技术参数
固体份含量/％ ≥70
表干/h ≤2
实干/h ≤24
颜色 白色
使用时间/min(常温) 60min
拉伸强度/MPa ≥20
撕裂强度/kN/m ≥65
粘结强度/MPa ≥3.5
断裂伸长率/％ ≥60
人工加速老化试验Quva 2000h
耐酸性/240h 漆膜完好(5％NaHO溶液)
耐碱性/240h 漆膜完好(5％H2SO4溶液)
耐水性/30d 漆膜完好
硬度/邵A ≥65
由表2可知，实施例2制备的聚脲防水涂料固体份含量高高(固含量高≥70％w/w)，稳定性好，良好的防水性、耐候性和保色性以及极好的机械强度和附着力，而且含有VOC低环保。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚脲防水涂料，其特征在于，其原料组成，按照重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的聚脲防水涂料，其特征在于，所述防沉剂选用有机膨润土、聚酰胺蜡类中的至少一种；所述分散剂选用不饱和聚羧酸、聚硅氧烷类中的至少一种；所述消泡剂选用破泡聚硅氧烷类中的至少一种；所述流平剂选用聚醚改性硅氧烷类中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的聚脲防水涂料，其特征在于，其原料组成，按照重量份数计，包括以下组分：
4.根据权利要求1～3任一所述的聚脲防水涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂是以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料，在45-55℃下反应70～74小时制备获得；马来酸二乙酯与聚醚胺的重量比为1.0：0.9～0.95。
5.根据权利要求4所述的聚脲防水涂料，其特征在于，所述聚醚胺选用聚醚胺EC310、EC301、EC280中的至少一种。
6.一种如权利要求1～5任一所述的聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂进行第一次混料处理，得到混合物料；
向所述混合物料中加入滑石粉、消泡剂和流平剂进行第二次混料处理。
7.根据权利要求6所述的聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂的制备过程如下：
按重量比为1.0：0.9～0.95的比例加入马来酸二乙酯和聚醚胺，升温至45-55℃，搅拌下反应70～74小时，降温至室温，得到聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。
8.根据权利要求6所述的聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂、防沉剂、钛白、分散剂高速搅拌分散20～30分钟。
9.一种如权利要求1～5任一所述的聚脲防水涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述聚脲防水涂料与环氧弹性固化剂按照重量比为3:1-1.05的比例进行混料处理，形成涂料浆料，将所述涂料浆料在被涂覆物表面进行涂覆制膜。
10.一种聚脲树脂，所述聚脲树脂为聚天门冬氨酸酯聚脲树脂，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂是以马来酸二乙酯与聚醚胺为原料，在45-55℃下反应70～74小时制备获得；马来酸二乙酯与聚醚胺的重量比为1.0：0.9～0.95。
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