CN105601197A - 一种双组分聚氨酯乳液防水涂料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的防水涂料包括液料和粉料。所述的液料和粉料，质量配比为液料：粉料=1:1。所述的液料包括以下原料组分：PPG、TDI、N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯、扩链剂、亲水基扩链剂、亚硫酸氢钠、水、增塑剂、消泡剂。所述的粉料包括以下原料组分：白水泥、重钙、石英粉、白云石凹凸棒粉、胜利粉、减水剂。本发明防水涂料不含有机溶剂，无有机化合物挥发，施工过程安全环保，无刺激性气味；可在潮湿基面上施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种防水涂料，尤其涉及一种双组分聚氨酯乳液防水涂料及其生产工艺，属于防水涂料领域。
背景技术
建筑物的渗漏问题普遍存在，建筑防水成为建筑工程中普遍关注的问题，特别是现代建筑趋向高层化、装配化后，对防水材料的要求更高。
聚氨酯防水涂料是为了克服传统沥青防水涂料和防水卷材的不足，于20世纪60年代起在欧美及日本出现的一种新型防水材料。由于其涂膜具有弹性且延伸性好、抗拉强度高、粘结性好、体积收缩小、涂膜防水层无接缝，对基层裂缝伸缩性的变形有较强的适应性，在任何结构复杂的基层表面均易施工维修。所以近年来，聚氨酯防水涂料以其优异的性能，已在国内建筑行业中得到了广泛的认可和应用。
但是聚氨酯防水涂料是油性涂料，要求基层必须干燥、无粉尘，而基层通常会有潮湿、浮尘、松动等情况，容易造成涂层分层、空鼓；聚氨酯涂膜是有机类材料且表面较光滑，不利于后期采用水泥类材料的施工，如立面粘贴瓷砖等；聚氨酯防水涂料中因含有大量有机溶剂，施工时有较大刺激性气味。
随着人们环保意识的不断增强和法律法规的日益完善，水性防水涂料代替溶剂型防水涂料已成为必然，但现在市面上的水性防水涂料性能又难以与聚氨酯防水涂料相媲美，所以急需一种水性的聚氨酯防水涂料。
现有技术存在以下缺陷:（1）挥发出有机化合物，污染环境；（2）对基层要求较高；（3）与水泥类材料粘结性差；（4）防水性能和耐低温性能差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供如下一种双组分聚氨酯乳液防水涂料及其生产工艺，以实现以下发明目的：
（1）提供一种环保的聚氨酯防水涂料，使本发明防水涂料不含有机溶剂，无有机化合物挥发；
（2）提供一种易于施工的聚氨酯防水涂料，使其可在潮湿基面上施工；
（3）提高本发明防水涂料粘结性能；
（4）提高本发明防水涂料耐水性能和耐低温性能。
为实现以上发明目的，采用以下技术方案：
一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，所述的防水涂料包括液料和粉料。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述的液料和粉料，质量配比为液料：粉料=1:1。
所述的液料包括以下原料组分：PPG、TDI、N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯、扩链剂、亲水基扩链剂、亚硫酸氢钠、水、增塑剂、消泡剂。
所述的粉料包括以下原料组分：白水泥、重钙、石英粉、白云石凹凸棒粉、胜利粉、减水剂。
所述液料，以重量份计，包括以下原料组分：PPG38～50份、TDI8～14份、N-烷基吗啡啉0.1～0.5份、二丁基锡二月桂酸酯0.2～0.5份、扩链剂2～5份、亲水基扩链剂3～8份、亚硫酸氢钠0.5～1份、水20～30份、增塑剂5～20份、消泡剂0.3～0.5份。
所述粉料，以重量份计，包括以下原料组分：白水泥30～40份、重钙22～30份、石英粉18～25份、白云石凹凸棒粉4～10份、胜利粉5～10份、减水剂0.1～0.5份。
所述的亲水基扩链剂为二羟甲基丙酸；
所述的扩链剂为乙二胺；
所述的增塑剂为二缩三乙二醇二苯甲酸酯。
一种双组分聚氨酯乳液防水涂料的生产工艺，所述生产工艺包括液料的制备工艺：
所述的液料的制备工艺包括预聚体的合成、扩链与乳化、中和与改性。
所述的预聚体的合成：
向反应釜中加入PPG，在120±5℃、-0.08～-0.09MPa条件下，脱水1.5h；
通入氮气保护，通入量控制在0.6m3/h；
冷却降温至70±5℃；将TDI加到反应釜中，升温至80～85℃，搅拌，反应2h；
冷却至50～55℃；加入N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯和丙酮，反应1h。
所述的扩链与乳化：
将二羟甲基丙酸加入反应釜；反应1.5h，降温至25～30℃；
加入乙二胺，反应3～5min；加入水，开启高速分散，转速1200r/min，反应0.5h；降温到15～20℃进行减压蒸馏；将丙酮分离；
所述的中和与改性：
向乳化后的聚氨酯中加入亚硫酸氢钠，在25～30℃、转速600r/min下进行中和；加入增塑剂，搅拌0.5h，再加入消泡剂，搅拌10min，放料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明防水涂料不含有机溶剂，无有机化合物挥发，施工过程安全环保，无刺激性气味；
（2）本发明防水涂料对施工的基层要求不高，可在潮湿基面上施工；
（3）本发明防水涂料粘结性好，无处理粘结强度达1.7～2.2MPa，潮湿基层粘结强度为1.2～1.5MPa，浸水处理粘结强度为1.1～1.3MPa；
（4）本发明防水涂料低温柔性为-40℃无裂纹，不透水性为0.4MPa，120min不透水。
综上所述，本发明的双组分聚氨酯乳液防水涂料是一种环保友好、对基层要求不苛刻、施工方便、力学性能和耐候性优异的防水涂料。
具体实施方式
实施例1一种双组分聚氨酯乳液防水涂料
所述防水涂料包括液料（A组分）和粉料（B组分）；
所述的液料和粉料，质量混合配比为液料：粉料=1:1，
使用时需将粉料按比例加入到液料中并充分混合均匀。
所述液料，即A组分，以重量份计，包括以下原料组分：
PPG40份、TDI10份、N-烷基吗啡啉0.1份、二丁基锡二月桂酸酯0.3份、扩链剂4份、亲水基扩链剂7份、亚硫酸氢钠0.6份、水25份、增塑剂5份、消泡剂0.5份。
所述粉料，即B组分，以重量份计，包括以下原料组分：
白水泥30份、重钙25份、石英粉25份、白云石凹凸棒粉8份、胜利粉6份、减水剂0.3份。
所述的消泡剂：型号NXZ，非离子型消泡剂；
所述的减水剂：高效聚羧酸减水剂，碱含量≤0.2%；
所述的PPG为聚丙二醇；
所述的TDI为甲苯二异氰酸酯；
所述的亲水基扩链剂为二羟甲基丙酸；
所述的扩链剂为乙二胺；
所述的增塑剂为二缩三乙二醇二苯甲酸酯（TEDB）；
所述的白云石凹凸棒粉，是由白云石和凹凸棒共生的硬质黏土矿物加工而成，其中凹凸棒石30%、白云石70%，其孔隙率为20～25%，比表面积是30～50m2/g；
所述的胜利粉是以氢氧化钙和氟化物为主要成分的白色粉末，氢氧化钙与氟化物的占比分别为65%、35%；
上述百分数均为质量百分数。
实施例2一种双组分聚氨酯乳液防水涂料
所述防水涂料包括液料（A组分）和粉料（B组分）；
所述的液料和粉料，质量混合配比为液料：粉料=1:1，
使用时需将粉料按比例加入到液料中并充分混合均匀。
所述液料，即A组分，以重量份计，包括以下原料组分：
PPG38份、TDI8份、N-烷基吗啡啉0.3份、二丁基锡二月桂酸酯0.2份、扩链剂2份、亲水基扩链剂3份、亚硫酸氢钠0.5份、水20份、增塑剂12份、消泡剂0.3份。
所述粉料，即B组分，以重量份计，包括以下原料组分：
白水泥35份、重钙22份、石英粉18份、白云石凹凸棒粉4份、胜利粉5份、减水剂0.1份。
所述的消泡剂：型号NXZ，非离子型消泡剂；
所述的减水剂：高效聚羧酸减水剂，碱含量≤0.2%；
所述的PPG为聚丙二醇；
所述的TDI为甲苯二异氰酸酯；
所述的亲水基扩链剂为二羟甲基丙酸；
所述的扩链剂为乙二胺；
所述的增塑剂为二缩三乙二醇二苯甲酸酯（TEDB）；
所述的白云石凹凸棒粉，是由白云石和凹凸棒共生的硬质黏土矿物加工而成，其中凹凸棒石30%、白云石70%，其孔隙率为20～25%，比表面积是30～50m2/g；
所述的胜利粉是以氢氧化钙和氟化物为主要成分的白色粉末，氢氧化钙与氟化物的占比分别为65%、35%；
上述百分数均为质量百分数。
实施例3一种双组分聚氨酯乳液防水涂料
所述防水涂料包括液料（A组分）和粉料（B组分）；
所述的液料和粉料，质量混合配比为液料：粉料=1:1，
使用时需将粉料按比例加入到液料中并充分混合均匀。
所述液料，即A组分，以重量份计，包括以下原料组分：
PPG50份、TDI14份、N-烷基吗啡啉0.5份、二丁基锡二月桂酸酯0.5份、扩链剂5份、亲水基扩链剂8份、亚硫酸氢钠1份、水30份、增塑剂20份、消泡剂0.4份。
所述粉料，即B组分，以重量份计，包括以下原料组分：
白水泥40份、重钙30份、石英粉20份、白云石凹凸棒粉10份、胜利粉10份、减水剂0.5份。
所述的消泡剂：型号NXZ，非离子型消泡剂；
所述的减水剂：高效聚羧酸减水剂，碱含量≤0.2%；
所述的PPG为聚丙二醇；
所述的TDI为甲苯二异氰酸酯；
所述的亲水基扩链剂为二羟甲基丙酸；
所述的扩链剂为乙二胺；
所述的增塑剂为二缩三乙二醇二苯甲酸酯（TEDB）；
所述的白云石凹凸棒粉，是由白云石和凹凸棒共生的硬质黏土矿物加工而成，其中凹凸棒石30%、白云石70%，其孔隙率为20～25%，比表面积是30～50m2/g；
所述的胜利粉是以氢氧化钙和氟化物为主要成分的白色粉末，氢氧化钙与氟化物的占比分别为65%、35%；
上述百分数均为质量百分数。
实施例4一种双组分聚氨酯乳液防水涂料的生产工艺
所述生产工艺包括：
液料的制备工艺：
（1）称量
按照防水涂料的液料配方称取各原料；
（2）预聚体的合成
向反应釜中加入PPG，在120±5℃、-0.08～-0.09MPa条件下，脱水1.5h；
反应釜带有氮气管道，连接氮气储气罐；打开阀门，通入氮气保护，通过调节减压阀，控制氮气通入量，通入量控制在0.6m3/h。
反应釜有夹套，夹套内通入循环水，冷却降温至70±5℃；
将TDI缓慢滴加到反应釜中，通过调节滴加罐流量控制阀，控制TDI加料时间在30min左右。
升温至80～85℃，以75～80r/min定速搅拌，反应2h；
然后再次通入循环水，冷却至50～55℃；
加入N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯和丙酮，反应1h。
（3）扩链与乳化
用胶体磨研磨二羟甲基丙酸后，将二羟甲基丙酸加入反应釜；
继续反应1.5h，通循环水降温至25～30℃；
加入乙二胺，反应3～5min；
然后加入水，开启高速分散进行乳化，转速1200r/min，反应0.5h；
然后通入5℃的冷却水，降温到15～20℃进行减压蒸馏；
将丙酮分离到丙酮回收罐中。
（4）中和与改性
向乳化后的聚氨酯中加入中和剂亚硫酸氢钠，
在25～30℃、转速600r/min下进行中和，
然后加入增塑剂，搅拌0.5h，
再加入消泡剂，搅拌10min，然后放料。
粉料的制备工艺：
（1）称量
按照防水涂料的粉料配方称取各原料；
（2）混合
将白水泥、重钙、石英粉、白云石凹凸棒粉、胜利粉、减水剂混合，启动粉料搅拌机，粉料搅拌机转速为25～30r/min，搅拌1h；然后放料。
结果检测：
将实施例1-3的双组分聚氨酯乳液防水涂料进行性能检测，检测结果如表1中所示；
表1
由表1可见，本发明防水涂料低温柔性为-40℃无裂纹，不透水性为0.4MPa，120min不透水；
本发明防水涂料表干时间仅为1.0～1.5h，实干时间为4h；无处理粘结强度达1.7～2.2MPa，潮湿基层粘结强度为1.2～1.5MPa，浸水处理粘结强度为1.1～1.3MPa。
另外，传统的聚氨酯涂料均有挥发性有机化合物，污染环境；而本发明无刺激性气味，无挥发性有机化合物，更加环保。
需要说明的是，本发明专利除有特殊声明外，所述由成分的配比关系均按照重量份进行计算。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的防水涂料包括液料和粉料。
2.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的液料和粉料，质量配比为液料：粉料=1:1。
3.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的液料包括以下原料组分：PPG、TDI、N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯、扩链剂、亲水基扩链剂、亚硫酸氢钠、水、增塑剂、消泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的粉料包括以下原料组分：白水泥、重钙、石英粉、白云石凹凸棒粉、胜利粉、减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述液料，以重量份计，包括以下原料组分：PPG38～50份、TDI8～14份、N-烷基吗啡啉0.1～0.5份、二丁基锡二月桂酸酯0.2～0.5份、扩链剂2～5份、亲水基扩链剂3～8份、亚硫酸氢钠0.5～1份、水20～30份、增塑剂5～20份、消泡剂0.3～0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述粉料，以重量份计，包括以下原料组分：白水泥30～40份、重钙22～30份、石英粉18～25份、白云石凹凸棒粉4～10份、胜利粉5～10份、减水剂0.1～0.5份。
7.根据权利要求5所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料，其特征在于：所述的亲水基扩链剂为二羟甲基丙酸；
所述的扩链剂为乙二胺；
所述的增塑剂为二缩三乙二醇二苯甲酸酯。
8.一种双组分聚氨酯乳液防水涂料的生产工艺，其特征在于：
所述生产工艺包括液料的制备工艺：
所述的液料的制备工艺包括预聚体的合成、扩链与乳化、中和与改性。
9.根据权利要求8所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料的生产工艺，其特征在于：
所述的预聚体的合成：
向反应釜中加入PPG，在120±5℃、-0.08～-0.09MPa条件下脱水；
通入氮气保护，通入量控制在0.6±0.1m3/h；
冷却降温至70±5℃；将TDI加到反应釜中，升温至80～85℃，搅拌；
冷却至50～55℃；加入N-烷基吗啡啉、二丁基锡二月桂酸酯和丙酮。
10.根据权利要求8所述的一种双组分聚氨酯乳液防水涂料的生产工艺，其特征在于：
所述的扩链与乳化：
将二羟甲基丙酸加入反应釜；反应1.5±0.5h，降温至25～30℃；
加入乙二胺，反应3～5min；加入水，开启高速分散，转速1100～1300r/min，反应0.5h；降温到15～20℃进行减压蒸馏；将丙酮分离；
所述的中和与改性：
向乳化后的聚氨酯中加入亚硫酸氢钠，在25～30℃、转速600±50r/min下进行中和；加入增塑剂，搅拌0.5h，再加入消泡剂，搅拌10±1min，放料。
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