CN105969154B - 一种透明无溶剂单组份防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透明单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。所述透明单组份聚氨酯防水涂料包括如下重量份数的原料制成：组合聚醚多元醇：30‑45份；异氰酸酯：10‑20份；阻聚剂0.01‑0.02份；增塑剂：10‑20份；润湿分散剂：0.1‑0.2份；催化剂：0.04‑0.08份；二氧化碳抑制剂：0.1‑0.3份。本发明通过采用环保原材料代替有毒溶剂，采用反应型消泡剂制备出高固含量、环保型透明单组份聚氨酯防水涂料，涂层性能优良，成本低、安全、环保、无污染。

Description

一种透明无溶剂单组份防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种透明单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
透明单组分聚氨酯防水涂料是以聚醚多元醇、异氰酸酯为主要原料配以特种助剂、增塑剂经聚合反应制成的，该涂料涂刷后通过与环境中的水分反应固化形成一层坚韧、无接缝综合性能优良的防水保护膜。因其具有施工简便、力学性能好等优点成为聚氨酯防水涂料的发展方向。
透明单组份聚氨酯防水涂料在国内还是空白，遇到的瓶颈是如何既要使制成的膜不能有气泡，又必须使其力学性能满足国标要求；其次相对于其他单组份成本略有提高。
目前单组分聚氨酯防水涂料常见的为黑色、铁红、墨绿等颜色。因技术原因和降低生产成本需要，市场上大部分防水涂料都会添加低档的煤焦油、沥青、古马隆等石油产品，里面含有大量的蒽、萘、酚等易挥发物质，严重污染环境和危害人体健康。而有些厂家以添加无机粉料和颜料来掩盖添加有害石油副产品的这一事实。但是无机颜料是从矿物质中提取色素，多含化学元素硒、镉、铬等元素，人体长期吸食，或长时间工作在这种环境下，硒、镉等元素容易通过呼吸道或皮肤等途径进入人体血液，造成人体机制缺失或功能衰竭。另外，近年来溶剂型聚氨酯防水涂料已被各级政府主管部门发文禁止使用。
聚氨酯防水涂料最新国标GB/T19250-2013中新增加检测项目：防水涂料有害物质限量，根据有害物质含量将防水涂料分为A级、B级。标准要求中，对防水涂料A、B级的挥发性有机物(VOC)、游离甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯总和、可溶性金属(铅、镉、铬、汞)、苯酚、蒽、萘、游离TDI等分别作了明确规定。而大多单组分聚氨酯防水涂料以苯、甲苯和二甲苯的混合物等有机物作为溶剂，添加各种有害颜料，其产品中含有大量的萘，铅和游离TDI等有害物质。
发明内容
本发明的发明目的就在于提供一种透明单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法，其不含颜料填料、煤焦油、石油树脂、沥青及有机溶剂，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；其各个物性指标均达到国标，性能稳定，且成本不高。本发明还要解决的技术问题是对于家装场合，或一些不可遮蔽建筑原貌的特殊场合，充分利用调整聚合物中链段排布方式及功能基团的密度，使聚醚、固化剂与增塑剂的配比达到最佳。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份数的原料：
组合聚醚多元醇：30-45份；异氰酸酯：10-20份；阻聚剂0.01-0.02份；增塑剂：10-20份；润湿分散剂：0.1-0.2份；催化剂：0.04-0.08份；二氧化碳抑制剂：0.1-0.3份。
本发明所述技术方案中无固体颜料和任何溶剂，属于透明单组份聚氨酯防水涂料。
本发明中所述的组合聚醚多元醇为聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物；所述的聚醚三元醇330N的羟值为32.5-35.5mgKOH/g；所述的聚醚PZ-200的羟值为53.5-58.5mgKOH/g；所述的聚醚二元醇1000D的羟值为109-115mgKOH/g；
聚醚PZ-200由低分子量聚醚与含-NCO基团的固化剂改性得到，其官能度为2。
所述的异氰酸酯为氨基甲酸酯改性异氰酸酯PZ101、PZ201中的一种或两种混合物。
所述的阻聚剂为苯甲酰氯。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种的混合物。
所述的润湿分散剂为聚醚/聚酯改性聚硅氧烷类化合物，如BYK-310、Tego610S、RB1181中的一种或几种的混合物。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二烷基锡二马来酸酯中的一种或几种的混合物。
所述二氧化碳抑制剂是噁唑烷类PZ-006。
本发明一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法，包括以下步骤：
第一步：将增塑剂和润湿分散剂按配方量的配比送入聚氨酯反应釜中搅拌均匀，开始升温，在温度为100±5℃、真空度为0.09±0.005Mpa的条件下，保持真空状态均匀搅拌2h。
第二步：脱水完毕后，检测物料含水量≤0.01％，降温到85℃，解压放空，加入苯甲酰氯，调节体系PH值为6-7，然后按配方量加入异氰酸酯，在85℃条件下，保持真空状态均匀搅拌2h。
第三步：将物料降温到70℃，按照羟基与异氰酸酯基摩尔比为1:1.8-2.4加入已除水干燥的混合聚醚多元醇，在70-75℃条件下反应3h得到高分子聚氨酯。
第四步：降低物料温度至60℃，搅拌状态下加入催化剂，并且保持30分钟。
第五步:搅拌状态下加入准确称量的二氧化碳抑制剂，并且在60-65℃下反应1h。
第六步：搅拌状态下，保持真空状态1h，真空度达到0.09±0.005Mpa，然后停搅拌继续抽真空30分钟，降温至50℃。
第七步：检测产品粘度，色泽，NCO含量等指标合格后，出料包装。
本发明采用上述技术方案所产生的有益效果为：
通过采用环保原材料代替有毒溶剂，采用反应型消泡剂制备出高固含量、环保型透明单组份聚氨酯防水涂料。做到真正的不含煤焦油、石油树脂、沥青及有机溶剂，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。
采用上述技术方案所产生的有益效果还在于：
(1)本发明制备出透明单组份聚氨酯防水涂料，可以在不改变建筑物原貌，或对于建筑物外墙有特殊要求的情况下，达到很好的防水效果，从而避免建筑物受到漏水、渗水的侵蚀，延长其使用寿命。
(2)本发明通过合理的控制异氰酸酯与聚醚的投料比与聚氨酯树脂分子结构的精心设计，来调整聚合物中链段排布方式及功能基团的密度，在不添加增强粉料的基础上，制备出各个物理性能指标高于国标要求，并且各指标优于同类产品的防水涂料。如下表为本发明制备的防水涂料与市售的大品牌单组份聚氨酯防水涂料性能比较(根据GB/T19250-2013)。
(3)本发明制备出透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料不添加任何煤焦油、古马隆，沥青及有机溶剂。此防水涂料在有害物质含量方面达到国家A级标准。
目前，环保型透明单组份聚氨酯防水涂料已成为研究热点，但是制备出达到国家标准指标的环保型透明单组份聚氨酯防水涂料国内还是空白。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例一：
为了解决现有防水涂料都会添加低档的煤焦油、沥青、古马隆等石油产品，首先严重污染环境和危害人体健康，其次生产产品质量差，容易造假的问题，本发明提供一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份数的原料：
组合聚醚多元醇：30-45份；异氰酸酯：10份；阻聚剂0.01份；增塑剂：10份；润湿分散剂：0.1份；催化剂：0.04份；二氧化碳抑制剂：0.1份。所述方案中无固体颜料和任何溶剂。
本发明中所述的组合聚醚多元醇为聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物；所述的聚醚三元醇330N的羟值为32.5-35.5mgKOH/g；所述的聚醚PZ-200的羟值为53.5-58.5mgKOH/g；所述的聚醚二元醇1000D的羟值为109-115mgKOH/g；
聚醚PZ-200由低分子量聚醚与含-NCO基团的固化剂改性得到，其官能度为2。
所述的异氰酸酯为氨基甲酸酯改性异氰酸酯PZ101、PZ201中的一种或两种混合物。
所述的阻聚剂为苯甲酰氯。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种的混合物。
所述的润湿分散剂为聚醚/聚酯改性聚硅氧烷类化合物，如BYK-310、Tego610S、RB1181中的一种或几种的混合物。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二烷基锡二马来酸酯中的一种或几种的混合物。
所述二氧化碳抑制剂是噁唑烷类PZ-006。
本发明所制备的环保型单组份防水涂料为透明性的，这不仅防止了煤焦油、沥青等一些石油副产品的加入，而且能够满足建筑物保持原貌的要求；解决了现有防水涂料环保不达标，严重危害人类身体健康的缺陷。
上述透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：将增塑剂和润湿分散剂按配方量的配比送入聚氨酯反应釜中搅拌均匀，开始升温，在温度为100±5℃、真空度为0.09±0.005Mpa的条件下，保持真空状态均匀搅拌2h。
第二步：脱水完毕后，检测物料含水量≤0.01％，降温到85℃，解压放空，加入苯甲酰氯，调节体系PH值为6-7，然后按配方量加入异氰酸酯，在85℃条件下，保持真空状态均匀搅拌2h(同上)。
第三步：将物料降温到70℃，按照羟基与异氰酸酯基摩尔比为1:1.8-2.4加入已除水干燥的混合聚醚多元醇，在70-75℃条件下反应3h得到高分子聚氨酯。
第四步：降低物料温度至60℃，搅拌状态下加入催化剂，并且保持30分钟。
第五步:搅拌状态下加入准确称量的二氧化碳抑制剂，并且在60-65℃下反应1h。
第六步：搅拌状态下，保持真空状态1h(同上)，真空度达到0.09±0.005Mpa，然后停搅拌继续抽真空30分钟，降温至50℃。
第七步：检测产品粘度，色泽，NCO含量等指标合格后，出料包装。
本发明在实施过程中通过合理的控制异氰酸酯与聚醚的投料比与聚氨酯树脂分子结构的精心设计，采用反应型消泡剂制备出高固含量的单组份聚氨酯防水涂料，从而保证此防水涂料具有优异的物理性能；通过采用环保原材料代替有毒溶剂，不添加颜填料和任何溶剂，保证此防水涂料真正的环保性。
实施例二：
一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份数的原料：
组合聚醚多元醇：40份；异氰酸酯：15份；阻聚剂0.015份；增塑剂：15份；润湿分散剂：0.15份；催化剂：0.06份；二氧化碳抑制剂：0.2份。所述方案中无固体颜料和任何溶剂。
本发明中所述的组合聚醚多元醇为聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物；所述的聚醚三元醇330N的羟值为32.5-35.5mgKOH/g；所述的聚醚PZ-200的羟值为53.5-58.5mgKOH/g；所述的聚醚二元醇1000D的羟值为109-115mgKOH/g；
聚醚PZ-200由低分子量聚醚与含-NCO基团的固化剂改性得到，其官能度为2。
所述的异氰酸酯为氨基甲酸酯改性异氰酸酯PZ101、PZ201中的一种或两种混合物。
所述的阻聚剂为苯甲酰氯。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种的混合物。
所述的润湿分散剂为聚醚/聚酯改性聚硅氧烷类化合物，如BYK-310、Tego610S、RB1181中的一种或几种的混合物。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二烷基锡二马来酸酯中的一种或几种的混合物。
所述二氧化碳抑制剂是噁唑烷类PZ-006。
本发明所制备的环保型单组份防水涂料为透明性的，这不仅防止了煤焦油、沥青等一些石油副产品的加入，而且能够满足建筑物保持原貌的要求。其制备方法同实施例一。
实施例三：
为了解决现有防水涂料都会添加低档的煤焦油、沥青、古马隆等石油产品，首先严重污染环境和危害人体健康，其次生产产品质量差，容易造假的问题，本发明提供一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份数的原料：
组合聚醚多元醇：45份；异氰酸酯：20份；阻聚剂0.02份；增塑剂：20份；润湿分散剂：0.2份；催化剂：0.08份；二氧化碳抑制剂：0.3份。所述方案中无固体颜料和任何溶剂。
本发明中所述的组合聚醚多元醇为聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物；所述的聚醚三元醇330N的羟值为32.5-35.5mgKOH/g；所述的聚醚PZ-200的羟值为53.5-58.5mgKOH/g；所述的聚醚二元醇1000D的羟值为109-115mgKOH/g；
聚醚PZ-200由低分子量聚醚与含-NCO基团的固化剂改性得到，其官能度为2。
所述的异氰酸酯为氨基甲酸酯改性异氰酸酯PZ101、PZ201中的一种或两种混合物。
所述的阻聚剂为苯甲酰氯。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种的混合物。
所述的润湿分散剂为聚醚/聚酯改性聚硅氧烷类化合物，如BYK-310、Tego610S、RB1181中的一种或几种的混合物。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二烷基锡二马来酸酯中的一种或几种的混合物。
所述二氧化碳抑制剂是噁唑烷类PZ-006。
本发明所制备的环保型单组份防水涂料为透明性的，这不仅防止了煤焦油、沥青等一些石油副产品的加入，而且能够满足建筑物保持原貌的要求。其制备方法同实施例一。

Claims (2)

1.一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料,其特征在于该防水涂料是由如下重量份数的原料制成：
组合聚醚多元醇:30-45份；异氰酸酯:10-20份；阻聚剂0.01-0.02份；增塑剂:10-20份；润湿分散剂:0.1-0.2份；催化剂:0.04-0.08份；二氧化碳抑制剂:0.1-0.3份；所述的组合聚醚多元醇为聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物；所述的聚醚三元醇330N的羟值为32.5-35.5mgKOH/g；所述的聚醚PZ-200的羟值为53.5-58.5mgKOH/g；所述的聚醚二元醇1000D的羟值为109-115mg KOH/g；
所述的异氰酸酯为氨基甲酸酯改性异氰酸酯PZ101、PZ201中的一种或两种混合物；
所述的阻聚剂为苯甲酰氯；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种的混合物；所述的润湿分散剂为聚醚/聚酯改性聚硅氧烷类化合物,采用BYK-310、Tego6l0S、RBl181中的一种或几种的混合物；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二烷基锡二马来酸酯中的一种或几种的混合物；
所述二氧化碳抑制剂是噁唑烷类PZ-006。
2.权利要求1所述的一种透明无溶剂单组份聚氨酯防水涂料的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤：
第一步:将增塑剂和润湿分散剂按配方量的配比送入聚氨酯反应釜中搅拌均匀,开始升温,在温度为100±5℃、真空度为0.09±0.005MPa 的条件下,保持真空状态均匀搅拌2h；
第二步:脱水完毕后,检测物料含水量≤0.01％,降温到85℃,解压放空,加入苯甲酰氯,调节体系pH 值为6-7,然后按配方量加入异氰酸酯,在85℃条件下,保持真空状态均匀搅2h；
第三步:将物料降温到70℃,按照羟基与异氰酸酯基摩尔比为1:1.8-2.4加入已除水干燥的混合聚醚多元醇,在70-75℃条件下反应3h得到高分子聚氨酯；
第四步:降低物料温度至60℃,搅拌状态下加入催化剂,并且保持30分钟；
第五步:搅拌状态下加入准确称量的二氧化碳抑制剂,并且在60-65℃下反应1h；
第六步：搅拌状态下,保持真空状态1h,真空度达到0.09±0.005MPa ,然后停搅拌继续抽真空30分钟,降温至50℃；
第七步:检测产品粘度,色泽，NCO含量指标合格后，出料包装。
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