CN106609108B - 一种防水涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防水涂料的制备方法，包括以下步骤：A、将脂肪族聚异氰酸酯和弹性异氰酸酯固化剂按比例混合均匀得A组分；B、将高沸点溶剂和纳米材料分散剂分散均匀，再加入活性超细功能填料，高速分散均匀制得活性超细功能填料浆料；C、将聚天门冬氨酸酯树脂、聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂、分散剂、流平剂、消泡剂分散均匀；D、将颜填料和步骤B中制得的活性超细功能填料浆料加入步骤C中制得的混合物，进行高速分散或研磨制得B组分；E、将所述A组分和所述B组分按照质量比混合即得所述防水涂料。依据本发明方法制得的金属屋面防水涂料中活性超细功能填料的加入同时提高了涂层的粘接强度、疏水性、耐水解性和耐候性。

Description

一种防水涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种防水涂料的制备方法，尤其是涉及一种聚天冬氨酸酯聚脲类金属屋面防水涂料的制备方法。

背景技术

钢结构金属屋面渗漏问题普遍存在，目前在金属屋面防水领域常用的防水材料有防水卷材和防水涂料。例如，德国威达提供的钢结构屋面防水系统中设计的防水层为自粘SBS改性沥青防水卷材、聚氯乙烯(PVC)防水卷材和热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材等；美国凡士通屋面防水系统设计中选用热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材和三元乙丙(EPDM)橡胶卷材。其中，TPO卷材抗老化、拉伸强度高，伸长率大、外露无须保护层、无污染等综合特点，受到发达国家的青睐，在西欧、美国和日本均有相当快的发展。但是防水卷材有以下弊病：施工过程需要量体裁衣，而金属屋面多数具有复杂的建筑外形，对于外形复杂的基层需多块拼接，难以形成完整的防水层、易窜水、影响美观；高档防水卷材耐久性虽然能达几十年，但与之匹配的粘接剂尚少，容易因粘接材料失效导致防水失败；难修复。相比之下，防水涂料具有冷施工、工艺操作简便，涂层干燥成膜后可形成整体无缝的防水层，能在一定范围内适应基层开裂、适用工程结构复杂部位等优点，由于存在温度及荷载的变化，对于在金属屋面上直接施工的防水涂料有一些特殊要求，应具有一定的弹性、耐高温、耐低温、粘接力强、耐老化等特点，传统的防水涂料如JS防水涂料、聚氨酯防水涂料和耐候硅酮密封膏等低温柔韧性差、耐候性差，一般也难以满足要求。

中国发明专利申请文件CN101333412A公开了一种金属屋面专用有机硅橡胶防水涂料，该涂料以:水、有机硅橡胶乳液、十二烷基苯黄酸钠乳液、邻苯二甲酸、乳化剂、分散剂、氯化钠、己酸乙烯酯、异辛醇、膨润土、重质碳酸钙、硅灰石、氧化铁、纳米二氧化硅、颜料、消泡剂制备而成,各原料的重量配比为：水10～15％、有机硅橡胶乳液3～6％、十二烷基苯黄酸钠乳液0.1～0.5％、邻苯二甲酸15～30％、乳化剂6～15％、分散剂1～4％、氯化钠0.01～0.05％、己酸乙烯酯10～30％、异辛醇0.01～0.03％、膨润土1～3％、重质碳酸钙10～30％、硅灰石10～30％、氧化铁0.5～0.8％、纳米二氧化硅0.3～1％、颜料0.1～0.3％、消泡剂1～2％。该金属屋面防水涂料以有机硅橡胶乳液为主要成膜物的金属屋面防水涂料，提高了涂料的延伸率。但是这些涂料都是以乳液为主要成膜物，涂膜本身强度低，并且涂料固含量低，需要辅之以缝织聚酯布而形成的防水系统，“三涂一布”或“五涂一布”，施工复杂。技术缺点：施工工艺复杂；拉伸强度、撕裂强度、粘接强度低，不适应较大形变；高盐雾、高湿度、工业污染等严重腐蚀条件下不适用。

中国发明专利申请文件CN103820014A公开了一种弹性防水聚脲涂料，由主要成分为脂肪族聚异氰酸酯三聚体和弹性异氰酸酯固化剂的A组分，以及主要成分为二聚型天门冬氨酸酯聚脲树脂的B组分组成，所述A组分由以下重量份额的物质组成：脂肪族聚异氰酸酯三聚体1-20份，弹性异氰酸酯固化剂80-100份；所述B组分由以下重量份额的物质组成：NH当量为227的二聚型天门冬氨酸酯聚脲树脂30-60份，NH当量为330的二聚型天门冬氨酸酯聚脲树脂20-40份，分散剂0.3-0.5份，流平剂0.2-0.5份，消泡剂0.2-0.5份，颜料2-8份，脱水剂2-10份；所述A组分与B组分的重量比为1：1。该聚天冬氨酸酯聚脲类防水涂料没有考虑金属屋面基层的特点：金属基材对防水涂料耐腐蚀性要求高，金属屋面热胀冷缩明显，对防水涂料耐荷载和形变的能力要求高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防水涂料的制备方法，通过该制备方法制得的防水涂料具有更好的耐腐蚀性、耐高温性、耐低温性、和更高的粘接强度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种防水涂料的制备方法，包括以下步骤：A、将脂肪族聚异氰酸酯和弹性异氰酸酯固化剂按比例混合均匀得A组分；B、将高沸点溶剂和纳米材料分散剂分散均匀，再加入活性超细功能填料，高速分散均匀制得活性超细功能填料浆料；C、将聚天门冬氨酸酯树脂、聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂、分散剂、流平剂、消泡剂分散均匀；D、将颜填料和步骤B中制得的活性超细功能填料浆料加入步骤C中制得的混合物，进行高速分散或研磨制得B组分；E、将所述A组分和所述B组分按照质量比混合即得所述金属屋面防水涂料。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤A中，所述脂肪族多聚异氰酸酯的重量份为0-20，所述弹性异氰酸酯固化剂的重量份为80-100。

作为本发明的进一步改进，其中，所述脂肪族聚异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯的单体或其二聚体或其三聚体。

作为本发明的进一步改进，其中，所述弹性异氰酸酯固化剂为聚醚型异氰酸酯预聚体。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤B中，所述活性超细功能填料的重量份为15-30，所述纳米材料分散剂的重量份为4.5-10，所述高沸点环保型溶剂的重量份为60-80。

作为本发明的进一步改进，其中，所述活性超细功能填料为气相二氧化硅或液相法纳米二氧化硅。

作为本发明的进一步改进，其中，所述纳米材料分散剂为非离子型高分子聚合物分散剂。

作为本发明的进一步改进，其中，所述高沸点溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯PMA、尼龙酸二甲酯DBE、多元醇二元酯EGDA中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤C中，所述聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为30-60，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为20-40，活性超细功能填料浆料的重量份为5-25，分散剂的重量份为0.3-0.5，流平剂的重量份为0.2-0.5，消泡剂的重量份为0.2-0.5。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤C中，所述分散剂为聚羧酸盐、聚磷酸盐和聚丙烯酸酯盐中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤C中，所述流平剂为有机硅流平剂和聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤C中，所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚合物型消泡剂中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤D中，所述颜填料的重量份为2-10。

作为本发明的进一步改进，其中，在所述步骤E中，所述A组分和B组分质量比为1:3-3:1。

与现有技术相比，本发明一种金属屋面防水涂料的制备方法制得的金属屋面防水涂料中活性超细功能填料的加入同时提高了涂层的粘接强度、疏水性、耐水解性和耐候性。

具体实施方式：

下面具体说明本发明的实施方式：

一种防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

A、将脂肪族聚异氰酸酯和弹性异氰酸酯固化剂按比例混合均匀得A组分；

B、将高沸点环保型溶剂和纳米材料分散剂分散均匀，再加入活性超细功能填料，高速分散均匀制得活性超细功能填料浆料；

C、将聚天门冬氨酸酯树脂、聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂、分散剂、流平剂、消泡剂分散均匀；

D、将颜填料和步骤B中制得的活性超细功能填料浆料加入步骤C中制得的混合物，进行高速分散或研磨制得B组分；

E、将所述A组分和所述B组分按照质量比混合即得所述防水涂料。

上述制备方法适用于金属屋面的防水涂料制备。

在所述步骤A中，所述脂肪族多聚异氰酸酯的重量份为0-20，所述弹性异氰酸酯固化剂的重量份为80-100。所述脂肪族聚异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯的单体或其二聚体或其三聚体。所述弹性异氰酸酯固化剂为聚醚型异氰酸酯预聚体。

在所述步骤B中，所述活性超细功能填料的重量份为15-30，所述纳米材料分散剂的重量份为4.5-10，所述高沸点溶剂的重量份为60-80。所述活性超细功能填料为气相二氧化硅或液相法纳米二氧化硅。所述纳米材料分散剂为非离子型高分子聚合物分散剂。所述高沸点溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯PMA、尼龙酸二甲酯DBE和多元醇二元酯EGDA中的至少一种，可以选择高沸点环保型溶剂。

在所述步骤C中，所述聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为30-60，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为20-40，活性超细功能填料浆料的重量份为5-25，分散剂的重量份为0.3-0.5，流平剂的重量份为0.2-0.5，消泡剂的重量份为0.2-0.5。所述分散剂为聚羧酸盐、聚磷酸盐和聚丙烯酸酯盐中的至少一种。所述流平剂为有机硅流平剂和聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚合物型消泡剂中的至少一种。

在所述步骤D中，所述颜填料的重量份为2-10。

在所述步骤E中，所述A组分和B组分质量比为1:3-3:1。

实施例1

使用的组分为：六次甲基二异氰酸酯二聚体旭化成的22A-75PX，聚醚型异氰酸酯预聚体飞扬的GB805，聚天门冬氨酸酯树脂Bayer公司的NH 1420，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂飞扬公司的F524，气相二氧化硅degussa的AEROSIL R972，非离子型高分子聚合物分散剂BYK公司的DISPERBYK 2070，丙二醇甲醚醋酸酯PMA，聚羧酸盐BYK公司的DISPERBYK108，有机硅流平剂BYK公司的BYK306，有机硅消泡剂BYK公司的BYK 066N，颜填料石原R930钛白粉，其中各组分的用量详见表1。

实施例2

使用的组分为：六次甲基二异氰酸酯三聚体Bayer的N3390，聚醚型异氰酸酯预聚体飞扬的GB805，聚天门冬氨酸酯树脂飞扬公司的F420，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂飞扬公司的F524，液相法纳米二氧化硅东申石化公司的MGS-4，非离子型高分子聚合物分散剂BYK公司的DISPERBYK 2070，尼龙酸二甲酯DBE，聚磷酸盐BYK公司的DISPERBYK 145，聚丙烯酸酯流平剂BYK公司的BYK 388，有机硅消泡剂BYK公司的BYK 067A，颜填料杜邦R902+，其中各组分的用量详见表1。

实施例3

使用的组分为：聚醚型异氰酸酯预聚体飞扬的GB905，聚天门冬氨酸酯树脂Bayer公司的NH 1520，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂飞扬公司的F524，液相法纳米二氧化硅东申石化公司的MGS-4，非离子型高分子聚合物分散剂BYK公司的DISPERBYK 163，多元醇二元酯EGDA，聚丙烯酸酯盐BYK公司的BYK 9076，聚丙烯酸酯流平剂BYK公司的BYK 358N，聚合物型消泡剂BYK公司的BYK 054，颜填料石原R930钛白粉，其中各组分的用量详见表1。

聚合物型消泡剂

表1.具体配方组成

将制备好的A组分和B组分按NCO当量和NH当量配比1:1混合均匀制样进行性测试，性能测试主要参考GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》、JG/T375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》、GB/T 9274-1988《色漆和清漆耐液体介质的测定》、GB/T 1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。检测结果如表2所示。

表2.测试结果

通过上表可知，本发明的优点为：

1、无溶剂体系、固化时间可调、可一次成膜、施工简单、高弹性高强度，粘接强度高、耐盐雾、耐老化性能优良，是一种具有优异防腐蚀性能的防水材料，针对金属屋面还可以实现防水防腐双重功效；粘接强度高，有效克服因热胀冷缩或荷载引起的形变，耐高温、耐低温性能优异，疏水性、耐水解性和耐候性的提高能够提升涂膜的防水效果和服役寿命。

2、涂膜拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、粘接强度、剥离强度高，施工简单，耐腐蚀性能优良。最大的区别是耐腐蚀性能优良，高盐雾、高湿度、工业污染等严重腐蚀环境下能实现对金属屋面的防水、防腐双重保护，有效延长金属屋面使用寿命。

3、制备方法中为了保证活性超细功能填料在涂料体系中分散均匀，充分发挥效果，采用预制浆料的制备工艺。浆料的制备选用纳米材料分散剂，保证分散效果；采用高沸点环保性溶剂，保证和树脂体系的相容性以及体系的环保性。

Claims (5)

1.一种防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

A、将脂肪族聚异氰酸酯和弹性异氰酸酯固化剂按比例混合均匀得A组分，所述脂肪族多聚异氰酸酯的重量份为10-20，所述弹性异氰酸酯固化剂的重量份为90-100；

B、将高沸点溶剂和纳米材料分散剂分散均匀，再加入活性超细功能填料，高速分散均匀制得活性超细功能填料浆料，所述活性超细功能填料的重量份为15-30，所述纳米材料分散剂的重量份为4.5-10，所述高沸点溶剂的重量份为60-80；所述活性超细功能填料为气相二氧化硅或液相法纳米二氧化硅；

C、将聚天门冬氨酸酯树脂、聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂、分散剂、流平剂、消泡剂分散均匀；所述聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为30-60，聚合型改性聚天门冬氨酸酯树脂的重量份为20-40，分散剂的重量份为0.3-0.5，流平剂的重量份为0.2-0.5，消泡剂的重量份为0.2-0.5；

D、将颜填料和步骤B中制得的活性超细功能填料浆料加入步骤C中制得的混合物，进行高速分散或研磨制得B组分；其中，所述活性超细功能填料浆料的重量份为5-25；

E、将所述A组分和所述B组分按照质量比混合即得所述防水涂料，所述A组分和B组分质量比为1:3-3:1。

2.根据权利要求1所述的一种防水涂料的制备方法，其特征在于：所述脂肪族聚异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯的二聚体或其三聚体。

3.根据权利要求1所述的一种防水涂料的制备方法，其特征在于：所述弹性异氰酸酯固化剂为聚醚型异氰酸酯预聚体。

4.根据权利要求1所述的一种防水涂料的制备方法，其特征在于：所述纳米材料分散剂为非离子型高分子聚合物分散剂。

5.根据权利要求1所述的一种防水涂料的制备方法，其特征在于：所述高沸点溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯PMA、尼龙酸二甲酯DBE和多元醇二元酯EGDA中的至少一种。