CN106675373B - 一种非固化聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种非固化聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种非固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，所述聚氨酯防水涂料由以下重量份数的原料制成，聚醚多元醇20～30份，增塑剂10～20份，填料30～60份，溶剂0～1份，颜料0.1～1份，异氰酸酯3～7份，催化剂0.05～0.5份，潜固化剂2～5份；其中，配方中NCO基：0H基的摩尔比在1.8～2.5之间，残留的NCO基的含量为0.6～1.5％，潜固化剂的加入量为(1.2～2.0)*残留NCO基的摩尔数*潜固化剂中活泼氢当量。本发明产品施工后始终保持膏状体状态，具有优越的耐久性、耐疲劳性、耐高低温性及延伸性，自愈性好，粘结性能好以及良好的柔性，常温下无毒、无味、无污染且不燃，产品在密闭状态下可长期储存，不影响其使用性能。

Description

一种非固化聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯防水涂料及其制备方法，具体涉及一种非固化聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
单组分聚氨酯防水涂料是一种新型高档防水、防腐材料。这类材料无毒、施工方便，主要用于建筑物，特别是高层建筑物的防水、防渗及化工厂地面和管道的防腐，甚至可用来制做人造草坪及弹性地面：也可在潮湿的水泥基面施工与水泥结合牢固，形成无接缝的涂层。但是一旦基层开裂，防水层受到拉应力作用时，由于聚氨酯涂层是与基层牢固的粘结在一起，它会随着基层的开裂而产生裂缝，即使不被拉裂，裂缝部位的防水层也会由于长期处于高应力状态而加速老化，或者由于反复的拉伸产生疲劳破坏。
近年来，新兴防水涂料--非固化防水涂料在应用状态下保持粘性膏状体且有蠕变性能封闭基层裂缝和毛细孔，能适应复杂的施工作业面；与空气长期接触后不固化，始终保持粘稠胶质的特性，自愈能力强、碰触即粘、难以剥离，在-20℃仍具有良好的粘结性能。它能解决因基层开裂引起传递给防水层造成的防水层断裂、挠曲疲劳或处于高应力状态下的提前老化等问题。同时，蠕变性材料的粘滞性使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝，从而解决了防水层的窜水难题，使防水可靠性得到大幅度提高。还能解决现有防水卷材和防水涂料复合使用时的相容性问题。而其产品始终保持粘滞状态，没有形成涂膜，即使基层变形，防水涂料也几乎没有应力传递，与基层一直保持粘附性，即使基层(混凝土)开裂也能保持与基层的再粘结，并可在潮湿基面施工，一次施工即可达到需要厚度，无需养护即可进行下道工序施工。
目前，现有非固化防水涂料，基本都含有沥青质，颜色只能是黑色；且常温下粘度很大，施工时需要加热，从而产生沥青烟气，污染环境，对人体有害，不环保，施工复杂且存在较大危险隐。例如，现有技术申请(专利)号：CN201010018113.6等均属于橡胶沥青非固化；其中与非固化聚氨酯相关的现有技术CN201410115980.X公开的非固化聚氨酯防水涂料含有大量的沥青，生产工艺复杂，颜色单一；。现有技术申请(专利)号CN201610732902.3公开的非固化聚氨酯防水涂料无沥青质但属于双组分产品，施工前需要混合均匀，比单组分复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种不含沥青，可冷施工，颜色丰富多彩且环保的非固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种非固化单组分聚氨酯防水涂料，由以下重量份数的原料制成，聚醚多元醇20～30份，增塑剂10～20份，填料30～60份，溶剂0～1份，颜料0.1～1份，异氰酸酯3～7份，催化剂0.05～0.5份，潜固化剂2.5～5份；其中，配方中NCO基：OH基的摩尔比在1.8～2.5之间，残留的NCO基的含量为0.6～1.5％，潜固化剂的加入量为(1.2～2.0)*残留NCO基的摩尔数*潜固化剂中活泼氢当量。
进一步，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇和聚醚三元醇中的一种或两种以上的混合物。例如DL-2000D，DL-3000D，DL-1000D和EP-330N等，
进一步，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)和/或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
进一步，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(T-12)和/或辛酸亚锡(T-9)。
进一步，所述增塑剂为氯化石蜡，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的混合物。
进一步，所述填料为滑石粉，高岭土，重质碳酸钙和轻质碳酸钙中的一种或两种以上的混合物。
进一步，所述颜料为炭黑，氧化铁红、氧化铁棕、中黄或绿色浆。
进一步，所述潜固化剂为恶唑烷类、酮亚胺类中的一种或两种以上的混合物。
进一步，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或丙酮。
本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种非固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，将聚醚多元醇、增塑剂、填料、颜料投入反应釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脱水2h，然后降温至75℃-80℃，加入异氰酸酯和溶剂，升温至80℃±5℃反应2.5h，再加入催化剂在80℃±5℃反应0.5h，然后降温至75℃-80℃加入潜固化剂，在75℃-80℃反应1h，最后降温至70℃以下进行出料包装。
本发明的实验原理主要应用了潜固化型单组分聚氨酯的固化成膜原理，首先让聚醚多元醇和异氰酸酯反应，形成NCO基封端的较大分子的预聚体，见反应式①，加入潜固化剂后，水与潜固化剂的反应速度远远大于水与NCO基的反应速度，当该防水涂料遇到空气中的湿气时，水优先与潜固化剂发生水解反应(恶唑烷类的见反应式②，酮亚胺类的见反应式④)，生成含有氨基或羟基的活泼氢化合物，再与产品中的NCO基反应(恶唑烷类的见反应式③，酮亚胺类的见反应式⑤)，生成氨基甲酸酯及脲基，形成大分子。
2OCN-R-OCN+HO-R2-OH→
OCN-R-NH-CO-O-R2-O-CO-NH-R-NCO ①
通过上述反应方程式可知，如果加入的潜固化剂的量合适，可以将分子无限扩大，从而固化成膜，如果继续提高潜固化剂的使用量，就可以对聚氨酯预聚体进行封端，从而决定聚氨酯产品的分子量，可以使其正好处于非固化状态。
经过计算与实验确定潜固化剂的加入量为(1.2～2.0)*残留NCO基的摩尔数*潜固化剂中活泼氢当量。根据需要的成膜粘度在系数1.2～2.0进行调节，其中胺基和羟基都属于活泼氢，潜固化剂的分子量除以活泼氢个数(分子中已有的胺基或者羟基加上其和水反应生成的胺基和羟基的个数)就是潜固化剂的活泼氢当量。
本发明既有潜固化型聚氨酯的优点：常温粘度低，施工简单，可刮涂，可喷涂，施工效率高，无需养护，干燥速度快，在12小时内就可以自我增粘形成非固化防水层；又具有非固化的特点：施工后始终保持原有的膏状体状态；具有优越的耐久性、耐疲劳性、耐高低温性及延伸性；自愈性好，施工时即使出现防水层破损也能自行修复，维持完整无缝的防水层；粘结性能好，不仅可在混凝土(水泥)干基面上粘接，又可在潮湿基面的粘接，可与多种基材(包括木材、塑管、金属、玻璃等)粘接；拥有很好的柔性，适用于基层的变形，不剥离且能有效地防止窜水；常温下无毒、无味、无污染且不燃；产品在密闭状态下可长期储存，不影响其使用性能，极大的提高了建筑物防水的质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制备
将聚多元醇醚DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、滑石粉、重质碳酸钙、炭黑投入反应釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脱水2h，然后降温至75℃-80℃，加入TDI和醋酸乙酯，升温至80℃±5℃反应2.5h，再加入T-12在80℃±5℃反应0.5h，然后降温至75℃-80℃加入潜固化剂，在75℃-80℃反应1h，最后降温至70℃以下进行出料包装。。
表1-实施例1制备的非固化聚氨酯防水涂料关键项目检测结果
实施例2
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制备
将聚多元醇醚DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、氯化石蜡、滑石粉、重质碳酸钙、高岭土、氧化铁红投入反应釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脱水2h，降温至75℃-80℃0℃，加入TDI和丙酮，升温至80℃±5℃反应2.5h，再加入T-12在80℃±5℃反应0.5h，然后降温至75℃-80℃加入潜固化剂，在75℃-80℃反应1h，降温至65℃加入PZ-005，在75℃-80℃保温0.5h，最后降温至70℃以下进行出料，包装。
表2-实施例2制备的非固化聚氨酯防水涂料关键项目检测结果
实施例3
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制备
将聚多元醇醚DL-1000D、聚醚多元醇DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、邻苯二甲酸二辛酯、滑石粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、绿色浆投入反应釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脱水2h，降温至75℃-800℃，加入MDI，升温至80℃±5℃反应2.5h，再加入T-9在80℃±5℃反应0.5h，然后降温至75℃-80℃加入潜固化剂，在75℃-80℃反应1h，最后降温至70℃以下进行出料，包装。
表3-实施例3制备的非固化聚氨酯防水涂料关键项目检测结果
以实施例2制得的非固化单组分聚氨酯防水涂料为例检测，结果如表4：
表4-本发明非固化聚氨酯防水涂料检测结果
由表4可知，本发明完全符合目前非固化橡胶沥青防水涂料技术指标，且很多关键指标远远超出要求数值，同时不含沥青质，生产工艺简单，施工方便，环保，颜色丰富多彩。

Claims (10)

1.一种非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成，聚醚多元醇20～30份，增塑剂10～20份，填料30～60份，溶剂0～1份，颜料0.1～1份，异氰酸酯3～7份，催化剂0.05～0.5份，潜固化剂2.5～5份；其中，配方中NCO基：0H基的摩尔比在1.8～2.5之间，残留的NCO基的含量为0.6～1.5％，潜固化剂的加入量为(1.2～2.0)*残留NCO基的摩尔数*潜固化剂中活泼氢当量。
2.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇和聚醚三元醇中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。
5.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述增塑剂为氯化石蜡，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉，高岭土，重质碳酸钙和轻质碳酸钙中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述颜料为炭黑，氧化铁红、氧化铁棕、中黄或绿色浆。
8.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述潜固化剂为恶唑烷类、酮亚胺类中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或丙酮。
10.一种如权利要求1～9之一所述的非固化单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，将聚醚多元醇、增塑剂、填料、颜料投入反应釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脱水2h，然后降温至75℃-80℃，加入异氰酸酯和溶剂，升温至80℃±5℃反应2.5h，再加入催化剂在80℃±5℃反应0.5h，然后降温至75℃-80℃加入潜固化剂，在75℃-80℃反应1h，最后降温至70℃以下进行出料包装。
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