CN107286835B - 一种单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料及其生产方法，由50‑70份聚醚多元醇330N，180‑200份聚醚多元醇DL‑2000，60‑70份二苯基甲烷二异氰酸酯，10‑20份增韧剂减四线油，10‑15份硅烷偶联剂，0.3‑0.5份催化剂，3‑5份潜固化剂，5‑7份环氧树脂，20‑30份非活性稀释剂，140‑180份粉状填料，3‑5份白炭黑，3‑5份炭黑，0.3份抗氧化剂制备而成；本发明的优点在于：克服了发泡的弱点，对环境更友好，同时降低了生产成本，便于推广应用，延长了保质期，缩短了固化时间，提高了产品质量，性能更好，尤其是粘结性能，因为是单组分，无需现场计量与调配，施工更便捷。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯防水涂料，具体地说是一种单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料及其生产方法，属于聚氨酯防水涂料领域。
背景技术
单组分聚氨酯防水涂料是以异氰酸酯、聚醚为主要原料，配以各种助剂制成的反应型柔性防水涂料，具有良好的物理性能，粘结力强，常温湿固化。
根据国家标准GB/T19250—2013，单组分固体含量≥85%，表干时间 ≤ 12 h，实干时间 ≤ 24 h，拉伸粘结性，拉伸强度强度≥2.00 MPa，断裂伸长率≥500%，低温弯折性-35℃无裂纹，不透水性0.3 Mpa、120min不透水。
查到相关单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料方面的专利申请文献公开较少，如：申请号：201410459392.8一种有机硅烷改性的单组分聚氨酯防水涂料及制备方法，利用硅烷交联机理取代异氰酸酯的交联机理，减少涂膜针孔和起泡问题，解决了传统单组份聚氨酯防水涂料难以解决的施工问题。
又如申请号：201210327808.1一种潜固化单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，制备的聚氨酯防水涂料具有消除传统单组分湿固化聚氨酯防水涂料交联过程中容易起泡以及在贮存过程中产生胀罐、鼓泡的作用，同时能大幅度降低聚氨酯在防水涂料中的比重以减少成本，并且具有较高的力学性能和低温柔性。
又如申请号：201510770859.5单组分有机硅烷改性聚醚涂料及其制备方法，本发明对潮湿基面也有非常好的附着力，适合多种基面及各种复杂基面的防水用途；施工环境舒适，且耐候性好；基材变形适应力强，力学性能与溶剂型单组份聚氨酯防水涂料基本相当；储存稳定性好。
现有的单组分聚氨酯防水涂料均有发泡的的弱点，固化时间长，储存期短，与无机材料粘结不牢固，对环境不够友好，且价位较高。综合性能优异的单组份聚氨酯防水涂料研制和开发亟不可待。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料及其生产方法，克服了发泡的弱点，对环境更友好，同时降低了生产成本，延长了保质期，缩短了固化时间，提高了产品质量，性能更好，施工更便捷。
本发明的技术方案为：
单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料，由以下重量份的原料制备而成：
50-70份聚醚多元醇（330N），180-200份聚醚多元醇（DDL-2000），60-70份二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），10-20份增韧剂减四线油，10-15份硅烷偶联剂（KH-590），0.3-0.5份催化剂（T-12），3-5份潜固化剂，5-7份环氧树脂，20-30份非活性稀释剂，140-180份粉状填料，3-5份白炭黑，3-5份炭黑，0.3份抗氧化剂。
其中，所述潜固化剂为亚胺类；所述非活性稀释剂为DBE ,又称二元酸酯；所述抗氧化剂为抗氧化剂THANOX1010；所述粉状填料为硅粉及超细粉煤灰混合物，加入表面活性剂，减少团聚,分散更均匀，粉体粒度大小为500～600目；所述白炭黑即气相二氧化硅，作为触变剂；所述炭黑要求表面积≥90m2/g，着色强度≥100%。
上述单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述重量配比配置各组分，将聚醚多元醇（330N）、聚醚多元醇（DDL-2000）经升温脱水形成无水聚醚多元醇；
（2）然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），再经过80℃恒温保持状态下加入一部分增韧剂减四线油，得到聚氨酯（PU）预聚体；
（3）降温至60℃后加入硅烷偶联剂进行封端，得到硅烷化聚氨酯（SPU）预聚体；
（4）最后加入粉状填料、催化剂、剩余增韧剂等，真空高速分散，制得SPU涂料产品。
本发明的优点在于：以廉价易得的减四线油作为增韧剂，对硅粉与粉煤灰进行表面改性后作为粉状填料，环保型非活性溶剂作为稀释剂，对环境更友好，同时降低了生产成本；对预聚体硅烷封端，湿固化时只有醇类产生，不会有二氧化碳放出，克服了发泡的弱点；潜固化剂的加入延长了保质期，缩短了固化时间；湿固化形成Si-O-Si键为交联点的交联结构，加上环氧树脂的改性，增强了与无机材料的粘结性能；兼具聚氨酯与硅酮的双重优点，预聚体与粉状填料经真空高速分散，材料更均一，性能更好，施工更便捷。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的生产工艺流程图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料，由以下重量份的原料制备而成：
50-70份聚醚多元醇（330N），180-200份聚醚多元醇（DDL-2000），60-70份二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），10-20份增韧剂减四线油，10-15份硅烷偶联剂（KH-590），0.3-0.5份催化剂（T-12），3-5份潜固化剂，5-7份环氧树脂，20-30份非活性稀释剂，140-180份粉状填料，3-5份白炭黑，3-5份炭黑，0.3份抗氧化剂。
上述单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述重量配比配置各组分，将聚醚多元醇（330N）、聚醚多元醇（DDL-2000）经升温脱水形成无水聚醚多元醇；
（2）然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），再经过80℃恒温保持3h状态下加入一部分增韧剂减四线油，得到PU预聚体；
（3）降温至60℃后加入硅烷偶联剂进行封端，30min，得到SPU预聚体；
（4）最后加入粉状填料，以及催化剂（T-12）、剩余增韧剂（与前面加的增韧剂种类一样，都是启到增塑作用,前面增塑剂的加入可以降低预聚体粘度，两步总量10-20份，第一步可以加30-50%），真空高速分散（真空度为0.08MPa，分散速度为1000～1500转/min）30min，制得SPU涂料产品。
上述原料组分中在封端完成后再加入潜固化剂、环氧树脂、非活性稀释剂，分散过程中加粉料时加白炭黑、炭黑、抗氧化剂，处理后，密封泵送。
本发明中，以廉价易得的减四线油作为增韧剂，环保型非活性溶剂作为稀释剂，对环境更友好，且材料性能好；
本发明中，对硅粉与粉煤灰进行表面改性后作为粉状填料，代替重钙、纳米钙、滑石粉等，对环境更友好，同时降低了生产成本；
本发明中，对预聚体硅烷封端，并加入潜固化剂，改善储存稳定性，缩短固化时间，解决发泡问题；
本发明中，湿固化形成Si-O-Si键为交联点的交联结构，加上环氧树脂的改性，增强与无机材料的粘接性能；
本发明中，预聚体与粉状填料经真空高速分散，材料更均一，性能更好，施工更便捷。
最终产品性能指标如下表
从上表可以看出：断裂伸长率高达900%，远超标准500%的要求，很好的满足基材的位移变化；低温柔性可达-40℃，可适用于较为严寒的地区；固体含量较高、收缩率小，保证涂层厚度；故本发明产品综合性能优异。
本发明使用方法：
①基层处理：基层清洁干燥，无杂物、浮尘、油污等。凹凸不平的地方需进行修补或打磨；
②施工方法：一般涂刷2~3遍，每次间隔不超过24h内。根据不同防水部位、防水等级要求，按国家有关标准，规程要求施工。
本发明运输与储存中应注意：
①产品在使用过程中不得与水接触、施工时应避开雨天；
②打开的材料尽量用完，剩余材料应密闭保存；
③涂膜完全固化前，严禁在上面行走或进行下道作业。
在本发明中：填充料选择, 以减四线油为液体填料；以硅粉及超细粉煤灰的混合物为产品的粉状填充料，并对该混合物进行了高温干燥、细度调整、表面改性等一系列处理，对其有关指标进行严格控制，使其完全满足产品性能和工业化生产的要求。
在本发明中：选择液体填料减四线油为增韧剂。
在本发明中：助剂有抗氧化剂、潜固化剂和催化剂等，潜固化剂和催化剂主要是调整材料的固化干燥时间，利于产品在不同温度下施工。
本发明使用具体实例包括：
本发明的优点较多，绿色环保，不含苯和挥发性溶剂，无毒无害；无需现场计量和调配，施工方便、使用范围广。常温下冷作业，操作简便，施工快速；具有优异的粘结力，与混凝土粘结性好，具有高弹性；具有优异的低温柔性、高温稳定性、力学性能和耐久性能。
本发明中所用原料均为本领域生产中常用原料（本发明中用到的硅粉、粉煤灰、减四线油等在本领域不常用，这些原材料在新疆比较丰富、价格便宜、其中粉煤灰也是废物再利用。直接购买的硅粉和粉煤灰一般不符合要求，需经处理，以最优配比掺加，材料性能优异。其余均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，仅需密封连接，并无特别之处。
Claims (2)
1.单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
50-70份聚醚多元醇330N，180-200份聚醚多元醇DL-2000，60-70份二苯基甲烷二异氰酸酯，10-20份增韧剂减四线油，10-15份硅烷偶联剂，0.3-0.5份催化剂，3-5份潜固化剂，5-7份环氧树脂，20-30份非活性稀释剂，140-180份粉状填料，3-5份白炭黑，3-5份炭黑，0.3份抗氧化剂；
所述潜固化剂为亚胺类；所述非活性稀释剂为DBE,又称二元酸酯；所述抗氧化剂为抗氧化剂THANOX1010；所述粉状填料为硅粉及超细粉煤灰混合物，加入表面活性剂改性，粉体粒度大小为500～600目；所述白炭黑即气相二氧化硅，作为触变剂；所述炭黑要求表面积≥90m2/g，着色强度≥100％；
所述的聚醚多元醇330N、聚醚多元醇DL-2000经升温脱水形成无水聚醚多元醇；然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，再经过80℃恒温保持状态下加入一部分增韧剂减四线油，得到PU预聚体；降温至60℃后加入硅烷偶联剂进行封端，得到SPU预聚体；最后加入粉状填料、催化剂、剩余增韧剂，真空高速分散制得。
2.一种如权利要求1所述的单组分高弹性硅烷化聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述重量配比配置各组分，将聚醚多元醇330N、聚醚多元醇DL-2000经升温脱水形成无水聚醚多元醇；
(2)然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，再经过80℃恒温保持状态下加入一部分增韧剂减四线油，得到PU预聚体；
(3)降温至60℃后加入硅烷偶联剂进行封端，得到SPU预聚体；
(4)最后加入粉状填料、催化剂、剩余增韧剂，真空高速分散，制得SPU涂料产品。
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