CN108300253A - 一种改性单组分聚氨酯防水涂料 - Google Patents

一种改性单组分聚氨酯防水涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性单组分聚氨酯防水涂料，属于涂料技术领域。本发明改性单组分聚氨酯防水涂料是由以下重量份数的原料组成：50～60份单组份聚氨酯防水涂料、8～10份聚乙烯亚胺水凝胶、8～10份偶联剂，先制备单组分聚氨酯防水涂料，再向单组分聚氨酯防水涂料中加入聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂，搅拌混合，即得改性单组分聚氨酯防水涂料，且本发明还加入了单组份聚氨酯防水涂料质量0.03～0.04倍的结冷胶和单组份聚氨酯防水涂料3～4倍的低级饱脂肪酸。本发明改性单组分聚氨酯防水涂料具有优异的性能，解决了传统单组分聚氨酯防水涂料固化后的涂膜易出现不密实、气泡和针孔的现象以及贮存期内不稳定的问题。

Description

一种改性单组分聚氨酯防水涂料
技术领域
本发明公开了一种改性单组分聚氨酯防水涂料，属于涂料技术领域。
背景技术
聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的单组分聚氨酯防水涂料。该类涂料为反应固化型（湿气固化）涂料、具有强度高、延伸率大、耐水性能好等特点。对基层变形的适应能力强。聚氨酯防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂。它是空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防膜。
传统单组分聚氨酯防水涂料的固化机理是含NCO端基的预聚物与湿气作用固化成膜，并释放出CO2气体，因此传统的单组分聚氨酯防水涂料在施工过程中易受到施工环境湿度的干扰，施工不能厚涂，而且固化后的涂膜易出现不密实、气泡和针孔的现象，严重影响单组分聚氨酯防水涂料的施工质量以及推广应用。
并且但在实际的应用过程中，单组分聚氨酯防水涂料在贮存期内时有出现沉淀、结皮、不固化等现象，严重影响施工及工程质量，同时也造成成本上的很大浪费。造成单组分聚氨酯防水涂料贮存期内不稳定的主要原因有：涂料体系中的粉体含量过高，由于受重力作用，粉体颗粒缓慢沉降，导致包装桶底部形成致密的粉体沉淀，难以搅拌分散；聚氨酯涂料配方体系n(—NCO）/n(—OH）值设计不合理，导致贮存时受外界潮气的影响而出现表面结皮、固化等现象；聚氨酯涂料在存放过程中贮存条件不合适，导致结皮等。因此，解决固化后的涂膜易出现不密实、气泡和针孔的不良现象，及贮存稳定性差的问题，成为改善传统单组分聚氨酯防水涂料的必经之路。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统传统单组分聚氨酯防水涂料在固化后的涂膜易出现不密实、气泡和针孔的现象，以及贮存期内不稳定的问题，提供了一种改性单组分聚氨酯防水涂料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种改性单组分聚氨酯防水涂料，是由以下重量份数的原料组成：50～60份单组份聚氨酯防水涂料、8～10份聚乙烯亚胺水凝胶、8～10份偶联剂；
所述改性单组分聚氨酯防水涂料配置过程为：按原料组成称量各原料，向单组分聚氨酯防水涂料中加入聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂，搅拌混合，即得改性单组分聚氨酯防水涂料；
所述单组份聚氨酯防水涂料制备过程为：是由20～30份异氰酸酯、20～30份聚氧丙烯二醇、15～20份增塑剂、10～20份颜料填料、0.2～0.3份消泡剂、0.6～0.8份催化剂、0.4～0.6份催干剂、8～10份溶剂在氮气保护状态下反应得到。
所述偶联剂为硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的任意一种。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。
所述颜料填料为钛白粉，滑石粉或重质碳酸钙中的任意一种。
所述消泡剂为乳化硅油，聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯氧丙醇胺醚中的任意一种。
所述催化剂为辛酸亚锡，异辛酸铅或二月桂酸二丁基锡中的任意一种。
所述催干剂为环烷酸钴，异辛酸钴或辛酸钡中的任意一种。
所述溶剂为二甲苯，乙酸丁酯或碳酸二甲酯中的任意一种。
所述改性单组分聚氨酯防水涂料还可以添加单组份聚氨酯防水涂料质量0.03～0.04倍的结冷胶，单组份聚氨酯防水涂料3～4倍的低级饱脂肪酸。
本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案通过添加聚乙烯亚胺水凝胶，在室温条件下，聚乙烯亚胺水凝胶能够与单组分聚氨酯防水涂料固化过程中产生的二氧化碳发生化学反应，形成氨基甲酸铵，由于电荷间相互作用自发形成三维网状结构，提高体系内部之间的结合力，从而有效避免单组分聚氨酯防水涂料固化成膜后出现气泡和针孔，增强了聚氨酯防水涂料固化成膜的致密性，提升了涂料的施工质量；
（2）本发明技术方案通过添加结冷胶，结冷胶是一种高分子线性多糖，由4单糖分子的基本单元重复聚合而成，与单组分聚氨酯防水涂料的粉体之间形成范德华力和氢键，使得粉体悬浮于改性单组分聚氨酯防水涂料体系中，有效的防止粉体沉淀，结冷胶不溶于冷水且分散于整个单组分聚氨酯防水涂料体系中，有效的防止改性单组分聚氨酯防水涂料储存时收外界潮气影响而出现表面结皮和固化，延长了产品的储存时间。
具体实施方式
按重量份数计依次取，20～30份异氰酸酯、20～30份聚氧丙烯二醇、15～20份增塑剂、10～20份颜料填料、0.2～0.3份消泡剂、0.6～0.8份催化剂、0.4～0.6份催干剂、8～10份溶剂，先将异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜中，以60～80mL/min速率向反应釜中通入氮气，于温度为90～110℃，转速为300～500r/min，恒温搅拌反应2～4h，再将反应釜的温度降至70～80℃，并向反应釜中依次加入增塑剂和颜料填料，调节转速为500～700r/min，搅拌混合1～3h，再将反应釜的温度降至60～65℃，并向反应釜中加入消泡剂、催化剂、催干剂和溶剂，调节转速为700～800r/min，搅拌混合30～40min，随后将反应釜中温度降至50℃以下，于氮气保护条件下出料，得单组分聚氨酯防水涂料；再按重量份数计在混料机中依次加入50～60份所得单组分聚氨酯防水涂料、8～10份聚乙烯亚胺水凝胶、8～10份偶联剂，将得单组分聚氨酯防水涂料、聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂转入混料机，于转速为1200～1400r/min条件下高速搅拌混合30～50min，随后将单组份聚氨酯防水涂料质量0.03～0.04倍的结冷胶加入到盛有单组份聚氨酯防水涂料质量3～4倍的低级饱和脂肪酸的烧杯中，加热至50～60℃搅拌溶解30～50min，得结冷胶溶解液，再将结冷胶溶解液趁热和混料机中的物料转入超声分散仪，于频率为50～60kHz条件下，超声分散10～20min，得分散液，即为改性单组分聚氨酯防水涂料。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。所述颜料填料为钛白粉，滑石粉或重质碳酸钙中的任意一种。所述消泡剂为乳化硅油，聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯氧丙醇胺醚中的任意一种。所述催化剂为辛酸亚锡，异辛酸铅或二月桂酸二丁基锡中的任意一种。所述催干剂为环烷酸钴，异辛酸钴或辛酸钡中的任意一种。所述溶剂为二甲苯，乙酸丁酯或碳酸二甲酯中的任意一种。所述偶联剂为硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的任意一种。
实例1
按重量份数计依次取，30份异氰酸酯、30份聚氧丙烯二醇、20份增塑剂、20份颜料填料、0.3份消泡剂、0.8份催化剂、0.6份催干剂、10份溶剂，先将异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜中，以80mL/min速率向反应釜中通入氮气，于温度为110℃，转速为500r/min，恒温搅拌反应4h，再将反应釜的温度降至80℃，并向反应釜中依次加入增塑剂和颜料填料，调节转速为700r/min，搅拌混合3h，再将反应釜的温度降至65℃，并向反应釜中加入消泡剂、催化剂、催干剂和溶剂，调节转速为800r/min，搅拌混合40min，随后将反应釜中温度降至50℃以下，于氮气保护条件下出料，得单组分聚氨酯防水涂料；再按重量份数计在混料机中依次加入60份所得单组分聚氨酯防水涂料、10份聚乙烯亚胺水凝胶、10份偶联剂，将得单组分聚氨酯防水涂料、聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂转入混料机，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合50min，随后将单组份聚氨酯防水涂料质量0.04倍的结冷胶加入到盛有单组份聚氨酯防水涂料质量4倍的低级饱和脂肪酸的烧杯中，加热至60℃搅拌溶解50min，得结冷胶溶解液，再将结冷胶溶解液趁热和混料机中的物料转入超声分散仪，于频率为60kHz条件下，超声分散20min，得分散液，即为改性单组分聚氨酯防水涂料。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述颜料填料为钛白粉。所述消泡剂为乳化硅油。所述催化剂为辛酸亚锡。所述催干剂为环烷酸钴。所述溶剂为二甲苯。所述偶联剂为硅烷偶联剂。
实例2
按重量份数计依次取，30份异氰酸酯、30份聚氧丙烯二醇、20份增塑剂、20份颜料填料、0.3份消泡剂、0.8份催化剂、0.6份催干剂、10份溶剂，先将异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜中，以80mL/min速率向反应釜中通入氮气，于温度为110℃，转速为500r/min，恒温搅拌反应4h，再将反应釜的温度降至80℃，并向反应釜中依次加入增塑剂和颜料填料，调节转速为700r/min，搅拌混合3h，再将反应釜的温度降至65℃，并向反应釜中加入消泡剂、催化剂、催干剂和溶剂，调节转速为800r/min，搅拌混合40min，随后将反应釜中温度降至50℃以下，于氮气保护条件下出料，得单组分聚氨酯防水涂料；再按重量份数计在混料机中依次加入60份所得单组分聚氨酯防水涂料，10份偶联剂，将得单组分聚氨酯防水涂料和偶联剂转入混料机，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合50min，随后将单组份聚氨酯防水涂料质量0.04倍的结冷胶加入到盛有单组份聚氨酯防水涂料质量4倍的低级饱和脂肪酸的烧杯中，加热至60℃搅拌溶解50min，得结冷胶溶解液，再将结冷胶溶解液趁热和混料机中的物料转入超声分散仪，于频率为60kHz条件下，超声分散20min，得分散液，即为改性单组分聚氨酯防水涂料。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述颜料填料为钛白粉。所述消泡剂为乳化硅油。所述催化剂为辛酸亚锡。所述催干剂为环烷酸钴。所述溶剂为二甲苯。所述偶联剂为硅烷偶联剂。
实例3
按重量份数计依次取，30份异氰酸酯、30份聚氧丙烯二醇、20份增塑剂、20份颜料填料、0.3份消泡剂、0.8份催化剂、0.6份催干剂、10份溶剂，先将异氰酸酯和聚醚多元醇加入反应釜中，以80mL/min速率向反应釜中通入氮气，于温度为110℃，转速为500r/min，恒温搅拌反应4h，再将反应釜的温度降至80℃，并向反应釜中依次加入增塑剂和颜料填料，调节转速为700r/min，搅拌混合3h，再将反应釜的温度降至65℃，并向反应釜中加入消泡剂、催化剂、催干剂和溶剂，调节转速为800r/min，搅拌混合40min，随后将反应釜中温度降至50℃以下，于氮气保护条件下出料，得单组分聚氨酯防水涂料；再按重量份数计在混料机中依次加入60份所得单组分聚氨酯防水涂料、10份聚乙烯亚胺水凝胶、10份偶联剂，将得单组分聚氨酯防水涂料、聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂转入混料机，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合50min，再将混料机中的物料转入超声分散仪，于频率为60kHz条件下，超声分散20min，得分散液，即为改性单组分聚氨酯防水涂料。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述颜料填料为钛白粉。所述消泡剂为乳化硅油。所述催化剂为辛酸亚锡。所述催干剂为环烷酸钴。所述溶剂为二甲苯。所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对比例：潍坊市某防水材料有限公司生产的单组分聚氨酯防水涂料。
将实例1至3所得改性单组分聚氨酯防水涂料及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.涂膜外观观测：用对例1至3所得改性单组分聚氨酯防水涂料及对比例产品，在温度（40±2）℃、湿度（80±10）%环境下进行涂膜比对，考察对例1至3所得改性单组分聚氨酯防水涂料及对比例产品对涂膜表观的影响。
2.贮存稳定性测试：分别用包装罐对例1至3所得改性单组分聚氨酯防水涂料及对比例产品进行密封，置于电热鼓风干燥箱中，设置温度50℃，贮存时间21天，到期后打开密封盖，观察涂料表面是否结皮、分层及沉淀，去掉表面结皮，并测试涂料黏度，且黏度在20Pa·s以内最为合适。
具体检测结果如表1和表2所示：
表1
表2
由表1和表2检测结果可知，本发明技术方案所得改性单组分聚氨酯防水涂料具有优良的致密性以及稳定性，固化成膜后不会出现气泡和针孔，并且有效的防止改性单组分聚氨酯防水涂料储存时收外界潮气影响而出现表面结皮和固化，延长了产品的储存时间。

Claims (10)

1.一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：50～60份单组份聚氨酯防水涂料、8～10份聚乙烯亚胺水凝胶、8～10份偶联剂；
所述单组份聚氨酯防水涂料制备过程为：是由20～30份异氰酸酯、20～30份聚氧丙烯二醇、15～20份增塑剂、10～20份颜料填料、0.2～0.3份消泡剂、0.6～0.8份催化剂、0.4～0.6份催干剂、8～10份溶剂在氮气保护状态下反应得到；
所述改性单组分聚氨酯防水涂料配置过程为：按原料组成称量各原料，向单组分聚氨酯防水涂料中加入聚乙烯亚胺水凝胶和偶联剂，搅拌混合，即得改性单组分聚氨酯防水涂料。
2.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种改性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，二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述颜料填料为钛白粉，滑石粉或重质碳酸钙中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油，聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯氧丙醇胺醚中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡，异辛酸铅或二月桂酸二丁基锡中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述催干剂为环烷酸钴，异辛酸钴或辛酸钡中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯，乙酸丁酯或碳酸二甲酯中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的一种改性单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述改性单组分聚氨酯防水涂料还可以添加单组份聚氨酯防水涂料质量0.03～0.04倍的结冷胶，单组份聚氨酯防水涂料3～4倍的低级饱脂肪酸。
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