CN108641577A - 一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料 - Google Patents

一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，属于建筑材料技术领域。本发明将聚醚多元醇真空脱水，降温，随后加入异氰酸酯，升温反应，降温，加入正硅酸乙酯和改性添加剂，真空脱泡，出料，得A组分；将增塑剂，二丁酯和分散剂恒温搅拌混合，加入固化剂，催化剂，细菌纤维素，改性填料和水，恒温搅拌混合，真空脱水，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。本发明提供的双组分防沉型聚氨酯防水涂料具有优异的储存性能和体系力学性能。

Description

一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料
技术领域
本发明公开了一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，属于建筑材料技术领域。
背景技术
聚氨酯（PU）防水涂料是一种反应固化型高分子防水涂料，因其涂膜后具有抗拉强度高，弹性且延伸性好，粘结力强，防水层连续、柔韧且无接缝，体积收缩小，对基层裂缝伸缩性变形的适应性强，耐水、耐磨、耐腐蚀、耐久性和耐低温柔顺性好等特点，可用于建筑不同部位的防水堵漏。
随着基础设施、市政、交通工程建设的飞速发展，防水涂料的需求量巨大，为保证其质量，对防水涂料提出了更高标准的要求，特别是铁路用高强聚氨酯防水涂料。铁路线主要是由路基、桥梁及隧道组成，因高铁和客运专线的运行特点，桥梁占比已超50%。在桥梁混凝土桥面设防水层，可有效阻隔水渗入桥面板结构内部，阻止或减缓混凝土的老化及其桥面板内钢筋锈蚀，进而提高混凝土桥面结构的耐久性。因此，用于铁路路基防水的高强聚氨酯防水涂料发挥着至关重要的作用。在聚氨酯防水涂料生产和使用过程中，沉降现象时常发生，表现在涂料使用前，底部出现软沉淀、硬沉淀。使用时，需要将其搅拌均匀后方可使用，这样不仅耽误施工时间，而且使成膜性能变差，最终影响防水效果。现有技术中，根据TB/T2965中直接用作防水层的防水涂料技术指标要求，采用复配聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和氯化石蜡为原料制备预聚体，并配有胺类固化剂、增塑剂、防沉剂、颜填料、消泡剂、催化剂和润湿分散剂等，合成了一种防水涂料。但是目前传统的防水涂料还存在储存性能和体系力学性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统防水涂料储存性能和体系力学性能不佳的问题，提供了一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，是由A组分和B组分组成，所述A组分是由以下重量份数的原料组成：40～50份聚醚多元醇，20～30份异氰酸酯，10～20份氯化石蜡，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性添加剂；
所述B组分是由以下重量份数的原料组成：10～20份增塑剂，8～10份二丁酯，8～10份固化剂，3～5份催化剂，3～5份细菌纤维素，10～20份改性填料，10～20份水，3～5份分散剂；
将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇，聚氧四亚甲基二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的任意一种。
所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中任意一种。
所述改性添加剂的制备过程为：按重量份数计，将20～30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，10～20份聚乙二醇水杨酸酯，60～80份四氢呋喃混合，并加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.2～0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.12～0.18倍的二茂铁，搅拌混合，得改姓添加剂。
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。
所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。
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。
所述改性填料的制备过程为：按重量份数计，将20～30份氧化石墨烯，8～10份卡波姆，20～30份去离子水混合超声，随后调节pH至中性，过滤，得改性填料。
所述为分散剂5040，分散剂NNO或分散剂MF中任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加细菌纤维素，在制备过程中，细菌纤维素带有较多羟基，并可构成弱且疏松的三维网络结构，使得填料均匀分散在体系中，在混合过程中，由于受到剪切力作用，产品内部氢键被破坏后，流变性得到快速改善，易于涂抹，而涂抹结束后，氢键快速重新生成，重新构成交联网络，从而有效避免填料颗粒沉降，在使用过程中，细菌纤维素能够吸收空气中的水分，水与正硅酸乙酯反应，生成的多聚硅酸，使得体系的交联网络得到进一步的增强，从而使得体系的力学性能得到增强；
（2）本发明通过添加改性填料，在制备过程中，卡波姆分子结构中的羧基可将氧化石墨烯吸附，在pH调节过程中，卡波姆分子结构中部分羧基离子化后，带有同种电荷而相互排斥，使卡波姆分子链舒展，并良好分散于体系中，一方面，有效避免氧化石墨颗粒发生团聚、沉降，提升了产品的储存性能，另一方面，在使用过程中，氧化石墨烯在体系中良好分散，使得体系的力学性能得到提升。
具体实施方式
按重量份数计，将20～30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，10～20份聚乙二醇水杨酸酯，60～80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.2～0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.12～0.18倍的二茂铁，于温度为28～38℃，转速为250～320r/min的条件下搅拌混合45～80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，将20～30份氧化石墨烯，8～10份卡波姆，20～30份去离子水置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为55～75kHz条件下，混合超声40～60min，随后向2号烧杯中滴加质量分数为20～30%的氨水调节pH至中性，得混合液，接着将混合液过滤，得改性填料；按重量份数计，依次取40～50份聚醚多元醇，20～30份异氰酸酯，10～20份氯化石蜡，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性添加剂，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为105～115℃，转速为1000～1200r/min，压力为-0.08～-0.12MPa条件下，真空脱水3～5h，接着降温至50～60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1000～1200r/min条件下，搅拌混合20～30min后，升温至80～85℃，于转速为1000～1200r/min条件下，反应3～5h，随后降温至50～60℃，接着向三口烧瓶中加入正硅酸乙酯和改性添加剂，于压力为-0.08～-0.12MPa条件下，真空脱泡30～50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将10～20份增塑剂，8～10份二丁酯，8～10份固化剂，3～5份催化剂，3～5份细菌纤维素，10～20份改性填料，10～20份，3～5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为80～100℃，转速为800～1000r/min条件下，恒温搅拌混合30～50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，细菌纤维素，改性填料和水，于温度为50～60℃，转速为800～1000r/min条件下，恒温搅拌混合40～60min后，于温度为105～115℃，转速为1000～1200r/min，压力为-0.08～-0.12MPa条件下，真空脱水4～5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇，聚氧四亚甲基二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的任意一种。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中任意一种。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。所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。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。所述为分散剂5040，分散剂NNO或分散剂MF中任意一种。
实例1
按重量份数计，将30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，20份聚乙二醇水杨酸酯，80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.18倍的二茂铁，于温度为38℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，将30份氧化石墨烯，10份卡波姆，30份去离子水置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向2号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至中性，得混合液，接着将混合液过滤，得改性填料；按重量份数计，依次取50份聚醚多元醇，30份异氰酸酯，20份氯化石蜡，8份正硅酸乙酯，8份改性添加剂，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h，接着降温至60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合30min后，升温至85℃，于转速为1200r/min条件下，反应5h，随后降温至60℃，接着向三口烧瓶中加入正硅酸乙酯和改性添加剂，于压力为-0.12MPa条件下，真空脱泡50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将20份增塑剂，10份二丁酯，10份固化剂，5份催化剂，5份细菌纤维素，20份改性填料，20份，5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为100℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，细菌纤维素，改性填料和水，于温度为60℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合60min后，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述固化剂为二乙烯三胺。所述催化剂为辛酸亚锡。所述为分散剂5040。
实例2
按重量份数计，将30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，20份聚乙二醇水杨酸酯，80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.18倍的二茂铁，于温度为38℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，将30份氧化石墨烯，10份卡波姆，30份去离子水置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向2号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至中性，得混合液，接着将混合液过滤，得改性填料；按重量份数计，依次取50份聚醚多元醇，30份异氰酸酯，20份氯化石蜡，8份改性添加剂，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h，接着降温至60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合30min后，升温至85℃，于转速为1200r/min条件下，反应5h，随后降温至60℃，接着向三口烧瓶中加入改性添加剂，于压力为-0.12MPa条件下，真空脱泡50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将20份增塑剂，10份二丁酯，10份固化剂，5份催化剂，5份细菌纤维素，20份改性填料，20份，5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为100℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，细菌纤维素，改性填料和水，于温度为60℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合60min后，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述固化剂为二乙烯三胺。所述催化剂为辛酸亚锡。所述为分散剂5040。
实例3
按重量份数计，将30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，20份聚乙二醇水杨酸酯，80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.18倍的二茂铁，于温度为38℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，将30份氧化石墨烯，10份卡波姆，30份去离子水置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向2号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至中性，得混合液，接着将混合液过滤，得改性填料；按重量份数计，依次取50份聚醚多元醇，30份异氰酸酯，20份氯化石蜡，8份正硅酸乙酯，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h，接着降温至60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合30min后，升温至85℃，于转速为1200r/min条件下，反应5h，随后降温至60℃，接着向三口烧瓶中加入正硅酸乙酯，于压力为-0.12MPa条件下，真空脱泡50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将20份增塑剂，10份二丁酯，10份固化剂，5份催化剂，5份细菌纤维素，20份改性填料，20份，5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为100℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，细菌纤维素，改性填料和水，于温度为60℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合60min后，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述固化剂为二乙烯三胺。所述催化剂为辛酸亚锡。所述为分散剂5040。
实例4
按重量份数计，将30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，20份聚乙二醇水杨酸酯，80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.18倍的二茂铁，于温度为38℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，将30份氧化石墨烯，10份卡波姆，30份去离子水置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，混合超声60min，随后向2号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至中性，得混合液，接着将混合液过滤，得改性填料；按重量份数计，依次取50份聚醚多元醇，30份异氰酸酯，20份氯化石蜡，8份正硅酸乙酯，8份改性添加剂，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h，接着降温至60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合30min后，升温至85℃，于转速为1200r/min条件下，反应5h，随后降温至60℃，接着向三口烧瓶中加入正硅酸乙酯和改性添加剂，于压力为-0.12MPa条件下，真空脱泡50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将20份增塑剂，10份二丁酯，10份固化剂，5份催化剂，20份改性填料，20份，5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为100℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，改性填料和水，于温度为60℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合60min后，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述固化剂为二乙烯三胺。所述催化剂为辛酸亚锡。所述为分散剂5040。
实例5
按重量份数计，将30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，20份聚乙二醇水杨酸酯，80份四氢呋喃混合于1号烧杯中，并向1号烧杯中加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.18倍的二茂铁，于温度为38℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合80min后，得改姓添加剂；按重量份数计，依次取50份聚醚多元醇，30份异氰酸酯，20份氯化石蜡，8份正硅酸乙酯，8份改性添加剂，将聚醚多元醇置于三口烧瓶中，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h，接着降温至60℃，随后加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合30min后，升温至85℃，于转速为1200r/min条件下，反应5h，随后降温至60℃，接着向三口烧瓶中加入正硅酸乙酯和改性添加剂，于压力为-0.12MPa条件下，真空脱泡50min后，出料，得A组分；按重量份数计，将20份增塑剂，10份二丁酯，10份固化剂，5份催化剂，5份细菌纤维素，20份，5份分散剂，将增塑剂，二丁酯和分散剂置于四口烧瓶中，于温度为100℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向四口烧瓶中加入固化剂，催化剂，细菌纤维素和水，于温度为60℃，转速为1000r/min条件下，恒温搅拌混合60min后，于温度为115℃，转速为1200r/min，压力为-0.12MPa条件下，真空脱水5h后，出料，得B组分；将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯。所述固化剂为二乙烯三胺。所述催化剂为辛酸亚锡。所述为分散剂5040。
对比例：山东某防水材料有限公司生产的防水涂料。
将实例1至5所得防水涂料和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
将上述防水涂料，取出一部分进行性能测试，包括表干时间、实干时间、拉伸强度，将剩余部分在常温下存放6个月后，再次检测其性能。涂料的表干时间、实干时间、拉伸强度按GB/T16777进行测试。
由表1检测结果可知，本发明所得双组分防沉型聚氨酯防水涂料具有优异的储存性能和体系力学性能。

Claims (9)

1.一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，是由A组分和B组分组成，其特征在于：所述A组分是由以下重量份数的原料组成：40～50份聚醚多元醇，20～30份异氰酸酯，10～20份氯化石蜡，5～8份正硅酸乙酯，5～8份改性添加剂；
所述B组分是由以下重量份数的原料组成：10～20份增塑剂，8～10份二丁酯，8～10份固化剂，3～5份催化剂，3～5份细菌纤维素，10～20份改性填料，10～20份水，3～5份分散剂；
将A组分和B组分分开封装，即构成双组分防沉型聚氨酯防水涂料。
2.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇，聚氧四亚甲基二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中任意一种。
4.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述改性添加剂的制备过程为：按重量份数计，将20～30份（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺，10～20份聚乙二醇水杨酸酯，60～80份四氢呋喃混合，并加入聚乙二醇水杨酸酯质量0.2～0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇水杨酸酯质量0.12～0.18倍的二茂铁，搅拌混合，得改姓添加剂。
5.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，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。
6.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，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所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述改性填料的制备过程为：按重量份数计，将20～30份氧化石墨烯，8～10份卡波姆，20～30份去离子水混合超声，随后调节pH至中性，过滤，得改性填料。
9.根据权利要求1所述一种双组分防沉型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述为分散剂5040，分散剂NNO或分散剂MF中任意一种。
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