CN109355000A - 一种聚氨酯防水涂料生产工艺 - Google Patents

一种聚氨酯防水涂料生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯防水涂料生产工艺，采用分步法生产抗流挂聚氨酯防水涂料，先将聚醚、增塑剂脱完水后加入MDI‑50合成预聚体，然后将干燥后的粉料和预聚体在一阶双螺杆中进行分散混合，在二阶双螺杆中加入溶剂、助剂。其本发明能生产出抗流挂性能好的单组份触变性聚氨酯防水涂料。

Description

一种聚氨酯防水涂料生产工艺
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯防水涂料生产工艺。
背景技术
一些大型工程，如地下管廊、大型体育场馆地下室墙面、地铁、隧道、人防等，需要在立面或斜坡面进行防水施工。普通聚氨酯防水涂料没有触变性，涂料在立面施工容易流淌，厚薄不均，且人工刮涂不方便，若要涂刷1.5mm厚的涂膜，可能需要多遍涂刷，极大浪费人工及施工时间。
另外，传统的聚氨酯防水涂料都是用浆式、框式或浆式和框式组合搅拌反应釜生产，所有的原材料如聚醚、增塑剂、粉料等都加在反应釜中，进行搅拌分散混合，但是若要生产高触变性、具有抗流挂性能的聚氨酯防水涂料，需加纳米级的粉料，普通的搅拌方式很难将这些粉料分散均匀，且涂料的触变性越好，在聚合反应过程中，物料的流动性越差，合成的预聚体质量稳定性越差，且后期粘稠度大，成品物料从反应釜中放料困难。因此，用传统方式生产触变性好的聚氨酯防水涂料，就会产生以下问题：第一，纳米级粉填料很难用传统的搅拌釜分散好；第二，用传统的搅拌方式，物料混合效果不好，反应热在局部聚积，容易产生爆聚，产品质量稳定性变差；第三，物料在釜壁位置容易结皮，需要经常清釜，费时费工；第四，成品物料很难从釜内放出来，导致包装困难，包装过程中釜内物料结皮。因此，传统反应釜式生产方式不能生产出触变性好、抗流挂性能优异的聚氨酯防水涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚氨酯防水涂料生产工艺，其能生产出抗流挂性能好的单组份触变性聚氨酯防水涂料。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种聚氨酯防水涂料生产工艺，包括如下步骤：
1）将25质量份分子量为2000的聚醚多元醇和15质量份增塑剂加入脱水釜中，边搅拌边升温，升温至80℃时开始抽真空，并继续升温至110℃，再恒温110±5℃抽真空并搅拌脱水，当水份含量≤0.3‰时，停止抽真空；再将脱水釜中物料转移至聚合釜中，聚合釜中物料降温至85℃时，加入6质量份MDI-50，在85±3℃恒温搅拌反应3小时，得到聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体冷却至40℃以下再转移至预聚体储罐中备用；
2）将10质量份粒径为80～100nm的纳米碳酸钙烘干至含水率≤0.8‰，将20质量份1250目的重质碳酸钙烘干至含水率≤0.5‰；
3）将步骤1）所得聚氨酯预聚体，步骤2）所得烘干后的纳米碳酸钙、重质碳酸钙，以及3质量份石墨烯预混后送入一阶双螺杆挤出机进行有效分散，物料在一阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
4）物料在一阶双螺杆挤出机内分散完成后，送入二阶双螺杆挤出机，再加入10质量份200号溶剂油、5质量份N330碳黑、0.02质量份消泡剂、0.1质量份有机锡催化剂以及3质量份亚胺类潜固化剂进行有效分散，物料在二阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
5）物料在二阶双螺杆挤出机内分散完后，送入成品料储罐中暂存，最后包装出料。
优选的，步骤1）中，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或两种。
优选的，步骤1）中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二异壬酯、植物油增塑剂中的一种或两种。
优选的，步骤1）中，脱水釜抽真空的真空度控制在≤-0.09MPa。
优选的，步骤1）中，聚合釜的搅拌浆转速控制在30～60rpm。
优选的，步骤3）中，一阶双螺杆挤出机的转速控制在30～250rpm；一阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.085MPa。
优选的，步骤4）中，二阶双螺杆挤出机的转速控制在50～250rpm；二阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.05MPa。
优选的，步骤5）中，成品料储罐的真空度控制在-0.08MPa～-0.06MPa。
优选的，步骤5）中，用压料缸进行加压包装。
优选的，所述聚氨酯防水涂料生产工艺，整个生产过程采用氮气保护。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种聚氨酯防水涂料生产工艺，其能生产出抗流挂性能好的单组份触变性聚氨酯防水涂料。
本发明针对普通聚氨酯涂料没有触变性，立面抗流挂性能不好的问题，通过在配方体系中加入复合触变剂纳米碳酸钙和石墨烯,提高产品的抗流挂性能。
然而用传统方式生产抗流挂的聚氨酯防水的涂料，涂料的抗流挂性能越好，其流动性就越差。因此，传统生产方式很难将纳米级的碳酸钙及石墨烯分散开。为了解决传统方法生产抗流挂聚氨酯涂料时纳米涂料分散不开、体系加入触变剂后流动性差容易发生局部爆聚、抗流挂性好流动性差导致出料困难等问题，本发明采用分步法生产抗流挂聚氨酯防水涂料，先将聚醚、增塑剂脱完水后加入MDI-50合成预聚体，然后将干燥后的粉料和预聚体在一阶双螺杆中进行分散混合，在二阶双螺杆中加入溶剂、助剂。
本发明的生产方式有以下优势：
1、本发明用分步法可以生产高抗流挂聚氨酯涂料，而传统反应釜不能生产。
2、由于本发明预聚体合成体系中未加粉料、助剂及溶剂，预聚体性能质量更稳定。
3、本发明的粉料（特别是纳米碳酸钙、石墨烯等超细粉料）在双螺杆的剪切、分散作用下，在预聚体中分散的更均匀，涂料成品外观更细腻（传统生产方式制备的聚氨酯涂料成品有颗粒），本发明所制备涂料成品的拉伸断裂强度比传统生产方式提高20%以上。
4、本发明用双螺杆生产的聚氨酯涂料质量稳定，损耗少。传统方式生产时聚氨酯涂料釜壁就会结皮严重，影响热导，产品性能稳定性差。本发明由于前期未加粉料，物料粘稠度不大，加上氮气保护，釜内几乎不会结皮。
5、传统生产方式中催化剂在生产后期加入反应釜中，容易导致反应釜结皮。本发明生产方式中催化剂等助剂在二阶双螺杆挤出机中添加，因此在前几个阶段，物料的稳定性好，不会发生爆聚等生产事故。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
一种聚氨酯防水涂料生产工艺，包括如下步骤：
1）将25质量份分子量为2000的聚醚多元醇和15质量份增塑剂加入脱水釜中，边搅拌边升温，升温至80℃时开始抽真空，并继续升温至110℃，再恒温110±5℃抽真空并搅拌脱水，当水份含量≤0.3‰时，停止抽真空；再将脱水釜中物料转移至聚合釜中，聚合釜中物料降温至85℃时，加入6质量份MDI-50，在85±3℃恒温搅拌反应3小时，得到聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体冷却至40℃以下再转移至预聚体储罐中备用；
所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或两种；
所述增塑剂选自邻苯二甲酸二异壬酯、植物油增塑剂中的一种或两种。
脱水釜抽真空的真空度控制在≤-0.09MPa；
聚合釜的搅拌浆转速控制在30～60rpm；
2）将10质量份粒径为80～100nm的纳米碳酸钙烘干至含水率≤0.8‰，将20质量份1250目的重质碳酸钙烘干至含水率≤0.5‰；
3）将步骤1）所得聚氨酯预聚体，步骤2）所得烘干后的纳米碳酸钙、重质碳酸钙，以及3质量份石墨烯预混后送入一阶双螺杆挤出机进行有效分散，物料在一阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
一阶双螺杆挤出机的转速控制在30～250rpm；
一阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.085MPa；
4）物料在一阶双螺杆挤出机内分散完成后，送入二阶双螺杆挤出机，再加入10质量份200号溶剂油、5质量份N330碳黑、0.02质量份消泡剂、0.1质量份有机锡催化剂以及3质量份亚胺类潜固化剂进行有效分散，物料在二阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
二阶双螺杆挤出机的转速控制在50～250rpm；
二阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.05MPa；
5）物料在二阶双螺杆挤出机内分散完后，送入成品料储罐中暂存，最后包装出料；
整个生产过程采用氮气保护。
优选的，步骤5）中，成品料储罐的真空度控制在-0.08MPa～-0.06MPa。
优选的，步骤5）中，用压料缸进行加压包装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）将25质量份分子量为2000的聚醚多元醇和15质量份增塑剂加入脱水釜中，边搅拌边升温，升温至80℃时开始抽真空，并继续升温至110℃，再恒温110±5℃抽真空并搅拌脱水，当水份含量≤0.3‰时，停止抽真空；再将脱水釜中物料转移至聚合釜中，聚合釜中物料降温至85℃时，加入6质量份MDI-50，在85±3℃恒温搅拌反应3小时，得到聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体冷却至40℃以下再转移至预聚体储罐中备用；
2）将10质量份粒径为80～100nm的纳米碳酸钙烘干至含水率≤0.8‰，将20质量份1250目的重质碳酸钙烘干至含水率≤0.5‰；
3）将步骤1）所得聚氨酯预聚体，步骤2）所得烘干后的纳米碳酸钙、重质碳酸钙，以及3质量份石墨烯预混后送入一阶双螺杆挤出机进行有效分散，物料在一阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
4）物料在一阶双螺杆挤出机内分散完成后，送入二阶双螺杆挤出机，再加入10质量份200号溶剂油、5质量份N330碳黑、0.02质量份消泡剂、0.1质量份有机锡催化剂以及3质量份亚胺类潜固化剂进行有效分散，物料在二阶双螺杆挤出机内混合过程中进行抽真空；
5）物料在二阶双螺杆挤出机内分散完后，送入成品料储罐中暂存，最后包装出料。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤1）中，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤1）中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二异壬酯、植物油增塑剂中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤1）中，脱水釜抽真空的真空度控制在≤-0.09MPa。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤1）中，聚合釜的搅拌浆转速控制在30～60rpm。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤3）中，一阶双螺杆挤出机的转速控制在30～250rpm；一阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.085MPa。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤4）中，二阶双螺杆挤出机的转速控制在50～250rpm；二阶双螺杆挤出机抽真空的真空度控制在≤-0.05MPa。
8.根据权利要求7所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤5）中，成品料储罐的真空度控制在-0.08MPa～-0.06MPa。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，步骤5）中，用压料缸进行加压包装。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯防水涂料生产工艺，其特征在于，整个生产过程采用氮气保护。
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