CN109401594B - 一种聚氨酯底漆及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯底漆及其应用，底漆包括组分A、组分B和组分C；其中，组分A包括氰凝、乳化剂、催化剂和第一稀释剂，氰凝由聚合指数为X(X＝1.5～2.5)的聚合原料聚合而成，聚合原料包括异氰酸酯类化合物、羟基化合物和氨基化合物；组分B包括多胺、十二碳醇酯和第二稀释剂；组分C包括助剂和填料；使用时，将组分A、组分B和组分C按10～15:3～4:1～2的质量比均匀混合，再以0.2～0.5mm的厚度涂覆到底材上即可。采用本发明中底漆，可有效解决涂膜易破裂、涂料固化慢以及底漆与底材粘接力不高的问题。

Description

一种聚氨酯底漆及其应用
技术领域
本发明涉及一种底漆，具体涉及一种聚氨酯底漆及其应用。
背景技术
混凝土建筑表面的防水、防腐和保温施工已经成为越来越重要的建筑防护和节能手段，而双组分(或单组分)聚氨酯弹性体以及喷涂聚脲弹性体已经成为建筑混凝土表面重要的防水、防腐材料之一。通常，混凝土建筑表面含有大量的缺陷，如气孔、针眼、凹坑等，除此之外，对于新建混凝土建筑，还会因为混凝土浆液液面固化而产生的酥松的砂浆浮层。
大型冷库的墙体多为混凝土，而冷库又特别需要对墙体进行保温、防水和防腐处理，但是由于混凝土表面存在大量缺陷，聚氨酯或者聚脲防水防腐材料就不能直接施工于混凝土表面，否则气孔、针眼和凹坑会致使聚氨酯或聚脲的表面产生气孔、针眼和气泡，而混凝土表面的砂浆浮层会导致防水防腐层或保温层与混凝土粘结薄弱，极易产生脱落，严重影响冷库的冷藏能力。因此，在冷库墙面进行防水防腐施工和保温施工之前，必须进行混凝土基层表面处理，这已经成为必不可少施工程序之一。
目前，很少见有专门用于混凝土基面处理的腻子。通常是采用市售的双组分环氧腻子或者是不饱和树脂腻子(即原子灰)。施工时，环氧腻子或原子灰被涂刮在混凝土表面，以修补混凝土表面的气孔、针眼以及凹坑等其它缺陷，从而达到混凝土基层处理的目的。但是环氧腻子表面张力小，腻子被涂覆到混凝土表面后，形成的胶膜极易破裂，造成表面缺陷重新暴露，因此环氧腻子对混凝土表面缺陷的封堵修补效果不好；而且环氧腻子粘度大，手工涂刮困难，施工效率低；另外，环氧树脂的固化速度受环境温度影响较大，冬季施工时，气温低于10℃时，环氧树脂涂层的固化时间将达到48小时甚至更长，严重影响施工进度。大量工程实践证明，以环氧树脂腻子作为混凝土表面的修补腻子后，后续施工的聚脲或聚氨酯涂层即使与混凝土有较好的粘结拉拔强度，但其与混凝土的粘结剥离强度却十分底下，极易在剪切力的作用下发生大面积的剥落。这是由于因环氧腻子遇冷后的收缩应力较大，从而破坏了腻子与防水防腐涂层之间的粘结结构。原子灰是一类以不饱和树脂为基料的嵌缝材料，固化后本身的强度很高，但它们与混凝土的粘结力以及与后续施工的聚氨酯(或聚脲)防水防腐涂层的粘结力都低，不能满足工程设计要求；原子灰是通过引发剂产生自由聚合而交联固化的，其固化时间很快。实际使用时，每次只能少剂量地取料，然后快速使用完毕，不适合于混凝土表面大面积的使用，施工效率大受限制。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种聚氨酯底漆以及该底漆的应用方法，以解决涂膜易破裂、涂料固化慢以及底漆与底材粘接力不高的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种聚氨酯底漆，包括组分A、组分B和组分C，使用时组分A、组分B和组分C按10～15:3～4:1～2的质量比均匀混合；其中：
组分A按重量份数计包括：氰凝40～50份，乳化剂1～5份，催化剂0～5份，第一稀释剂40～50份；
组分B按重量份数计包括：多胺20～30份，十二碳醇酯1～5份，第二稀释剂30～40份；
组分C按重量份数计包括：助剂10～20份，填料5～10份。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，底漆使用时，组分A、组分B和组分C按12:3:1的质量比混合，且：
组分A按重量份数计包括：氰凝50份，乳化剂5份，催化剂5份，第一稀释剂50份；
组分B按重量份数计包括：多胺30份，十二碳醇酯5份，第二稀释剂40份；
组分C按重量份数计包括：助剂20份，填料5份。
本发明的组分A中包括乳化剂，乳化剂可采用吐温-20等，其使氰凝能够均匀分散在第一稀释剂中。根据施工现场的天气、温度等因素确定是否在组分A中加入催化剂以及加入多少量的催化剂，本发明中的催化剂为多元胺，其能够与氰凝中的异氰酸酯基团发生反应，以对氰凝进行封端，实现调节异氰酸酯基团数量的目的，进而调节聚氨酯底漆的凝胶速度。
本发明的组分B中包括十二碳醇酯，十二碳醇酯作为底漆成膜助剂，能够有效降低最低成膜温度，即使在较低的温度条件下，也能保证本发明中的聚氨酯底漆快速成膜。
本发明的组分C中包括助剂，助剂包括防结皮剂和硅油，其中，防结皮剂可以捕获底漆成膜过程所产生的自由基，中断漆膜氧化聚合作用的进行，可有效防止底漆结皮；硅油具有消泡作用，可以消除三种组分混合后混合物中的气泡，混合更加均匀，涂覆效果更好。组分C中还包括填料，填料能提高产品的表面光滑性和耐磨耐刮性，提高底漆的硬度和下限能力，对混凝土表面的缺陷具有良好的修复能力。
进一步，氰凝由聚合指数为X的聚合原料聚合而成，其数均分子量为3000～5000；所述聚合原料包括异氰酸酯类化合物、羟基化合物和氨基化合物，聚合指数X的值为1.5～2.5，其由(1)式定义：
Figure BDA0001899142120000041
(1)式中a表示异氰酸酯类化合物中异氰酸酯基团的摩尔数，b表示羟基化合物中羟基的摩尔数，c表示氨基化合物中氨基的摩尔数。
本发明中氰凝由聚合指数X＝1.5～2.5的聚合原料聚合而成，而聚合指数表示异氰酸酯类化合物中异氰酸酯基团的摩尔数(a)与羟基化合物中羟基的摩尔数(b)和氨基化合物中氨基的摩尔数(c)之和的比值，则这三种化合物聚合后，聚合物中还具有一定数量的异氰酸酯基团-NCO，该基团可以与组分B中多胺上的氨基-NH2继续反应，如(2)式所示：
R-NCO+R'-NH2→RNHCONHR' (2)
则聚氨酯底漆涂覆到底材上后，多胺与氰凝继续反应，可加快底漆的固化，缩短固化时间。
进一步，氰凝由聚合指数为X＝2.0的聚合原料聚合而成。
本发明中氰凝由聚合指数为X＝2.0的聚合原料聚合而成，可保证氰凝中剩余一定数量的异氰酸酯基团，便于后续调节底漆的凝胶时间。
进一步，异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述羟基化合物为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、木糖醇和山梨醇中的至少一种；所述氨基化合物为羟乙基乙二胺。
进一步，催化剂为二乙胺、二甲胺或二甲基环已胺；多胺为乙二胺、甲苯二胺和羟乙基乙二胺中的至少一种；助剂包括质量比为4～6:1的甲乙酮肟和硅油。
进一步，助剂中甲乙酮肟与硅油的质量比为5:1。
进一步，第一稀释剂为乙酸乙酯和丙酮的混合物，混合物中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；所述第二稀释剂为乙酸乙酯。
进一步，填料为碳酸钙、滑石粉、硅酸铝、硅酸钙和硫酸钡中的至少一种，其粒度为2000～2500目。
本发明的有益效果是：
1.本发明中的底漆涂覆到混凝土等底材上后，由于其具有较高的表面张力，因而可以对底材上的针眼、气孔、空洞等缺陷进行封闭，而且形成的涂膜不会破裂，也不会流挂，可对底材表面的缺陷进行修补和封闭。
2.本发明中的底漆在混凝土等底材上的粘结力具有很高的拉拔强度，同时还具有足够高的剥离强度，能够满足施工设计的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
一种聚氨酯底漆，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C；其中：
组分A包括：氰凝5Kg，吐温-20 0.5Kg，二乙胺0.5Kg，乙酸乙酯和丙酮的混合溶液5Kg，混合溶液中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；
氰凝由2mol甲苯二异氰酸酯、0.5mol乙二醇和0.5mol羟乙基乙二胺聚合而成。
组分B包括：乙二胺3Kg，十二碳醇酯0.5Kg，乙酸乙酯4Kg；
组分C包括：甲乙酮肟1.6Kg，硅油0.4Kg，粒度为2500目的滑石粉0.5Kg。
在25～30℃条件下，将组分A、组分B和组分C按12:3:1的质量比均匀混合，再向混合物中加水至混合物刚好滴落成线，得到底漆乳液；采用喷涂的方式将底漆乳液涂覆于底材即可，涂覆厚度为0.2mm。
实施例二
一种聚氨酯底漆，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C；其中：
组分A包括：氰凝4Kg，十二烷基磺酸钠0.2Kg，二甲基环已胺0.3Kg，乙酸乙酯和丙酮的混合溶液4Kg，混合溶液中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；
氰凝由2mol二环己基甲烷二异氰酸酯、0.5mol甘油和1mol羟乙基乙二胺聚合而成。
组分B包括：羟乙基乙二胺2Kg，十二碳醇酯0.2Kg，乙酸乙酯3Kg；
组分C包括：甲乙酮肟2Kg，硅油0.5Kg，粒度为2000目的碳酸钙0.5Kg。
在20～25℃条件下，将组分A、组分B和组分C按15:3:2的质量比均匀混合，再向混合物中加水至混合物刚好滴落成线，得到底漆乳液；采用刷涂的方式将底漆乳液涂覆于底材即可，涂覆厚度为0.5mm。
实施例三
一种聚氨酯底漆，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C；其中：
组分A包括：氰凝5Kg，聚氧乙烯醚0.2Kg，乙酸乙酯和丙酮的混合溶液5Kg，混合溶液中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；
氰凝由2mol甲苯二异氰酸酯、1mol六亚甲基二异氰酸酯、0.5mol山梨醇和0.5mol羟乙基乙二胺聚合而成。
组分B包括：羟乙基乙二胺3Kg，十二碳醇酯0.2Kg，乙酸乙酯3Kg；
组分C包括：甲乙酮肟1.8Kg，硅油0.3Kg，粒度为2000目的硅酸钙1Kg。
在10～15℃条件下，将组分A、组分B和组分C按15:3:2的质量比均匀混合，再向混合物中加水至混合物刚好滴落成线，得到底漆乳液；采用喷涂的方式将底漆乳液涂覆于底材即可，涂覆厚度为0.3mm。
实施例四
一种聚氨酯底漆，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C；其中：
组分A包括：氰凝4Kg，吐温-60 0.3Kg，乙酸乙酯和丙酮的混合溶液5Kg，混合溶液中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；
氰凝由2mol二苯基甲烷二异氰酸酯、2mol二环己基甲烷二异氰酸酯、0.5木糖醇和1mol羟乙基乙二胺聚合而成。
组分B包括：甲苯二胺2.5Kg，十二碳醇酯0.4Kg，乙酸乙酯4Kg；
组分C包括：甲乙酮肟1.8Kg，硅油0.3Kg，粒度为2000目的硅酸钙1Kg。
在10～15℃条件下，将组分A、组分B和组分C按15:3:2的质量比均匀混合，再向混合物中加水至混合物刚好滴落成线，得到底漆乳液；采用辊涂的方式将底漆乳液涂覆于底材即可，涂覆厚度为0.4mm。
结果分析
按实施例中的方法将聚氨酯底漆涂覆到底材上，统计底漆的固化时间；底漆固化后观察涂膜的外观质量，并在7天后用拉开法测定底漆与与混凝土拉拔强度和剥离强度，结果列于表1。
表1涂膜外观及粘结强度
Figure BDA0001899142120000071
从表中可以看出，底材涂覆本发明中的聚氨酯底漆后，表面均密实光洁，表明本发明中的底漆可有效修复混凝土表面的缺陷，而且在修复过程中不会出现涂膜破裂的情况。而且在不同温度条件下，通过调节配方比例，可将固化时间稳定在5h左右，与现有的防腐涂料相比，固化时间大大缩短，提升施工效率。而且本发明中底漆与混凝土之间的拉拔强度和剥离强度均明显大于现有防腐涂料，有效解决了底漆与底材粘接力不高的问题。
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种聚氨酯底漆，其特征在于，包括组分A、组分B和组分C，使用时组分A、组分B和组分C按10～15:3～4:1～2的质量比均匀混合；其中：
组分A按重量份数计包括：氰凝40～50份，乳化剂1～5份，催化剂0～5份，第一稀释剂40～50份；所述氰凝由聚合指数为X的聚合原料聚合而成，其数均分子量为3000～5000；所述聚合原料包括异氰酸酯类化合物、羟基化合物和氨基化合物，聚合指数X的值为1.5～2.5，其由(1)式定义：
Figure FDA0002731224640000011
(1)式中a表示异氰酸酯类化合物中异氰酸酯基团的摩尔数，b表示羟基化合物中羟基的摩尔数，c表示氨基化合物中氨基的摩尔数；
组分B按重量份数计包括：多胺20～30份，十二碳醇酯1～5份，第二稀释剂30～40份；
组分C按重量份数计包括：助剂10～20份，填料5～10份；
所述催化剂为二乙胺、二甲胺或二甲基环已胺；所述多胺为乙二胺、甲苯二胺和羟乙基乙二胺中的至少一种；所述助剂包括质量比为4～6:1的甲乙酮肟和硅油。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于，底漆使用时，组分A、组分B和组分C按12:3:1的质量比混合，且：
组分A按重量份数计包括：氰凝50份，乳化剂5份，催化剂5份，第一稀释剂50份；
组分B按重量份数计包括：多胺30份，十二碳醇酯5份，第二稀释剂40份；
组分C按重量份数计包括：助剂20份，填料5份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于：所述氰凝由聚合指数为X＝2.0的聚合原料聚合而成。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于：所述异氰酸酯类化合物为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；所述羟基化合物为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、木糖醇和山梨醇中的至少一种；所述氨基化合物为羟乙基乙二胺。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯底漆，其特征在于：所述助剂中甲乙酮肟与硅油的质量比为5:1。
6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯底漆，其特征在于：所述第一稀释剂为乙酸乙酯和丙酮的混合物，混合物中乙酸乙酯与丙酮的体积比为10:1；所述第二稀释剂为乙酸乙酯。
7.根据权利要求1或2所述的聚氨酯底漆，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅酸铝、硅酸钙和硫酸钡中的至少一种，其粒度为2000～2500目。
8.如权利要求1～7任一项所述的聚氨酯底漆在混凝土表面缺陷修复中的应用。
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