CN109705715A - 丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用和单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防水材料领域，涉及丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用和单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。该丙烯酸吸水树脂为部分交联的以下聚合物中的至少一种：聚丙烯酸钠、丙烯酸‑丙烯酰胺共聚物和丙烯酸‑马来酸酐共聚物，其中，交联的聚合物占丙烯酸吸水树脂总量的1％‑10％。本发明可有效解决聚氨酯防水材料残留水分的问题，有效解决储存过程中防水材料粘度增加过多、延伸降低过多的现象，形成可在较长时间内储存稳定的单组分聚氨酯防水涂料，适用于厨房、卫生间、地铁、城市地下综合管廊、隧道及地下工程等防水工程。

Description

丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用和单组分 聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防水材料领域，更具体地，涉及丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用，以及一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯防水涂料包括单组份防水涂料和双组份防水涂料。双组份防水涂料需要现场配置，容易造成比例失调，从而影响防水性能。单组分防水涂料即开即用，便于施工，因此得到了更广泛的应用。

但是在制备单组分防水涂料过程中，微量存在的水分将极大的影响储存稳定性，因此控制体系中的水分至关重要。

目前主要有两种方法控制水分：化学方法和物理方法。化学方法是采用化学吸收剂和水分的反应，来控制体系中的微量水分。主要采用的化学吸收剂有单官能度的异氰酸酯、原甲酸三乙酯等。但是化学吸收的方法不可避免的产生副产物，影响到成膜后的性能，如撕裂强度等。物理方法主要采用的方法有分子筛的方法。但是分子筛处理麻烦，生产上使用较麻烦。

CN102702978A涉及一种吸水性涂料、制备方法及涂布方法。所述涂料包括以下组分：聚丙烯酸吸水树脂和/或聚酰胺树脂；金属烤漆黏附剂；氯化钠和/或氯化钾晶体颗粒；工业大麻秆芯粉。所述涂料制备方法首先按配比称取各种原料，制备吸水性树脂，然后将其他原料搅拌均匀，过滤，包装。使用时将吸水性涂料涂布于制品即可。CN100491482C涉及一种强吸水性抑霜涂料，属于制冷节能的技术领域。利用目前存在的亲水性抑霜涂料制成的涂层在厚度、表面硬度、高湿度条件下的抑霜效果等方面还有待改善。该发明的强吸水性抑霜涂料包含20～40质量份的聚丙烯酸系列的吸水树脂，40～60质量份的以丙烯酸树脂、氨基醇酸树脂或聚氨酯三者中的任一种为主配的金属烤漆，20～40质量份的氯化钠或氯化钾晶体颗粒以及20～40质量份的溶剂，溶剂可以是环己酮、汽油、丙二醇丁醚、乙酸丁酯、丁酮中的任一种。上述方案中的吸水树脂并不适用于控制单组分聚氨酯防水涂料中的水分。

因此，需要开发一种新的控制单组分聚氨酯防水涂料痕量水分的方法，从而提高涂膜的储存稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用，以及一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。利用本发明所述丙烯酸吸水树脂强大的吸水功能，去除聚氨酯防水涂料中的痕量水分，从而极大的提高涂膜的储存稳定性。

本发明的第一方面提供丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用，该丙烯酸吸水树脂为部分交联的以下聚合物中的至少一种：聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸-马来酸酐共聚物，其中，交联的聚合物占丙烯酸吸水树脂总量的1％-10％。优选地，该丙烯酸吸水树脂为部分交联的以下聚合物中的至少一种：聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。本发明对共聚物中两种单体的比例没有特别限定。

进一步地，所述丙烯酸吸水树脂由包括以下步骤的方法制得：在交联剂存在下，将丙烯酸钠单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和丙烯酰胺单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和马来酸酐单体进行聚合反应，所述交联剂的加入量为单体总重量的0.01％-2％。

本发明中，加入所述交联剂的目的是为了实现上述聚合物的适度交联，因此，可用于交联上述聚合物的交联剂即可用于本发明。根据本发明一种优选的实施方式，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

本发明对制备上述聚合物的聚合反应条件也没有特别的限定，可以采用本领域常规的各种适用条件。

本发明中，具有吸收剂作用的丙烯酸吸水树脂为含有亲水基团和部分交联结构的高分子电解质。吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。与水接触时，水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。

本发明的第二方面提供一种单组分聚氨酯防水涂料，该单组分聚氨酯防水涂料包括以下重量份的组分：

其中，所述丙烯酸吸水树脂为上述丙烯酸吸水树脂。

优选地，该单组分聚氨酯防水涂料包括以下重量份的组分：以丙烯酸吸水树脂为1重量份，所述聚氨酯预聚体为30-40重量份，所述粉料为40-60重量份，所述溶剂为5-10重量份，所述助剂为1-5重量份。

本发明的所述丙烯酸吸水树脂可用于各种单组分聚氨酯防水涂料，因此，聚氨酯防水涂料中的其他组分均可以为本领域的常规选择。

进一步地，所述粉料可选自高岭土、重钙、滑石粉和氢质碳酸钙中一种或多种。根据本发明一种优选实施方式，所述粉料为滑石粉和重钙。

进一步地，所述溶剂可选自甲苯、二甲苯、环己烷、120#溶剂油、150#溶剂油、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。

进一步地，所述助剂选自消泡剂、分散剂、流平剂、防沉剂、偶联剂、抗氧剂和缓凝剂中的至少一种。

本发明的第三方面提供上述单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，将丙烯酸吸水树脂、聚氨酯预聚体、粉料、溶剂和助剂混合，得到所述聚氨酯防水涂料。

本发明的有益效果在于：

本发明可有效解决聚氨酯防水材料残留水分的问题，有效解决储存过程中防水材料粘度增加过多、延伸降低过多的现象，形成可在较长时间内储存稳定的单组分聚氨酯防水涂料，适用于厨房、卫生间、地铁、城市地下综合管廊、隧道及地下工程等防水工程。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例中未注明具体条件者，皆按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体，采用N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)作为聚合交联剂，所述丙烯酸浓度为20％、丙烯酰胺浓度为5％，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺浓度为0.5％，通过反相悬浮法制得聚丙烯酸吸水树脂1，其中交联的聚合物占聚丙烯酸吸水树脂总量的8％。

进一步制得单组分聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的组分：

实施例2

以丙烯酸钠为单体，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，所述丙烯酸钠浓度为25％、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺浓度为0.3％，利用反相悬浮法制备得到聚丙烯酸钠吸水树脂2，其中交联的聚合物占聚丙烯酸钠吸水树脂2总量的5％。

进一步制得单组分聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的组分：

实施例3

以丙烯酸和马来酸酐为单体，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，所述丙烯酸浓度为20％、马来酸酐浓度为5％，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺浓度为0.5％，制得聚丙烯酸-马来酸酐吸水树脂3，其中交联的聚合物占聚丙烯酸-马来酸酐吸水树脂3总量的6％。

进一步制得单组分聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的组分：

对比例

制备对比单组分聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的组分：

测试例

将实施例1-3和对比例获得的单组分聚氨酯防水涂料在50℃烘箱中储存7天、14天、21天、28天后，根据GB/T19250-2003中关于涂膜的规范要求进行涂膜，在标准环境下养护7天，根据GB/T19250-2003中的规范要求测量性能，对比如下表1和表2所示。

表1涂料储存后膜的性能情况

由表1可以看出，随着储存时间增长，本发明的单组分聚氨酯防水涂料形成的涂膜的延伸性能下降更低，即稳定性更好。

表2 50℃烘箱下放置后涂料的粘度状况

由表2可以看出，随着储存时间增长，本发明的单组分聚氨酯防水涂料形成的涂膜的粘度增加更低，也说明其稳定性更好。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.丙烯酸吸水树脂在单组分聚氨酯防水涂料中的应用，其特征在于，该丙烯酸吸水树脂为部分交联的以下聚合物中的至少一种：聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸-马来酸酐共聚物，其中，交联的聚合物占丙烯酸吸水树脂总量的1％-10％。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述丙烯酸吸水树脂由包括以下步骤的方法制得：在交联剂存在下，将丙烯酸钠单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和丙烯酰胺单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和马来酸酐单体进行聚合反应，所述交联剂的加入量为单体总重量的0.01％-2％。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

4.一种单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，该单组分聚氨酯防水涂料包括以下重量份的组分：

其中，所述丙烯酸吸水树脂为部分交联的以下聚合物中的至少一种：聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸-马来酸酐共聚物，其中，交联的聚合物占丙烯酸吸水树脂总量的1％-10％。

5.根据权利要求4所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述丙烯酸吸水树脂由包括以下步骤的方法制得：在交联剂存在下，将丙烯酸钠单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和丙烯酰胺单体进行聚合反应，或者将丙烯酸单体和马来酸酐单体进行聚合反应，所述交联剂的加入量为单体总重量的0.01％-2％。

6.根据权利要求5所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述粉料选自高岭土、重钙、滑石粉和氢质碳酸钙中一种或多种。

8.根据权利要求4-6中任意一项所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、环己烷、120#溶剂油、150#溶剂油、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。

9.根据权利要求4-6中任意一项所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述助剂选自消泡剂、分散剂、流平剂、防沉剂、偶联剂、抗氧剂和缓凝剂中的至少一种。

10.权利要求4-9中任意一项所述的单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，将丙烯酸吸水树脂、聚氨酯预聚体、粉料、溶剂和助剂混合，得到所述聚氨酯防水涂料。