CN110016292A - 一种水性聚氨酯沥青涂料及其加工工艺 - Google Patents

一种水性聚氨酯沥青涂料及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性聚氨酯沥青涂料及其加工工艺，涉及防水涂料技术领域。其技术要点是：一种水性聚氨酯沥青涂料，包括如下重量份数的组分：水：1～3份；聚氨酯：3～5份；沥青：20～30份；相容剂：10～25份；增塑剂：5～15份；乳化剂：1～3份；所述相容剂加工工艺为：将重量比为1:(1～3)的聚醚多元醇和脂肪族羧酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2～3h，加热温度为118～122℃，反应完成后降温至50℃出料。其具有沥青分散均匀、沥青与聚氨酯相容性好、制得的产品粘结强度大及防水效果的优点。

Description

一种水性聚氨酯沥青涂料及其加工工艺
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种水性聚氨酯沥青涂料及其加工工艺。
背景技术
聚氨酯沥青涂料以其具有整体防水效果优异、力学性能优良、低温柔性好、耐化学腐蚀性、施工方便、易修补、使用寿命长等特点，在建筑防水领域作为一类新型的防水涂料得以广泛推广使用。
随着当今社会对环保及节能要求的提升，为顺应时代发展趋势，聚氨酯沥青涂料的研究也逐渐从溶剂型涂料向水性化方向发展。水性聚氨酯沥青涂料以水为主要溶剂，不含或含少量助溶剂，具有气味低、污染少、节约能源的优势，对沥青而言，因其水溶性较差，以及沥青与聚氨酯相容性较差，因而如何实现沥青水溶性并提高沥青与聚氨酯的相容性是制备水性聚氨酯沥青涂料的难点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种水性聚氨酯沥青涂料，其具有沥青分散均匀、沥青与聚氨酯相容性好、制得的产品粘结强度大及防水效果的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种水性聚氨酯沥青涂料，包括如下重量份数的组分：
水：1～3份；
聚氨酯：3～5份；
沥青：20～30份；
相容剂：10～25份；
增塑剂：5～15份；
乳化剂：1～3份；
所述相容剂加工工艺为：将重量比为1:(1～3)的聚醚多元醇和脂肪族羧酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2～3h，加热温度为118～122℃，反应完成后降温至50℃出料。
通过采用上述技术方案，相容剂的加入可使沥青和聚氨酯的结合得到改善，两者相容性提高，并且两相之间形成一定厚度的韧性层，相应的提高涂料的拉伸强度和断裂伸长率，加入适量的相容剂使得制成的涂料粘度强度大，防水效果更好；相容剂的加入量要适中，因为用量过低时，无法起到很好的相容作用，用量过高时，不仅使成本增高，多余的相容剂溢出导致涂膜表干和实干时间增加，不易干燥。
进一步优选为，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇一种或多种。
进一步优选为，所述脂肪族羧酸为乙酸、己酸、戊酸和己二酸中的一种。
进一步优选为，所述相容剂出料后还进行脱水处理。
通过采用上述技术方案，聚醚多元醇与脂肪族羧酸反应过程中会发生羟基与羧基结合脱水的情况，所以在相容剂出料后，将其进行脱水处理。
进一步优选为，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
通过采用上述技术方案，增塑剂对沥青混合料低温柔韧性改善效果显著，可以降低沥青的弹性模量和断裂拉伸强度，提高延伸性和断裂伸长率，此外对其水稳定性能也有效提高。
进一步优选为，所述乳化剂包括重量份数比为(4～5):1的牛脂烷基酰胺基多胺和月桂醇聚氧乙烯醚。
通过采用上述技术方案，乳化剂由亲水的极性基和亲油的非极性基所构成，当乳化剂水溶液与沥青混合后，乳化剂分子的亲油基迅速插入沥青微粒中，而亲水基则插入水中，即将呈半固态的沥青乳化成呈液态的沥青乳液，便于后续与聚氨酯之间的分散相容。
本发明的目的二在于提供一种水性聚氨酯沥青涂料的加工工艺，采用该方法制备的涂料具有沥青分散均匀、沥青与聚氨酯相容性好、制得的产品粘结强度大及防水效果的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种水性聚氨酯沥青涂料的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，将沥青加热至150～170℃，然后加入水和乳化剂，搅拌混合15～30min，使得沥青充分乳化，然后降温至50℃；
步骤二，往步骤二得到混合体系中依次加入相容剂和增塑剂，搅拌15～30min；
步骤三，待步骤二中搅拌混合完成之后，加入聚氨酯，继续搅拌混合1～2h，即得进一步优选为，所述相容剂采用若干次分步添加至沥青中。
通过采用上述技术方案，通过分布添加相容剂，使得相容剂能够与沥青充分混合，使得沥青能够充分分散。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过制备独特的相容剂，其加入到原料中，使得沥青和聚氨酯的结合得到改善，两者相容性提高，并且两相之间形成一定厚度的韧性层，相应的提高涂料的拉伸强度和断裂伸长率，加入适量的相容剂使得制成的涂料粘度强度大，防水效果更好；相容剂使得沥青和聚氨酯在混合初期能够形成均一的体系，在固化的过程中，聚氨酯经化学反应逐步交联成为相对分子质量较高的聚合物，这个过程中，在相容剂的作用下，沥青等组分能对聚氨酯起到有效的增塑和增韧作用；
(2)通过添加牛脂烷基酰胺基多胺和月桂醇聚氧乙烯醚，两者与沥青混合后，两者中的亲油基迅速插入沥青微粒中，而亲水基则插入水中，即将呈半固态的沥青乳化成呈液态的沥青乳液，便于后续与聚氨酯之间的分散相容。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，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1：一种水性聚氨酯沥青涂料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将聚氧化丙烯二醇和乙酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
步骤二，将沥青加热至150℃，然后加入水、牛脂烷基酰胺基多胺和月桂醇聚氧乙烯醚，搅拌混合30min，使得沥青充分乳化，然后降温至50℃；
步骤三，往步骤二得到混合体系中依次加入相容剂和邻苯二甲酸二丁酯，搅拌30min；
步骤四，待步骤三中搅拌混合完成之后，加入聚氨酯，继续搅拌混合2h，即得。
实施例2-6：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
实施例7：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤一，将重量份数分别为5份、5份的聚氧化丙烯三醇和己酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
其余均与实施例一相同。
实施例8：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤一，将重量份数分别为5份、5份的聚四氢呋喃二醇和戊酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
其余均与实施例一相同。
实施例9：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤一，将重量份数分别为5份、5份的聚氧化丙烯二醇和己二酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
其余均与实施例一相同。
实施例10：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤三，往步骤二得到混合体系中依次加入重量份数分别为：相容剂和邻苯二甲酸二辛酯，搅拌30min；
其余均与实施例一相同。
对比例1：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤一，将聚氧化丙烯二醇加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
其余与实施例一相同。
对比例2：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤一，将乙酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2h，加热温度为120℃，反应完成后降温至50℃出料；
其余与实施例一相同。
对比例3：一种水性聚氨酯沥青涂料，与实施例1的不同之处在于：
步骤二，将沥青加热至150℃，然后加入水、牛脂烷基酰胺基多胺和月桂醇聚氧乙烯醚，搅拌混合30min，使得沥青充分乳化，然后降温至50℃；
其余与实施例一相同。
性能测试将实施例1-10和对比例1-3制得的水性聚氨酯沥青涂料涂抹于待测试的玻璃板上，形成1.5±0.2mm的防水涂膜。固化完成后，按照GB/T19250-2013《聚氨酯防水涂料》标准进行拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等力学性能测试测试，将测试结果填入表2中。
由表2可知，实施例得到测试数据均较优于对比例测试数据，实施例中的涂料粘合性更好，说明沥青与聚氨酯之间的相容性更好。
表2性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水：1～3份；
聚氨酯：3～5份；
沥青：20～30份；
相容剂：10～25份；
增塑剂：5～15份；
乳化剂：1～3份；
所述相容剂加工工艺为：将重量比为1:(1～3)的聚醚多元醇和脂肪族羧酸加入到反应釜中，混合搅拌，加热2～3h，加热温度为118～122℃，反应完成后降温至50℃出料。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇一种或多种。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，所述脂肪族羧酸为乙酸、己酸、戊酸和己二酸中的一种。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，所述相容剂出料后还进行脱水处理。
5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯沥青涂料，其特征在于，所述乳化剂包括重量份数比为(4～5):1的牛脂烷基酰胺基多胺和月桂醇聚氧乙烯醚。
7.一种水性聚氨酯沥青涂料的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将沥青加热至150～170℃，然后加入水和乳化剂，搅拌混合15～30min，使得沥青充分乳化，然后降温至50℃；
步骤二，往步骤二得到混合体系中依次加入相容剂和增塑剂，搅拌15～30min；
步骤三，待步骤二中搅拌混合完成之后，加入聚氨酯，继续搅拌混合1～2h，即得。
8.根据权利要求7所述的水性聚氨酯沥青涂料的加工工艺，其特征在于，所述相容剂采用若干次分步添加至沥青中。
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