CN110527415A - 一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涂料，更具体地涉及到一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备原料由A组分和B组分组成；所述A组分的制备原料按重量份计，包括90～110份聚天门冬氨酸酯和0～1份助剂；所述B组分的制备原料按重量份计，包括70～90份多异氰酸酯和15～25份溶剂。本发明提供一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，可应用于桥梁、室外建筑、混凝土及家居装饰等多个领域，具有高的耐磨性、强度和粘结性，且防水性能优越，制备得到的涂料透明度高；另外，本发明提供的涂料易混合操作，可用刷子、辊筒或无空气喷涂等多种方式施工，可在建筑等表面形成光滑涂层。

Description

一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，更具体地，本发明涉及一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。

背景技术

建筑由于长期受周围环境的物理、化学和生物作用，容易出现损坏，故通常需要喷涂防水、防晒、防腐和耐磨的涂料。目前常用的防水防腐涂料主要有改性环氧涂料、聚氨酯涂料、乙烯基树脂涂料、有机硅烷类、丙烯酸酯涂料和聚脲涂料。涂料性能决定涂层的防护效果，在防水防腐耐磨领域使用的防护涂层，应具备以下优点：机械性能好，耐雨水冲刷碰撞甚至摩擦；稳定性好，耐酸碱盐、耐化学品、耐油、耐老化以及耐紫外线性能；附着力强，与基底具有较强的附着力与粘结性能；易施工、绿色环保。另外，对涂层的屏蔽性、疏水性、耐污性和使用寿命等也有一定的要求。

其中，聚脲涂料是国内外近年来发展起来的一类反应型、无溶剂污染的涂料产品，以优异的理化性能、优良的公益性和环保性，广泛应用于桥梁、室外建筑、混凝土及家具装饰等方面。聚脲涂料是疏水性和自动催化的，其具有较好的物理力学性能，拉伸强度、耐磨性能、抗冲击性、耐化学腐蚀性和防水性能。但是喷涂聚脲涂料的反应时间太快，必须采用特殊的喷涂机且耐候性一般，人们开始发展第三代聚脲涂料，即聚脲型聚天门冬氨酸酯涂料。

聚脲型聚天门冬氨酸酯涂料是近几年来聚脲领域发展起来的一种脂肪族、慢反应、高耐候、高性能的一种涂料。与传统的聚氨酯涂料相比，其主体树脂聚天门冬氨酸酯为仲氨基二胺，反应速度更快，易于实现厚涂、减少施工时间和次数，且性能优异；同时具有高固低粘的特点，尤其适合生产溶剂型环保涂料，可减少对人体危害，环保性能好。

目前聚脲型聚天门冬氨酸酯涂料具备上述优点，但也有一些缺陷阻碍其应用和发展：如涂层的耐磨性、防水性、强度、粘结性还需要提高；透明度较差，无法满足桥梁、室外建筑、混凝土和家具装饰等方面的要求；目前聚天门冬氨酸酯与多异氰酸酯反应的凝胶时间一般在15秒至10分钟之间，虽比传统聚脲的固化时间慢，但是相对于手工施工的要求还有较大差距，且目前聚天门冬氨酸酯制备的聚脲树脂断裂伸长率较低、拉伸强度较小，这在一定程度上限制了聚天门冬氨酸酯的应用；另外，聚脲型聚天门冬氨酸酯涂料的喷涂有较高的技术含量和设备的要求，也会对性能造成影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备原料由A组分和B组分组成；

所述A组分的制备原料按重量份计，包括90～110份聚天门冬氨酸酯和0～1份助剂；

所述B组分的制备原料按重量份计，包括70～90份多异氰酸酯和15～25份溶剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述A组分和B组分的重量比为(0.9～1.1)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚天门冬氨酸酯的胺当量为260～350g/mol。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚天门冬氨酸酯的黏度为800～2000mPa·s。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚天门冬氨酸酯的黏度为1200～1500mPa·s。

作为本发明一种优选的技术方案，所述A组分的制备原料还包括聚乙烯亚胺。

作为本发明一种优选的技术方案，所述B组分的制备原料按重量份计，还包括3～8份的环氧化合物。

作为本发明一种优选的技术方案，所述多异氰酸酯选自芳香族、脂环族、脂族多异氰酸酯中的一种或多种。

本发明第二个方面提供了一种所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

将所述A组分和B组分的制备原料分别混合后，将A组分和B组分进行混合，得到所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。

本发明第三个方面提供了一种所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料在制备桥梁、室外建筑、混凝土及家具装饰涂料中的应用。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，可应用于桥梁、室外建筑、混凝土及家居装饰等多个领域；本发明提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料具有高的耐磨性、强度和粘结性，且防水性能优越，制备得到的涂料透明度高；另外，本发明提供的涂料易混合操作，可用刷子、辊筒或无空气喷涂等多种方式施工，且可在建筑等表面形成光滑涂层。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。

本发明第一个方面提供了一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备原料由A组分和B组分组成；

所述A组分的制备原料按重量份计，包括90～110份聚天门冬氨酸酯和0～1份助剂；

所述B组分的制备原料按重量份计，包括70～90份多异氰酸酯和15～25份溶剂。

在一种优选地实施方式中，本发明所述聚脲型聚天门冬氨酸酯的制备原料包括A组分和B组分；

所述A组分的制备原料按重量份计，包括100份聚天门冬氨酸酯和0.3份助剂；

所述B组分的制备原料按重量份计，包括80份多异氰酸酯和20份溶剂。

在一种优选地实施方式中，本发明所述A组分和B组分的重量比为(0.9～1.1)：1。

在一种优选地实施方式中，本发明所述A组分和B组分的重量比为1：1。

本发明提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯为透明流动性液体，具有高的耐磨性、防水性、粘结性和成膜性，可在建筑等表面形成光滑涂层，且形成的涂层具有高的强度。

【A组分】

聚天门冬氨酸酯

聚天门冬氨酸酯是一种低VOC、高固含量的物质，是近年来开发的一种新型位阻胺。聚天门冬氨酸酯与多异氰酸酯的固化反应可以形成聚脲树脂。聚天门冬氨酸酯是一种空间位阻的脂肪族仲二胺，其结构中的胺基受到屏蔽基团的电子诱导效应和位阻屏蔽效应的协同作用，活性大大降低，使得其与多异氰酸酯的反应速度明显降低。聚天门冬氨酸酯与多异氰酸酯的固化反应的凝胶时间取决于聚天门冬氨酸酯的结构，采用不同结构的取代基可以得到不同反应速度和不同物理性能的聚天门冬氨酸酯衍生物，其衍生物涂膜具有优异的耐黄变性能、耐紫外线老化性能和耐磨性能，是一类重要的聚脲高分子材料。

优选地，本发明所述聚天门冬氨酸酯的胺当量为260～350g/mol。

胺当量是化学物质胺含有活泼氢数目的一种量度，是胺的分子量除以其含有的活泼氢个数的商。胺当量是化学物质胺含有活泼氢数目的一种量度。

更优选地，本发明所述聚天门冬氨酸酯的胺当量为260～300g/mol。

进一步优选地，本发明所述聚天门冬氨酸酯的黏度为800～2000mPa·s。

更进一步优选地，本发明所述聚天门冬氨酸酯的黏度为1200～1500mPa·s。

黏度也可以称为粘度，是指流体对流动所表现的阻力。本发明所述黏度为黏度计测试得到的弹性体在25℃，10wt％甲苯溶液中的黏度。

在一种优选的实施方式中，本发明所述聚天门冬氨酸酯选自F420、F524、F520、Desmophen NH1420、Desmophen NH1520中的一种。

在一种更优选的实施方式中，本发明所述聚天门冬氨酸酯购自深圳市飞扬实业有限公司，牌号为F420，粘度(25℃)为1200～1500mPa·s，胺当量为277g/mol。。

助剂

本发明所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备原料可包括多种助剂，诸如填料、加工助剂、增塑剂、消泡剂、软化剂、抗氧化剂、着色剂、稳定剂、粘合助剂、脱模剂、导电性赋予剂、导热性赋予剂、表面非粘合剂、增粘剂、柔韧性赋予剂、耐热性改进剂、阻燃剂、紫外吸收剂、耐油性改进剂、防焦剂和润滑剂。

作为填料的实例包括：二氧化硅，诸如碱性二氧化硅和酸性二氧化硅；金属氧化物，诸如氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化钛和氧化铝；金属氢氧化物，诸如氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化钙；金属碳酸盐，诸如碳酸镁、碳酸铝、碳酸钙和碳酸钡；硅酸盐，诸如硅酸镁、硅酸钙、硅酸钠和硅酸铝；硫酸盐，诸如硫酸铝、硫酸钙和硫酸钡；合成水滑石；金属硫化物，诸如二硫化钼、硫化铁和硫化铜；硅藻土，石棉，立德粉(硫化锌/硫化钡)，石墨，炭黑(MT炭黑、SRF炭黑、FEF炭黑等)，氟化碳，氟化钙，焦炭，石英细粉，锌白，滑石，云母粉，硅灰石，碳纤维，芳伦纤维，各种晶须，玻璃纤维，有机增强剂，有机填料等。

作为加工助剂的实例包括：高级脂肪酸，诸如硬脂酸、油酸、棕榈酸和月桂酸等；高级脂肪酸盐，诸硬脂酸钠和硬脂酸锌等；高级脂肪酸酰胺，诸如硬脂酸酰胺和油酸酰胺等；高级脂肪酸酯，诸如油酸乙酯等；基于石油的蜡，诸如巴西棕榈蜡和地蜡等；多元醇，诸如乙二醇、甘油和二甘醇等；脂族烃，诸如凡士林和石蜡等；硅酮类油，硅酮类聚合物，低分子量聚乙烯，邻苯二甲酸酯，磷酸酯，松香，(卤代)二烷基胺，(卤代)二烷基砜，表面活性剂等。

作为增塑剂的实例包括：环氧树脂，以及邻苯二甲酸或癸二酸的衍生物。作为软化剂的实例包括：润滑油、加工油、煤焦油、蓖麻油和硬脂酸钙。作为抗氧化剂的实例包括：苯二胺、磷酸盐/酯、喹啉、甲酚、酚、二硫代氨基甲酸金属盐等。消泡剂是一种助剂，其功能是消除在生产过程中物料形成的泡沫。

作为消泡剂的实例包括：矿物油类，可列举的有，液体石蜡、柴油；油脂类可列举的有，动物油、蓖麻油、大豆油；脂肪酸及皂类消泡剂，可列举的有，硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸铝、油酸钙；醇类消泡剂，可列举的有，辛醇、2-乙基己醇、丙二醇；酯类消泡剂，可列举的有，脂肪酸酯、磷酸三丁酯、失水山梨醇脂肪酸酯；醚类消泡剂，可列举的有，环氧乙烷环氧丙烷共聚物；胺和酰胺类消泡剂，可列举的有，二戊胺、硬脂酰胺；聚硅氧烷类消泡剂，可列举的有，乳化硅油、硅油改性聚醚、硅油复合矿物油；有机极性化合物类消泡剂，可列举的有，聚乙二醇、聚丙二醇环氧乙烷加聚物；无机物类消泡剂消泡剂，可列举的有，脱水二氧化硅、铝矾土。

优选地，本发明所述助剂包括发泡剂。

更优选地，本发明所述发泡剂购自深圳市彩兴新材料实业有限公司，牌号为TEGO-Airex-900。

在一种实施方式中，本发明所述A组分的制备原料还包括聚乙烯亚胺。

聚乙烯亚胺

聚乙烯亚胺(PEI)，又称为聚亚乙基亚胺、聚氮杂环丙烷，是一种水溶性高分子聚合物，无色或淡黄色黏稠状液体，有吸湿性，可溶于水、乙醇，是具有大的电荷密度的有机高分子。

优选地，本发明所述聚乙烯亚胺为支化聚乙烯亚胺。

申请人发现在该防水涂料的含有聚天门冬氨酸酯的A组分中加入一定量的聚乙烯亚胺，能够改善聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料对建筑混凝土等基材表面的粘结力，改善涂料的防腐蚀效果、强度。可能是由于聚乙烯亚胺的加入增加涂料体系中的活泼氢个数，增加体系中氢键的作用力，而当氢键作用力达到一定程度之后，由氢键引起的体系自组装效果增大由A组分和B组分反应形成的聚脲分子链的致密排列，阻止环境中的碱性和酸性成分王涂料膜内部的渗透，从而提高其耐腐蚀性能，还能提高涂料的膜层被拉伸断裂所需要的能量。同时，由于聚乙烯亚胺的加入使得涂料组分中的脲键、亚胺键等基团含量增加，提高涂料中的极性基团含量，而这些极性基团能够很好的与水泥等基材表面的羟基等极性基团之间发生较强的范德华力等分子间作用力，提高涂料与基材之间的粘结强度，以及拉伸强度等性能。

然而申请人发现并非在任何聚天门冬氨酸酯的体系下，该聚乙烯亚胺的加入能改善涂料的上述性能。当申请人采用低粘度的聚天门冬氨酸酯时，即便采用一定量的聚乙烯亚胺，其上述性能也得不到明显改善，可能是由于聚乙烯亚胺与聚天门冬氨酸酯聚合物分子链之间存在较好的协同作用，而这种作用力只有在聚天门冬氨酸酯的分子链具有一定的长度和特定结构，在体系内能够形成比较多的缠结网络，才能与聚乙烯亚胺有较好的接触，其间的功能基团才能更好的调整构象，提高分子链之间的作用力，从而影响聚乙烯亚胺功效的发挥，而且采用支化的聚乙烯亚胺时，上述功效发挥的更加显著，可能是由于聚合物分子链经过支化之后有助于调控体系的黏度，能够使体系中的组分更好的与其它分子之间相互作用，协同增效。

更优选地，本发明所述支化聚乙烯亚胺为乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺。

进一步优选地，本发明所述乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺的数均分子量为500～700。

数均分子量，聚合物是由化学组成相同而聚合度不等的同系混合物组成的，即由分子链长度不同的高聚物混合组成。通常采用平均数分子量表征分子的大小。按分子数目统计平均，则称为数均分子量。数均分子量＝求和各组分分子量×组分摩尔数/总摩尔数，其意义是某体系的总质量被分子总数所平均。本发明所述数均分子量为通过凝胶渗透色谱测试得到。

更进一步优选地，本发明所述乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺的数均分子量为600。

更进一步优选地，本发明所述乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为600。

更进一步优选地，本发明所述聚乙烯亚胺占所述聚天门冬氨酸酯的4～12wt％。

更进一步优选地，本发明所述聚乙烯亚胺占所述聚天门冬氨酸酯的8wt％。

由于聚乙烯亚胺分子链中含有较多的氨基、亚氨基亲水性基团，而且聚乙烯亚胺本身是溶于水的亲水性聚合物，所以申请人担心聚乙烯亚胺的加入会降低涂料的防水性能，但是申请人预料不到的发现，加入12wt％以下的乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺之后还能改善涂料的防水性能。由于乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺分子链上含有大量的氨基、亚氨基等亲水性基团，因此当A组分与B组分之间发生反应形成聚脲分子链之后，体系中剩余的亚氨基等活性基团本应该使涂料膜层对水的亲和性提高，但可能由于上述活性基团在乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺分子链上的位置分布、活性强弱分布等原因，导致这部分分子链发生卷曲，在较强的分子内作用力下，使聚脲分子链排列的更加致密，也导致聚脲分子链中的非极性链段的构象发生变化，缠结更多，将上述极性基团包覆在内，阻碍环境中的水分子的渗透。而且上述极性基团之间的强的作用力与水分子之间产生竞争作用，减弱这些基团与水分子之间的作用力，从而进一步改善其防水性能。

申请人也发现当乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺的含量超过聚天门冬氨酸酯的12wt％时，涂料的防水性能反而显著下降，可能是由于涂料组分中，聚天门冬氨酸酯、支化聚乙烯亚胺等之间的协同作用被破坏，而形成的聚脲分子链上的亚氨基等极性基团使得涂料的亲水性提高，从而降低其防水性。

【B组分】

多异氰酸酯

优选地，本发明所述多异氰酸酯选自芳香族、脂环族、脂族多异氰酸酯中的一种或多种。

作为芳香族多异氰酸酯的实例，包括但不限于，2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、以及所述甲苯二异氰酸酯的异构体混合物、4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯、以及所述二苯甲烷二异氰酸酯的任意的异构体混合物、甲苯二异氰酸酯、对苯撑二异氰酸酯、萘二异氰酸酯。

作为脂环族多异氰酸酯的实例，包括但不限于，1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、3-异氰酸甲酯基-3,5,5-三甲基环己烷异氰酸酯、4,4'-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,3-双(异氰酸乙酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸乙酯基)环己烷、六次甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、2,5-或2,6-二(异氰酸甲酯基)降冰片烷及其混合物。

作为脂族多异氰酸酯的实例，包括但不限于，六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、氢二苯甲烷二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯、二异氰酸四亚甲酯、亚戊基二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、1,2-亚丙基二异氰酸酯、1,2-亚丁基二异氰酸酯、2,3-亚丁基二异氰酸酯、1,3-亚丁基二异氰酸酯、2,4,4-或2,2,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯

更优选地，本发明所述多异氰酸酯为脂环族多异氰酸酯。

进一步优选地，本发明所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体。

在一种优选的实施方式中，本发明所述异佛尔酮二异氰酸酯三聚体购自广州昊毅化工科技有限公司。

溶剂

优选地，本发明所述溶剂选自芳烃类、酮类、酯类溶剂中的一种或多种。

作为芳烃类溶剂的实例，包括但不限于，二甲苯、三甲苯。

作为酮类溶剂的实例，包括但不限于，甲乙酮、甲异丁酮、甲异戊酮、乙酮。

作为酯类溶剂的实例，包括但不限于，丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙酸乙酯。

更优选地，本发明所述溶剂为酮类溶剂。

进一步优选地，本发明所述酮类溶剂为乙酮。

在一种实施方式中，本发明所述B组分的制备原料按重量份计，还包括3～8份的环氧化合物。

在一种优选的实施方式中，本发明所述B组分的制备原料按重量份计，还包括6份的环氧化合物。

环氧化合物

优选地，本发明所述环氧化合物选自芳族环氧化合物、脂环族环氧化合物、脂族环氧化合物中的一种或多种。

作为芳族环氧化合物的实例，包括但不限于，多元酚的缩水甘油醚化合物，如氢醌、间苯二酚、双酚A、双酚F、4,4'-二羟基联苯、酚醛清漆、四溴双酚A、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷和1,6-二羟基萘。

作为脂环族环氧化合物的实例,包括但不限于,具有至少一个脂环族环的多元醇的聚缩水甘油醚,或者包括通过用氧化剂环氧化包含环己烯环或环戊烯环的化合物获得的氧化环己烯或氧化环戊烯的化合物。可列举的有,氢化双酚A二缩水甘油醚；3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯；3,4-环氧-1-甲基环己基-3,4-环氧-1-甲基己烷甲酸酯；6-甲基-3,4-环氧环己基甲基-6-甲基-3,4-环氧环己烷甲酸酯；3,4-环氧-3-甲基环己基甲基-3,4-环氧-3-甲基环己烷甲酸酯；3,4-环氧-5-甲基环己基甲基-3,4-环氧-5-甲基环己烷甲酸酯；双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯；亚甲基-双(3,4-环氧环己烷)；2,2-双(3,4-环氧环己基)丙烷；双环戊二烯二环氧化物；亚乙基-双(3,4-环氧环己烷甲酸酯)；环氧六氢邻苯二甲酸二辛酯；和环氧六氢邻苯二甲酸二-2-乙基己酯。

作为脂族环氧化合物的实例，包括但不限于，脂族多元醇的聚缩水甘油醚或其环氧烷加合物，脂族长链多元酸的聚缩水甘油酯，通过将丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯进行乙烯基-聚合合成的均聚物，以及通过丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯与其他乙烯基单体的乙烯基-聚合合成的共聚物。可列举的有，多元醇的缩水甘油醚，如1,4-丁二醇二缩水甘油醚；1,6-己二醇二缩水甘油醚；甘油的三缩水甘油醚；三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚；山梨糖醇的四缩水甘油醚；二季戊四醇的六缩水甘油醚；聚乙二醇的二缩水甘油醚；和聚丙二醇的二缩水甘油醚；通过一种类型的，或两种以上类型的环氧烷与脂族多元醇如丙二醇、三羟甲基丙烷和甘油加成获得的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚；以及脂族长链二元酸的二缩水甘油酯。

更优选地，本发明所述环氧化合物为脂族环氧化合物。

进一步优选地，本发明所述环氧化合物中含有支链。

更进一步优选地，本发明所述环氧化合物为异辛基缩水甘油醚。

异辛基缩水甘油醚(CAS号：2461-15-6)即环氧丙基2-乙基正已醚，含有环氧基团和支链结构。

为了使本发明中防水涂料对基材的粘结性能得到进一步的提升，申请人在B组分中加入了一定量的环氧化合物，利用环氧化合物的特性，使其与基材表面的活性基团反应，从而提高与基材的之间的粘结力。然而申请人发现采用甲基丙烯酸缩水甘油酯(CAS号：106-91-2)等环氧化合物时，涂料对基材的粘结性能并没有明显的提升，甚至反而降低对基材的粘结，但是其防水性能得到一定的提高。可能是由于A组分和B组分在混合的时候，B组分环氧化合物中的环氧基团可以在A组分中的聚乙烯亚胺的催化作用下开环，使涂料组分发生交联，加快涂料的固化。但是由于涂料组分在基材表面固化速度过快，导致其中的成分不能很好的在基材上铺展，不能很好的渗透进基材内部，从而导致涂料与基材之间的粘结力下降。而由于涂料中成分之间的交联作用更加彻底，使得涂层变得更加致密，能更好的阻碍环境中的水分子的渗透和迁移，从而改善其防水性能。

不过申请人意外的发现，当在B组分中选用含有支链结构环氧化合物(优选为辛基缩水甘油醚)时，涂料对基材的粘结性能和防水性能均能得到显著的提升。可能是由于环氧化合物中的支链结构具有较大的位阻，对体系中环氧基团与聚乙烯亚胺之间的反应产生一定的阻碍，减缓涂料组分的交联固化。同时支化结构的引入在一定程度上减少体系中组分链段之间的缠结，降低体系的黏度，有助于加快涂料组分对基材的浸润与渗透，从而能够提高与基材之间的粘结力。

申请人发现在防水涂料的制备原料中加入聚乙烯亚胺、环氧化合物、聚天门冬氨酸酯等成分，可以提高涂料的防水性能、粘结性能、强度等特性。但是申请人发现如果环氧化合物选的种类不当，用量不合适，或者聚乙烯亚胺、聚天门冬氨酸酯等相应参数不匹配时，上述性能得不到明显的改进，甚至反而降低上述性能。而且，由于配方组分的不同导致涂料上述性能在受到影响的同时，涂料的透明度也会下降。而申请人预料不到的发现，在涂料A组分中加入一定量的乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺和特定黏度的聚天门冬氨酸酯，B组分中加入一定量的含有支链结构环氧化合物，尤其是辛基缩水甘油醚时，不仅能够显著改善涂料的防水、粘结、强度等性能的同时，还不会降低涂料的透明度，反而能进一步改善其透明性。可能是由于在支化环氧化合物、乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺、聚天门冬氨酸酯等组分之间的协同作用之下，涂料组分虽然经过交联成较为致密的高强度防水结构，但是其微观结构还是处于无规缠结状态，由于上述各个组分在结构、作用方式等上的特点，导致涂料在基材表面成膜时不容易结晶，膜层表面或内部没有晶格，对光的反射和折射能力依然保持弱的状态，保证大量的光能够透过，从而不会影响涂料的透明度。甚至由于上述组分之间的协同作用，阻碍涂料组分在成膜过程中链段的有序排列形成晶格和晶体，从而反而提高涂料的透明度。

本发明第二个方面提供一种所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

将所述A组分和B组分的制备原料分别混合后，将A组分和B组分进行混合，得到所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。

本发明提供的所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料易混合操作，不会发生固化收缩，可直接使用刷子、辊筒或无空气喷涂进行施工，不需复杂的工艺和设备，操作简单，且可以在建筑等表面形成光滑涂层。且本发明所述聚脲型聚天门冬氨酸酯的反应时间适当，可操作时间可达30min以上，可满足手工和机械施工等多种要求。

本发明第三个方面提供一种所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料在制备桥梁、室外建筑、混凝土及家具装饰涂料中的应用。

本发明提供的所述聚脲型聚天门冬氨酸酯可应用在桥梁、建筑、家具等各个领域，适用于大型商场、建筑楼顶及屋面、内外墙体、酒店淋浴间、泳池和家庭厨卫等各个方面。

实施例

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。

A1：聚天门冬氨酸酯

所述聚天门冬氨酸酯购自深圳市飞扬实业有限公司，牌号为F420，粘度(25℃)为1200～1500mPa·s，胺当量为277g/mol。

A2：聚天门冬氨酸酯

所述聚天门冬氨酸酯购自深圳市飞扬实业有限公司，牌号为F520，粘度(25℃)为900～1300mPa·s，胺当量为291g/mol。

A3：聚天门冬氨酸酯

所述聚天门冬氨酸酯购自深圳市飞扬实业有限公司，牌号为F220，粘度(25℃)为100～300mPa·s，胺当量为230g/mol。

B1：助剂

所述助剂为消泡剂。

C1：聚乙烯亚胺

所述聚乙烯亚胺为乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺，购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为600。

C2：聚乙烯亚胺

所述聚乙烯亚胺为乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺，购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为1800。

C2：聚乙烯亚胺

所述聚乙烯亚胺为乙二胺封端的支化聚乙烯亚胺，购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为1800。

C3：聚乙烯亚胺

所述聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺，购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为2500。

D1：聚乙烯醇

所述聚乙烯醇购自广州伟伯科技有限公司，数均分子量为1750。

E1：多异氰酸酯

所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体。

F1：溶剂

所述溶剂为乙酮。

G1：环氧化合物

所述环氧化合物为异辛基缩水甘油醚。

G2：环氧化合物

所述环氧化合物为正辛基缩水甘油醚。

所述正辛基缩水甘油醚的制备方法包括以下步骤：

将正辛醇、氢氧化钠和四丁基溴化铵加入甲苯溶剂中，并加热到45℃，并滴入环氧氯丙烷，恒温搅拌4h，冷却至室温，过滤、洗涤、干燥，得到所述正辛基缩水甘油醚。所述正辛醇和所述环氧氯丙烷的摩尔比为1：1.4。

G3：环氧化合物

所述环氧化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

表1

附表1

实施例1～16提供一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的配方见表1，所述配方用量以质量百分数计。

实施例1～16提供一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

将所述A组分和B组分的制备原料分别混合后，将A组分和B组分进行混合，得到所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。

性能评价

1、粘结强度：将实施例1～16提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料涂抹到混凝土基材上，并根据GB/T 5210-2006色漆和清漆拉开法附着力试验进行测试，获得混凝土的直接附着力，来衡量本发明所述涂料的粘结强度，结果见表2。

2、防水性能：将实施例1～16提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料涂抹到混凝土基材上作为试件，并根据GBT23445-2009聚合物水泥防水涂料测试进行防水性能测试，将试件放到不透水仪中，并慢慢加压到0.3MPa，并记为p₀，并保持(30±2)min，记录30min时的水压为p₁，观察试件的透水情况，并根据是否有水压突然下降以及水压下降率来评价，其中，水压下降率＝(p₀-p₁)/p₀×100％，为并分为0～4级，其中0级为无透水现象，无水压下降，1级为略有透水现象，水压下降率大于0，小于等于10％，2级为透水现象增加，水压下降率大于10％，小于等于25％，3级为透水现象进一步增加，水压下降率大于25％，小于等于50％，4级为透水现象明显，水压下降率大于50％。结果见表2。

3、透明度：将实施例1～16提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料根据GB T1721-2008通过透明度测定仪进行测试，其中，透明度测定仪的测量范围为20～100，测量精度为2％得到测量数值，根据测量数值分为0～3级，其中，0级为透明，测量数值为82～100，1级为微浑，测量数值为65～81，2级为浑浊增加，测量数值为52～64，3级为浑浊明显，测量数值为51及以下，结果见表2。

4、强度：将实施例1～16提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料根据GBT23445-2009聚合物水泥防水涂料测试进行拉伸强度测试，结果见表2。

表2性能表征测试

由表2测试结果可知，本发明提供的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料具有高的粘结强度和力学性能，其中，本发明所述涂料和混凝土的直接附着力大于2.5MPa，拉伸强度大于12MPa，撕裂强度大于70MPa，断裂伸长率大于300％；而且本发明所述涂料的防水性能和耐磨性卓越，且本发明所述涂料具有高的透明度，没有杂质残留；另外，本发明所述涂料易混合操作，无收缩固化，且可用刷子、辊筒或无空气喷涂进行施工，操作方便，可会在建筑表面形成光滑涂层。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备原料由A组分和B组分组成；

所述A组分的制备原料按重量份计，包括90～110份聚天门冬氨酸酯和0～1份助剂；

所述B组分的制备原料按重量份计，包括70～90份多异氰酸酯和15～25份溶剂。

2.根据权利要求1所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述A组分和B组分的重量比为(0.9～1.1)：1。

3.根据权利要求1或2所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯的胺当量为260～350g/mol。

4.根据权利要求3所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯的黏度为800～2000mPa·s。

5.根据权利要求4所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯的黏度为1200～1500mPa·s。

6.根据权利要求1或2所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述A组分的制备原料还包括聚乙烯亚胺。

7.根据权利要求1或2所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述B组分的制备原料按重量份计，还包括3～8份的环氧化合物。

8.根据权利要求1或2所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯选自芳香族、脂环族、脂族多异氰酸酯中的一种或多种。

9.一种根据权利要求1～8任意一项所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述A组分和B组分的制备原料分别混合后，将A组分和B组分进行混合，得到所述聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料。

10.一种根据权利要求1～8任意一项所述的聚脲型聚天门冬氨酸酯防水涂料在制备桥梁、室外建筑、混凝土及家具装饰涂料中的应用。