CN110951381A - 一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法，所述单组份聚氨酯防水涂料包括如下按重量份计算的组份：15～25份有机硅双端二元醇；9～19份有机硅单端二元醇；4～7份增塑剂；25～36份颜填料；9～20份二异氰酸酯；0～9份六亚甲基二异氰酸酯三聚体；1～2扩链剂；0.1～1催化剂；8～15溶剂。本发明所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料无需添加抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂就具备了优异的耐候性能，解决了传统单组份聚氨酯防水密封胶耐候性差，不适宜外露使用的问题。

Description

一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防水涂料是聚氨酯合成材料应用重要组成部分之一。由于聚氨酯涂料涂膜具有弹性且延伸性好，粘结性好，体积收缩小，涂膜防水层无接缝，对基层裂缝伸缩性的变形有较强的适应性，施工维修方便、在任何结构复杂的基层表面均易于施工等特点，可用于建筑物不同部位的防水堵漏，故成为建筑防水的主要材料之一。单组分聚氨酯防水涂料施工时不存在计量误差，对施工操作人员的素质要求不高，粘度较低，施工容易，同时适用期长、性能稳定、使用方便、适用面广，因此，近年来单组分聚氨酯防水涂料的使用量越来越大，也越来越受到用户的肯定，单组份聚氨酯防水涂料已经成为聚氨酯防水涂料的发展方向。
但是目前国内市面上出售的大部分单组分聚氨酯防水涂料，由于拉伸强度低，特别是耐候和耐磨性差，一般只能用于室内非外露防水，如室外使用，做完防水层之后还必须要再做一道保护层，工序繁琐，成本高。市面上使用的单组份聚氨酯防水涂料，其主要成份为聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇，形成的聚合物中含有耐候性不良的醚键和耐水性不良的酯键，在长期的外露环境下聚合物的醚键、酯键受到紫外线和雨水的作用下容易老化导致裂解和水解，从而导致密封防水性能急剧下降，最后失去防水功能。因此，如何制备一种耐候性能优异，既可防水又耐气候老化的外露型的防水涂料成为目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，形成的预聚物中引入了具有高稳定性的硅氧键(Si-O-Si)链段结构，极大增加了聚氨酯防水涂料的耐候性，无需添加抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂就具备了优异的耐候性能，解决了传统单组份聚氨酯防水密封胶耐候性差，不适宜外露使用的问题。
本发明采取的技术方案是：
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，包括如下按重量份计算的组份：
Figure BDA0002311471840000021
本发明用有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇替代传统的聚醚醇或者聚酯醇，将其与异氰酸酯反应，合成的聚氨酯预聚物中引入了具有高稳定性的硅氧键(Si-O-Si)链段结构，极大增加了聚氨酯防水涂料的高耐热性和耐候性，并调配有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇的用量，使得制备出的聚氨酯具有良好的施工粘度，所制备出的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料无需添加抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂就具备了优异的耐候性能，同时具有施工性能好、拉伸强度高，延伸率大，耐油耐磨，耐高低温等性能，解决了传统单组份聚氨酯防水涂料耐候性差，不适宜外露使用的问题。
优选地，所述有机硅双端二元醇为分子量1000～4000，其分子结构式如式(1)所示：
Figure BDA0002311471840000022
其中，R1为烷基，n＝8～50。
更优选地，所述有机硅双端二元醇为上海泰格tech-2120和/或安徽中恩化工有限公司的羟丙基硅油SC-HP6002。
优选地，所述有机硅单端二元醇分子量为2000～4000，其分子结构式如式(2)所示：
Figure BDA0002311471840000031
其中，R2为烷基，m＝8～50。
更优选地，所述有机硅单端二元醇为上海泰格tech-2176。
优选地，所述增塑剂为壬酯、磷酸三辛酯、柠檬酸酯、氯化石蜡类增塑剂中的一种或多种。
优选地，所述颜填料为滑石粉、气相二氧化硅、红金石型钛白粉中的一种或多种。
优选地，所述二异氰酸酯为佛尔酮异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
优选的，所述扩链剂为三羟甲基丙烷、1，4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6一己二醇中的一种或者多种。根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或异辛酸铅。
优选地，所述溶剂为醋酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯中、二甲苯、三甲苯中的一种或多种。
优选地，六亚甲基二异氰酸酯三聚体的用量为4～9重量份。
所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤
(1)在强分散机内加入有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇、增塑剂、逐步投入颜填料，分散均匀；
(2)将分散好的浆料转移至反应釜内，搅拌升温至100～110℃，相对真空度为-0.08～-0.1MPa下脱水2～3小时；
(3)将温度降低至70～80℃，加入溶剂，然后逐渐加入二异氰酸酯，搅拌，然后加入1/4～1/2配方量的催化剂，升温至75～85℃，反应3～4小时；优选地，控制二异氰酸酯滴加速度为1～2重量份/s；优选地，该过程中还加入了六亚甲基二异氰酸酯三聚体；优选地，催化剂加入量为配方量的1/3；
(4)加入扩链剂，75～85℃反应0.5～1小时；
(5)降温至50～60℃，加入剩余配方量的催化剂，搅拌0.5～1小时；
(6)降温至50℃以下，充氮保护，出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明用有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇替代传统的聚醚醇或者聚酯醇，将其与异氰酸酯反应，合成的聚氨酯预聚物中引入了具有高稳定性的硅氧键(Si-O-Si)链段结构，极大增加了聚氨酯防水涂料的高耐热性和耐候性，所制备出的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料无需添加抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂就具备了优异的耐候性能，同时具有施工性能好、拉伸强度高，延伸率大，耐油耐磨，耐高低温等性能，可作为外露型的防水涂料。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的实质，下述结合具体实施例对本发明进行了细致说明。
以下实施例所用的原料来源如下：
有机硅双端二元醇：上海泰格tech-2120(分子量2000)、安徽中恩化工有限公司的羟丙基硅油SC-HP6002(分子量3000)。
有机硅单端二元醇：上海泰格tech-2176(分子量2000)。
其他未特别说明的原料均为普通市售产品。
实施例1
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，由以下按重量份计算的组份组成：
Figure BDA0002311471840000041
所述耐高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备方法如下：
(1)在强分散机内加入有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇、增塑剂、逐步投入颜填料，分散均匀；
(2)将分散好的浆料转移至反应釜内，搅拌升温至100～110℃，相对真空度为-0.08～-0.1MPa下脱水2～3小时；
(3)将温度降低至70～80℃，加入溶剂，然后逐渐加入二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体，控制滴加速度为1～2重量份/s，搅拌，然后加入1/4～1/2配方量的催化剂，升温至75～85℃，反应3～4小时；
(4)加入扩链剂，75～85℃反应0.5～1小时；
(5)降温至50～60℃，加入剩余配方量的催化剂，搅拌0.5～1小时；
(6)降温至50℃以下，充氮保护，出料。
实施例2
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，由以下按重量份计算的组份组成：
Figure BDA0002311471840000051
本实施例所述高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备过程与实施例1基本相同，此处不再赘述。
实施例3
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，由以下按重量份计算的组份组成：
Figure BDA0002311471840000052
Figure BDA0002311471840000061
本实施例所述高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备过程与实施例1基本相同，此处不再赘述。
实施例4
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，由以下按重量份计算的组份组成：
Figure BDA0002311471840000062
本实施例所述高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备过程与实施例1基本相同，此处不再赘述。
实施例5
一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，由以下按重量份计算的组份组成：
Figure BDA0002311471840000063
Figure BDA0002311471840000071
本实施例所述高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备过程与实施例1基本相同，此处不再赘述。
对比例1
一种外露型单组份聚氨酯防水涂料，其组成和制备过程与实施例1相似，区别在于，用25份聚醚二元醇DL-2000替代实施例1中的tech-2120。
对比例2
一种外露型单组份聚氨酯防水涂料，其组成和制备过程与实施例1相似，区别在于，用25份的聚碳酸酯二元醇UH-200替代实施例1中的tech-2120。
对实施例1至5、对比例1、对比例2制备的聚氨酯防水涂料进行性能测试，测试方法参照GB/T19250-2013和GB/T16777-2008的标准，测试性能如表1所示。
表1
Figure BDA0002311471840000072
Figure BDA0002311471840000081
从上表对比可以看出，实施例1-5采用有机硅多元醇合成预聚物，产品的各方面性能优异，实施例3未使用HDI三聚体，产品表干时间、实干时间变长，拉伸强度、撕裂强度等强度性能均有下降现象。对比例1配方中用等质量份的聚醚多元醇DL-2000代替部分有机硅多元醇tech-2120，对比例2配方中用等质量份的聚醚多元醇UH-200代替部分有机硅多元醇tech-2120，可以看出，对比例1、2的产品的拉伸强度、撕裂强度，耐磨性等对比实施例1均有明显差异，尤其是耐紫外线3000h后的强度保持率、断裂伸长率均有较大程度的下降，因此，采用有机硅多元醇替代聚醚多元醇、聚酯多元醇可以极大改善聚氨酯防水涂料的耐候性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组份：
Figure FDA0002311471830000011
2.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述有机硅双端二元醇为分子量1000～4000，其分子结构式如式(1)所示：
Figure FDA0002311471830000012
其中，R1为烷基，n＝8～50。
3.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述有机硅双端二元醇为上海泰格tech-2120和/或安徽中恩化工有限公司的羟丙基硅油SC-HP6002。
4.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述有机硅单端二元醇分子量为2000～4000，其分子结构式如式(2)所示：
Figure FDA0002311471830000013
其中，R2为烷基，m＝8～50。
5.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述有机硅单端二元醇为上海泰格tech-2176。
6.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述增塑剂为壬酯、磷酸三辛酯、柠檬酸酯、氯化石蜡类增塑剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述颜填料为滑石粉、气相二氧化硅、红金石型钛白粉中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯为佛尔酮异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述扩链剂为三羟甲基丙烷、1，4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6一己二醇中的一种或者多种。
10.权利要求1至9任一权利要求所述的高耐候外露型单组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在强分散机内加入有机硅双端二元醇、有机硅单端二元醇、增塑剂、逐步投入颜填料，分散均匀；
(2)将分散好的浆料转移至反应釜内，搅拌升温至100～110℃，相对真空度为-0.08～-0.1MPa下脱水2～3小时；
(3)将温度降低至70～80℃，加入溶剂，然后逐渐加入二异氰酸酯，搅拌，然后加入1/4～1/2配方量的催化剂，升温至75～85℃,，反应3～4小时；
(4)加入扩链剂，75～85℃反应0.5～1小时；
(5)降温至50～60℃，加入剩余配方量的催化剂，搅拌0.5～1小时；
(6)降温至50℃以下，充氮保护，出料。
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