CN111073487A - 一种聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯涂料及其制备方法。该聚氨酯涂料的原料组成包括A组分和B组分，其中，A组分包括：聚醚二元醇、聚醚三元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、偶联剂；B组分包括：聚醚多元醇、氯化石蜡、分散剂、颜料、硫化剂、重钙、钛白粉、催化剂、溶剂油。本发明通过改变原料配比得到一种高强度聚氨酯涂料，其拉伸强度大于10MPa，断裂伸长率大于700％，撕裂强度大于40MPa，粘接强度大于4.5MPa，能够完全满足高铁基建工程的抗渗防水需求。

Description

一种聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水涂料领域，更具体地，涉及一种聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的单组分聚氨酯防水涂料。
该类涂料为反应固化型(湿气固化)涂料、具有强度高、延伸率大、耐水性能好等特点。对基层变形的适应能力强。聚氨酯防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂。它是空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防膜。
聚氨酯防水涂料反应固化后能够形成无接缝、完整的涂膜防水层，在建筑、交通、客运专线以及各类市政工程中的应用日益增多。近些年来我国高速铁路建设得到了飞速发展，从2008年京津城际铁路开通到如今城际列车成为大众化的一种交通工具，由于列车愈加高速的运行，高铁基建工程的抗渗防水能力对于聚氨酯的抗拉伸、抗撕裂以及粘接性能提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种高强度的聚氨酯涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种聚氨酯涂料，该聚氨酯涂料的原料组成包括A组分和B组分，其中：
A组分包括：
聚醚二元醇55-70重量份、聚醚三元醇1-15重量份、异佛尔酮二异氰酸酯1-15重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯15-30重量份、偶联剂0.1-1重量份；
B组分包括：
聚醚多元醇1-10重量份、氯化石蜡30-40重量份、分散剂0.1-1重量份、颜料1-5重量份、硫化剂10-15重量份、重钙25-35重量份、钛白粉5-15重量份、催化剂0.1-1重量份、溶剂油0.5-5重量份。
作为本发明进一步的优选方案，所述聚氨酯涂料的原料组成包括A组分和B组分，其中：
A组分包括：
聚醚二元醇60-65重量份、聚醚三元醇5-10重量份、异佛尔酮二异氰酸酯5-10重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯20-25重量份、偶联剂0.2-0.4重量份；
B组分包括：
聚醚多元醇5-9重量份、氯化石蜡33-37重量份、分散剂0.4-0.6重量份、颜料2-4重量份、硫化剂11-13重量份、重钙28-32重量份、钛白粉8-12重量份、催化剂0.4-0.6重量份、溶剂油1-3重量份。
根据本发明，A组分中的聚醚二元醇可选用本领域技术人员常规采用的聚醚二元醇，如聚醚二元醇210、聚醚二元醇220等，可以只使用一种聚醚二元醇，也可以使用多种聚醚二元醇；A组分中的聚醚三元醇可选用本领域技术人员常规采用的聚醚三元醇，如聚醚三元醇330、聚醚三元醇330n等，可以只使用一种聚醚三元醇，也可以使用多种聚醚三元醇。
根据本发明，B组分中的聚醚多元醇可以是聚醚二元醇也可以是聚醚三元醇。
根据本发明，B组分中，所述颜料为不包括钛白粉的其他颜料，所述颜料选自氧化铁棕、酞菁蓝和酞菁绿中的至少一种。B组分中，钛白粉虽属于一种颜料，但在本申请中起到的作用是作为一种填充剂，有利于改善加工性能和产品性能，并能降低成本。
作为优选方案，所述偶联剂选自硅烷偶联剂A-151、硅烷偶联剂A-171和硅烷偶联剂KH-792中的至少一种。
作为优选方案，所述分散剂选自XLX-1361、HY-1010和EBS中的至少一种。
作为优选方案，所述硫化剂为3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷。
作为优选方案，所述催化剂选自辛酸亚锡、有机锡TL-100和T-22中的至少一种。
作为优选方案，所述A组分和所述B组分的重量比为1：0.8-1.2。
本发明的第二方面提供上述的聚氨酯涂料的制备方法，该制备方法包括：
制备A组分：
将聚醚二元醇和聚醚三元醇于反应釜中混合搅拌，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为110-120℃，脱水；控制体系温度为70-80℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌；控制体系温度为85-93℃，进行第一反应，控制体系温度为70-80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌；控制体系温度为85-93℃，进行第二反应；控制体系温度为55-65℃，加入偶联剂，搅拌；控制体系温度为45-55℃，真空脱气，得到A组分；
制备B组分：
将聚醚多元醇、分散剂、氯化石蜡于反应釜中混合搅拌，控制体系温度为90-99℃，加入颜料、硫化剂、重钙、钛白粉，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为100-120℃，脱水；控制体系温度为55-65℃，依次加入催化剂和溶剂油，搅拌；控制体系温度为45-55℃，真空脱气，得到B组分。
作为优选方案，第一反应的时间为50-70min。
作为优选方案，第二反应的时间为100-140min。
根据本发明一个具体的实施方式，上述的聚氨酯涂料的制备方法为：
制备A组分：
将聚醚二元醇和聚醚三元醇于反应釜中混合搅拌，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为115℃，脱水3h；控制体系温度为75℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌10min；控制体系温度为89℃，进行第一反应，反应时间为1h，控制体系温度为75℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌10min；控制体系温度为89℃，进行第二反应，反应时间为2h；控制体系温度为60℃，加入偶联剂，搅拌10min；控制体系温度为50℃，真空脱气30min，得到A组分；
制备B组分：
将聚醚多元醇、分散剂、氯化石蜡于反应釜中混合搅拌，控制体系温度为95℃，加入颜料、硫化剂、重钙、钛白粉，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为115℃，脱水3h；控制体系温度为60℃，依次加入催化剂和溶剂油，搅拌；控制体系温度为50℃，真空脱气30min，得到B组分。
实际使用时，可选择将A组分与B组分按照质量比1:1混合搅拌，即可得聚氨酯涂料。
本发明的有益效果：
本发明通过改变原料配比得到一种高强度聚氨酯涂料，其拉伸强度大于10MPa，断裂伸长率大于700％，撕裂强度大于40MPa，粘接强度大于4.5MPa，能够完全满足高铁基建工程的抗渗防水需求。
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。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
将聚醚二元醇(聚醚N-210)65份和聚醚三元醇(聚醚三元醇330)5份加入到反应釜中，开始搅拌，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至75℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)5份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应1h，再降温至75℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)25份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应2h；降温至60℃，加入偶联剂(硅烷偶联剂A-151)0.3份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到A组分。
将聚醚三元醇(聚醚三元醇330n)7份、分散剂(润湿分散剂XLX-1361)0.5份、氯化石蜡35份加入到反应釜中，开始搅拌，升温至95℃时加入氧化铁棕3份，硫化剂(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)12份，重钙30份，钛白粉10份，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至60℃，顺序加入催化剂(有机锡催化剂TL-100)0.5份，溶剂油(江苏正丹化工高沸点芳烃溶剂油SA-1000-1)2份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到B组分。
将A组分与B组分按照质量比1:1混合搅拌均匀即可得高强度聚氨酯涂料，检测其性能，其拉伸强度为12.5MPa，断裂伸长率为776％，撕裂强度为43.9MPa，粘接强度为4.7MPa，符合TB/T 2965-2011技术标准。
实施例2
将聚醚二元醇(聚醚N-210)60份和聚醚三元醇(聚醚三元醇330)10份加入到反应釜中，开始搅拌，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至75℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)5份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应1h，再降温至75℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)25份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应2h；降温至60℃，加入偶联剂(硅烷偶联剂A-151)0.3份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到A组分。
将聚醚三元醇(聚醚三元醇330n)7份、分散剂(EBS)0.5份、氯化石蜡35份加入到反应釜中，开始搅拌，升温至95℃时加入氧化铁棕3份，硫化剂(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)12份，重钙30份，钛白粉10份，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至60℃，顺序加入催化剂(辛酸亚锡)0.5份，溶剂油(江苏正丹化工高沸点芳烃溶剂油SA-1000-1)2份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到B组分。
将A组分与B组分按照质量比1:1混合搅拌均匀即可得高强度聚氨酯涂料，检测其性能，其拉伸强度为13.4MPa，断裂伸长率为721％，撕裂强度为44.7MPa，粘接强度为4.8MPa，符合TB/T 2965-2011技术标准。
实施例3
将聚醚二元醇(聚醚N-210)65份和聚醚三元醇(聚醚三元醇330)5份加入到反应釜中，开始搅拌，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至75℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)10份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应1h，再降温至75℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)20份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应2h；降温至60℃，加入偶联剂(硅烷偶联剂A-151)0.3份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到A组分。
将聚醚三元醇(聚醚三元醇330n)7份、分散剂(HY-1010)0.5份、氯化石蜡35份加入到反应釜中，开始搅拌，升温至95℃时加入氧化铁棕3份，硫化剂(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)12份，重钙30份，钛白粉10份，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至60℃，顺序加入催化剂(T-22)0.5份，溶剂油(江苏正丹化工高沸点芳烃溶剂油SA-1000-1)2份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到B组分。
将A组分与B组分按照质量比1:1混合搅拌均匀即可得高强度聚氨酯涂料，检测其性能，其拉伸强度为14.2MPa，断裂伸长率为812％，撕裂强度为46.2MPa，粘接强度为5.3MPa，符合TB/T 2965-2011技术标准。
实施例4
将聚醚二元醇(聚醚N-210)60份和聚醚三元醇(聚醚三元醇330)10份加入到反应釜中，开始搅拌，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至75℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)10份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应1h，再降温至75℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)20份，搅拌10min后，升温至89℃时开始计时反应2h；降温至60℃，加入偶联剂(硅烷偶联剂A-151)0.3份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到A组分。
将聚醚三元醇(聚醚三元醇330n)7份、分散剂(HY-1010)0.5份、氯化石蜡35份加入到反应釜中，开始搅拌，升温至95℃时加入氧化铁棕3份，硫化剂(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)12份，重钙30份，钛白粉10份，抽真空至压力小于-0.095MPa，于115℃脱水3h；降温至60℃，顺序加入催化剂(辛酸亚锡)0.5份，溶剂油(江苏正丹化工高沸点芳烃溶剂油SA-1000-1)2份，搅拌10min；降温至50℃真空脱气30min后得到B组分。
将A组分与B组分按照质量比1:1混合搅拌均匀即可得高强度聚氨酯涂料，检测其性能，其拉伸强度为15.1MPa，断裂伸长率为789％，撕裂强度为47.1MPa，粘接强度为5.3MPa，符合TB/T 2965-2011技术标准。
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)

1.一种聚氨酯涂料，其特征在于，该聚氨酯涂料的原料组成包括A组分和B组分，其中：
A组分包括：
聚醚二元醇55-70重量份、聚醚三元醇1-15重量份、异佛尔酮二异氰酸酯1-15重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯15-30重量份、偶联剂0.1-1重量份；
B组分包括：
聚醚多元醇1-10重量份、氯化石蜡30-40重量份、分散剂0.1-1重量份、颜料1-5重量份、硫化剂10-15重量份、重钙25-35重量份、钛白粉5-15重量份、催化剂0.1-1重量份、溶剂油0.5-5重量份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯涂料，其中，所述聚氨酯涂料的原料组成包括A组分和B组分，其中：
A组分包括：
聚醚二元醇60-65重量份、聚醚三元醇5-10重量份、异佛尔酮二异氰酸酯5-10重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯20-25重量份、偶联剂0.2-0.4重量份；
B组分包括：
聚醚多元醇5-9重量份、氯化石蜡33-37重量份、分散剂0.4-0.6重量份、颜料2-4重量份、硫化剂11-13重量份、重钙28-32重量份、钛白粉8-12重量份、催化剂0.4-0.6重量份、溶剂油1-3重量份。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂A-151、硅烷偶联剂A-171和硅烷偶联剂KH-792中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述颜料选自氧化铁棕、酞菁蓝和酞菁绿中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述分散剂选自XLX-1361、HY-1010和EBS中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述硫化剂为3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷。
7.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述催化剂选自辛酸亚锡、有机锡TL-100和T-22中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的聚氨酯涂料，其中，所述A组分和所述B组分的重量比为1：0.8-1.2。
9.权利要求1-8中任意一项所述的聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
制备A组分：
将聚醚二元醇和聚醚三元醇于反应釜中混合搅拌，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为110-120℃，脱水；控制体系温度为70-80℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌；控制体系温度为85-93℃，进行第一反应，控制体系温度为70-80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌；控制体系温度为85-93℃，进行第二反应；控制体系温度为55-65℃，加入偶联剂，搅拌；控制体系温度为45-55℃，真空脱气，得到A组分；
制备B组分：
将聚醚多元醇、分散剂、氯化石蜡于反应釜中混合搅拌，控制体系温度为90-99℃，加入颜料、硫化剂、重钙、钛白粉，抽真空至压力≤-0.095MPa，控制体系温度为100-120℃，脱水；控制体系温度为55-65℃，依次加入催化剂和溶剂油，搅拌；控制体系温度为45-55℃，真空脱气，得到B组分。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，
第一反应的时间为50-70min；
第二反应的时间为100-140min。
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CN1392171A (zh) * 2002-07-12 2003-01-22 丛树枫 弹性高强度聚氨酯预聚物的制备及其应用
CN101818022A (zh) * 2009-02-26 2010-09-01 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 垂直型单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN104559733A (zh) * 2015-01-16 2015-04-29 徐州卧牛山新型防水材料有限公司 双组分聚氨酯防水涂料

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