CN111073490A - 单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，按重量份包括：32~48重量份NCO基预聚体、12~16重量份填料、0.8~1.5重量份溶剂、3.2~6重量份潜固化剂和0.05~0.12重量份助剂；本发明的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料通过同时采用噁唑烷类潜固化剂和封闭胺类潜固化剂具有加热固化和湿气固化的两种固化方式，使得本防水涂料既可以应用于高铁桥梁伸缩缝面热处理快速固化层，还可以作为普通单组分防水涂料应用于屋顶、墙壁防水等；本实施例还可以在湿固化过程中减少CO2气体的放出量，从而解决单组分湿固化聚氨酯防水涂料固化过程中容易出现气泡、鼓包的技术问题。

Description

单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，具体涉及一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料。
背景技术
单组分湿固化聚氨酯防水涂料含有活性的异氰酸酯基团（NCO基），具有使用时不需要计量，施工方便的优点；而单组分热固化聚氨酯防水涂料一般采用封闭异氰酸酯的方法，即用苯酚、己内酰胺等封闭剂封闭NCO基团，此发解封闭温度高且较慢，不适合于高铁现场施工。
发明内容
本发明的目的是提供一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，按重量份包括：32~48重量份NCO基预聚体、12~16重量份填料、0.8~1.5重量份溶剂、3.2~6重量份潜固化剂和0.05~0.12重量份助剂。
进一步，所述潜固化剂按重量份包括：1.5~2重量份噁唑烷类潜固化剂和5.5~6重量份封闭胺类潜固化剂。
进一步，所述填料包括：重质碳酸钙；以及所述重质碳酸钙的粒径为800-1500目。
进一步，所述溶剂为100#溶剂油。
进一步，所述助剂包括：有机锡类催化剂。
进一步，所述NCO基预聚体按重量份包括：28~35重量份聚醚多元醇、6~10重量份多异氰酸酯和0.2~0.8重量份增强剂。
进一步，所述聚醚多元醇按重量份包括：22~25重量份聚醚二元醇和6~10重量份聚醚三元醇；其中所述聚醚二元醇的分子量为2000、羟值为56mgKOH/g；所述聚醚三元醇的分子量为3000、羟值为35mgKOH/g。
进一步，所述多异氰酸酯按重量份包括：1.2~2重量份2,4-甲苯二异氰酸酯和4.8~8重量份2,6-甲苯二异氰酸酯。
进一步，所述增强剂为功能化石墨烯、玻璃纤维、纳米二氧化硅、氮化硼、陶瓷纤维中的一种或几种。
进一步，所述增强剂为功能化石墨烯增强剂；所述功能化石墨烯增强剂通过将石墨烯分散于乙醇溶液中，再加入亲油改性剂共混，进行亲油接枝改性制成。
本发明的有益效果是，本发明的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料通过同时采用噁唑烷类潜固化剂和封闭胺类潜固化剂具有加热固化和湿气固化的两种固化方式，使得本防水涂料既可以应用于高铁桥梁伸缩缝面热处理快速固化层，还可以作为普通单组分防水涂料应用于屋顶、墙壁防水等；本实施例还可以在湿固化过程中减少CO2气体的放出量，从而解决单组分湿固化聚氨酯防水涂料固化过程中容易出现气泡、鼓包的技术问题；还通过选用800-1500目的重质碳酸钙能够达到填充密实，细微孔洞少，使本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度高的目的；进一步，通过聚醚多元醇、多异氰酸酯和增强剂制出力学性能更优的NCO基预聚体，使本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料拥有更高的撕裂强度和拉伸强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为聚醚三元醇的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
图2为添加增强剂的情况下，聚醚三元醇的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
图3为多异氰酸酯的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
图4为添加增强剂的情况下，多异氰酸酯的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1提供了一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，按重量份包括：32~48重量份NCO基预聚体、12~16重量份填料、0.8~1.5重量份溶剂、3.2~6重量份潜固化剂和0.05~0.12重量份助剂。
在本实施例中，所述潜固化剂按重量份包括：1.5~2重量份噁唑烷类潜固化剂和5.5~6重量份封闭胺类潜固化剂。
具体的，本实施例通过同时采用噁唑烷类潜固化剂和封闭胺类潜固化剂具有加热固化和湿气固化的两种固化方式，使得本防水涂料既可以应用于高铁桥梁伸缩缝面热处理快速固化层，还可以作为普通单组分防水涂料应用于屋顶、墙壁防水等；本实施例还可以在湿固化过程中减少CO2气体的放出量，从而解决单组分湿固化聚氨酯防水涂料固化过程中容易出现气泡、鼓包的技术问题。
具体的，足够重量份的噁唑烷类潜固化剂可将防水涂料内吸收的微量水分转化为小分子醇胺，减少NCO基预聚体与水分产生CO2的反应，从而减少防水涂料内的气泡；但过量的噁唑烷类潜固化剂会起到增塑作用，导致防水涂料的力学性能变差，因此，本实施例中，采用1.5~2重量份的噁唑烷类潜固化剂1.5~2重量份。
具体的，在采用封闭胺类潜固化剂进行热固化时，在热固化过程会释放含有苯环的活性二元胺化合物，苯环能够增加防水涂料的力学性能，因此，本实施例中，采用5.5~6重量份的封闭胺类潜固化剂，使热固化反应完成，以提高防水涂料的力学性能。
在本实施例中，所述填料包括：重质碳酸钙；以及所述重质碳酸钙的粒径为800-1500目，重质碳酸钙的粒径不宜过大，也不宜过小，通过选用800-1500目的重质碳酸钙能够达到填充密实，细微孔洞少，使本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度高的目的。
在本实施例中，所述溶剂为100#溶剂油。
为了控制本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料固化速度和表干时间，在单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料中添加催化剂作为助剂，即在本实施例中，所述助剂包括：0.05~0.12重量份有机锡类催化剂。
具体的，由于热固化时封闭胺释放的氨基活性较高，能与NCO基团快速反应而交联固化，使有机锡类催化剂的催化作用被掩盖；但控制适量的有机锡类催化剂，可提升湿固化防水涂料中NCO基团与噁唑烷类潜固化剂吸收水分转化成的小分子醇胺的反应活性，使湿固化的固化速度增加，表干时间降低，即控制有机锡类催化剂的重量份为0.05~0.12重量份，既可保持本聚氨酯防水涂料良好的固化速度和表干时间，又可避免过多的催化剂影响聚氨酯防水涂料储存稳定性。
进一步，所述NCO基预聚体按重量份包括：28~35重量份聚醚多元醇、6~10重量份多异氰酸酯和0.2~0.8重量份增强剂。
具体的，所述NCO基预聚体通过聚醚多元醇和多异氰酸酯反应制得，以及通过添加增强剂提高NCO基预聚体力学性能，从而提高本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度和拉伸强度。
作为本实施例聚醚多元醇可选的一种实施方式：
所述聚醚多元醇按重量份包括：22~25重量份聚醚二元醇和6~10重量份聚醚三元醇；其中所述聚醚二元醇的分子量为2000、羟值为56mgKOH/g；所述聚醚三元醇的分子量为3000、羟值为35mgKOH/g。
作为本实施例多异氰酸酯可选的一种实施方式：
所述多异氰酸酯按重量份包括：1.2~2重量份2,4-甲苯二异氰酸酯和4.8~8重量份2,6-甲苯二异氰酸酯。
可选的，所述增强剂为功能化石墨烯、玻璃纤维、纳米二氧化硅、氮化硼、陶瓷纤维中的一种或几种。
优选的，所述增强剂为功能化石墨烯增强剂。
具体的，所述功能化石墨烯增强剂通过将石墨烯分散于乙醇溶液中，再加入亲油改性剂共混，进行亲油接枝改性制成，通过在聚醚多元醇和多异氰酸酯反应过程中加入功能化石墨烯增强剂，可大大提高单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度和拉伸强度。
具体的，在将本NCO基预聚体应用到制备单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料后，发现聚醚多元醇的含量和多异氰酸酯的含量均对单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度影响较为明显：
图1为聚醚三元醇的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
如图1所示，在撕裂强度试验中发现，单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度随聚醚三元醇的含量的增加而降低，因此设定聚醚多元醇的含量时，将聚醚三元醇的含量设定的少一些，即聚醚多元醇中聚醚三元醇的含量为19%-32%，以在确保化学交联密度的情况下，尽量提高单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度。
图2为添加增强剂的情况下，聚醚三元醇的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
如图2所示，在撕裂强度试验中还发现，在图1的基础上，添加增强剂后，单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度得到了明显改善。
图3为多异氰酸酯的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图；
如图3所示，在撕裂强度试验中还发现，单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度随多异氰酸酯的含量的增加而增加，因此设定合适的多异氰酸酯的含量能够提高单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度。
图4为添加增强剂的情况下，多异氰酸酯的含量与单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度的对应关系图。
如图4所示，在撕裂强度试验中还发现，在图3的基础上，添加增强剂后，单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度得到了明显改善。
其中，多异氰酸酯的含量是指NCO基预聚体中-NCO的质量分数。
综上所述，本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料通过同时采用噁唑烷类潜固化剂和封闭胺类潜固化剂具有加热固化和湿气固化的两种固化方式，使得本防水涂料既可以应用于高铁桥梁伸缩缝面热处理快速固化层，还可以作为普通单组分防水涂料应用于屋顶、墙壁防水等；本实施例还可以在湿固化过程中减少CO2气体的放出量，从而解决单组分湿固化聚氨酯防水涂料固化过程中容易出现气泡、鼓包的技术问题；还通过选用800-1500目的重质碳酸钙能够达到填充密实，细微孔洞少，使本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料的撕裂强度高的目的；进一步，通过聚醚多元醇、多异氰酸酯和增强剂制出力学性能更优的NCO基预聚体，使本单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料拥有更高的撕裂强度和拉伸强度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，按重量份包括：
32~48重量份NCO基预聚体、12~16重量份填料、0.8~1.5重量份溶剂、3.2~6重量份潜固化剂和0.05~0.12重量份助剂。
2.根据权利要求1所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述潜固化剂按重量份包括：
1.5~2重量份噁唑烷类潜固化剂和5.5~6重量份封闭胺类潜固化剂。
3.根据权利要求1所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述填料包括：重质碳酸钙；以及
所述重质碳酸钙的粒径为800-1500目。
4.根据权利要求1所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述溶剂为100#溶剂油。
5.根据权利要求1所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述助剂包括：有机锡类催化剂。
6.根据权利要求1所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述NCO基预聚体按重量份包括：
28~35重量份聚醚多元醇、6~10重量份多异氰酸酯和0.2~0.8重量份增强剂。
7.根据权利要求6所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述聚醚多元醇按重量份包括：
22~25重量份聚醚二元醇和6~10重量份聚醚三元醇；其中
所述聚醚二元醇的分子量为2000、羟值为56mgKOH/g；
所述聚醚三元醇的分子量为3000、羟值为35mgKOH/g。
8.根据权利要求7所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述多异氰酸酯按重量份包括：
1.2~2重量份2,4-甲苯二异氰酸酯和4.8~8重量份2,6-甲苯二异氰酸酯。
9.根据权利要求8所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述增强剂为功能化石墨烯、玻璃纤维、纳米二氧化硅、氮化硼、陶瓷纤维中的一种或几种。
10.根据权利要求8所述的单组分湿热双固化聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述增强剂为功能化石墨烯增强剂；
所述功能化石墨烯增强剂通过将石墨烯分散于乙醇溶液中，再加入亲油改性剂共混，进行亲油接枝改性制成。
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