CN111073491B - 一种自愈型聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自愈型聚氨酯防水涂料及其制备方法。这种自愈型聚氨酯防水涂料包括A组分和B组分；其中，A组分包括以下的组分：萜烯酚醛树脂、增塑剂、聚酯多元醇、聚醚多元醇A、二异氰酸酯、催化剂；B组分包括以下的组分：增塑剂、沥青、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、填充油、填料、触变剂、分散剂、扩链剂、消泡剂、催化剂；聚醚多元醇A的数均分子量为2000～4000；聚醚多元醇B的数均分子量为300～500；填料为碱土金属氢氧化物；A组分和B组分的质量比为1：(2～4)。本发明这种自愈型聚氨酯防水涂料具有聚氨酯涂料的拉伸强度和非固化橡胶沥青防水涂料的自愈性，还具有与现有防水卷材粘结优良等特性。

Description

一种自愈型聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水材料技术领域，特别是涉及一种自愈型聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
现代建筑物的渗漏问题是普遍存在的，建筑防水已是现代建筑工程中普遍关注的问题。特别是现代建筑对防水材料性能要求更高，功能更全面，且对环境无污染。
聚氨酯防水涂料是一种较为常见的防水材料，其主要是由异氰酸酯、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、助剂、填料等等，经混合工序加工制成的防水涂料。
现有技术中，CN108276895A公开了一种新型聚氨酯非固化防水涂料及其生产工艺，该防水涂料主要是由异氰酸酯、聚醚多元醇、沥青、橡胶材料、生物质炭、云母粉、硼砂、表面活性剂、胺类扩链剂和流平剂组成。CN110144164A公开了一种聚氨酯防水涂料及其制备方法，该聚氨酯防水涂料包括聚氨酯树脂、石油沥青、MDI、丙二醇、聚醚多元醇、炭黑、高活性氟钛物、填料存留剂、甲基对硫磷、增塑剂、分散剂、固化剂和紫外光吸收剂。但目前现有技术的聚氨酯防水涂料还存在以下的问题：与现有卷材无法复合使用、及非固化橡胶沥青防水涂料强度弱。因为，为了克服这个技术难题，有必要对聚氨酯防水涂料进行改进优化，满足实际应用的需要。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种自愈型聚氨酯防水涂料，本发明的目的之二在于提供这种自愈型聚氨酯防水涂料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
本发明提供了一种自愈型聚氨酯防水涂料。
一种自愈型聚氨酯防水涂料，包括A组分和B组分；
其中，A组分包括以下质量份的组分：
萜烯酚醛树脂3～8份，增塑剂25～40份，聚酯多元醇20～25份，聚醚多元醇A50～60份，二异氰酸酯8～16份，催化剂0.1～1份；
B组分包括以下质量份的组分：
增塑剂30～60份，沥青8～10份，聚醚多元醇A2～6份，聚醚多元醇B4～8份，填充油2～5份，填料20～30份，触变剂0.05～0.2份，分散剂0.1～0.3份，扩链剂2.8～3.5份，消泡剂0.1～0.3份，催化剂0.5～3份；
聚醚多元醇A的数均分子量为2000～4000；
聚醚多元醇B的数均分子量为300～500；
填料为碱土金属氢氧化物；
A组分和B组分的质量比为1：(2～4)。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，A组分包括以下质量份的组分：萜烯酚醛树脂5～8份，增塑剂28～32份，聚酯多元醇23～25份，聚醚多元醇A50～55份，二异氰酸酯8～9份，催化剂0.2～0.3份。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，B组分包括以下质量份的组分：增塑剂40～50份，沥青8～10份，聚醚多元醇A3～5份，聚醚多元醇B5～7份，填充油3.4～4份，填料25～30份，触变剂0.08～0.12份，分散剂0.1～0.2份，扩链剂2.9～3.1份，消泡剂0.1～0.2份，催化剂1～2份。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，A组分和B组分的质量比为1：(2.5～3.5)；最优选的，A组分和B组分的质量比为1：3。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料的A组分和B组分中，增塑剂分别独立选自氯化石蜡42#、氯化石蜡52#、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种；进一步优选的，A组分和B组分中，增塑剂分别独立选自氯化石蜡42#、氯化石蜡52#中的至少一种。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，聚酯多元醇的数均分子量为1500～4000。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，聚酯多元醇选自聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇中的至少一种；进一步优选的，聚酯多元醇选自聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇中的至少一种。在本发明一些优选的具体实施方式中，聚酯多元醇选用聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇HKP-456。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料的A组分和B组分中，聚醚多元醇A均为聚醚三元醇。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料的A组分和B组分中，聚醚多元醇A均为聚醚三元醇DL-3000D。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，聚醚多元醇B为聚醚二元醇。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，聚醚多元醇B为聚醚DL-400。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，二异氰酸酯是由甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)按质量比为(0.5～2.5)：1组成的混合物；进一步优选的，二异氰酸酯是由甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯按质量比为(0.6～2)：1组成的混合物。在本发明一些优选的具体实施方式中，甲苯二异氰酸酯选用TDI-80。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，沥青选自70#沥青、90#沥青中的至少一种；最优选的，沥青为90#沥青。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，填充油选自芳烃油、环烷油中的至少一种；最优选的，填充油为芳烃油。
这种自愈型聚氨酯防水涂料中，填料选自氢氧化钙、氢氧化镁中的至少一种；最优选的，填料为氢氧化钙。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，触变剂选自气相白炭黑、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的至少一种；最优选的，触变剂为气相白炭黑。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料中，扩链剂选自MOCA(3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷)、丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二丙二醇、新戊二醇、乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基甲苯二胺、甲苯二胺、乙醇胺中的至少一种。
这种自愈型聚氨酯防水涂料中，分散剂可选用市售的常见分散剂，如聚氨酯类分散剂或聚丙烯酸酯类分散剂，具体可选用BYK-190、BYK-163、BYK-110、BYK-108、BKY-107、EFKA-5044。
这种自愈型聚氨酯防水涂料中，消泡剂可选用市售的常见消泡剂，如选用有机硅类消泡剂。
优选的，这种自愈型聚氨酯防水涂料的A组分和B组分中，催化剂均为有机锡类催化剂。进一步优选的，A组分和B组分中，催化剂分别独立选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。在本发明一些优选的具体实施方式中，A组分和B组分中的催化剂均选用T-12(二月桂酸二丁基锡)。
本发明还提供了上述自愈型聚氨酯防水涂料的制备方法。
一种上述自愈型聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
一、制备A组分
按A组分的组成，将萜烯酚醛树脂、增塑剂、聚酯多元醇和聚醚多元醇A混合，加热至110℃～120℃，抽真空，然后降温至68℃～72℃，加入二异氰酸酯，升温至78℃～82℃进行反应，然后降温至68℃～72℃，加入催化剂进行反应，然后降温至58℃～62℃，抽真空，得到A组分；
二、制备B组分
按B组分的组成，将增塑剂、沥青、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、填充油、填料、触变剂和分散剂混合，加热至112℃～120℃，抽真空，在105℃～110℃下加入扩链剂混合反应，然后冷却至常温，加入消泡剂和催化剂混合，抽真空，得到B组分。
优选的，制备A组分的步骤中，抽真空均是抽真空至-0.095MPa～-0.1MPa。
优选的，制备A组分的步骤中，加入二异氰酸酯反应的时间为1h～3h；进一步优选的，加入二异氰酸酯反应的时间为1.5h～2.5h。
优选的，制备A组分的步骤中，加入催化剂进行反应的时间为20min～60min；进一步优选的，加入催化剂进行反应的时间为25min～35min。
优选的，制备B组分的步骤中，抽真空为抽真空至-0.095MPa～-0.1MPa。
优选的，制备B组分的步骤中，加入扩链剂混合反应的时间10min～30min；进一步优选的，加入扩链剂混合反应的时间15min～25min。
这种自愈型聚氨酯防水涂料的A组分和B组分分别包装，使用时将A组分和B组分混合即可，然后可以将得到的自愈型聚氨酯防水涂料进行涂装使用。
本发明的有益效果是：
本发明这种自愈型聚氨酯防水涂料具有聚氨酯涂料的拉伸强度和非固化橡胶沥青防水涂料的自愈性，还具有与现有防水卷材粘结优良等特性，解决了目前聚氨酯防水涂料与现有卷材无法复合使用、以及非固化橡胶沥青防水涂料强度弱等问题。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点：
1、加入氢氧化钙对产生的CO2进行化学反应，避免产生CO2气泡影响聚氨酯涂料反应成形后的防水性能和外观。
2、加入增粘剂萜烯酚醛树脂和小分子量的聚醚多元醇都具有增强与混凝土以及卷材的粘结强度。
3、本发明的自愈型聚氨酯防水涂料良好的自愈性，可封闭混凝土基层的毛细洞和细微的基层裂缝，能有效的解决建筑构造中混凝土特殊部位的防水及渗漏修复问题。
4、本发明的自愈型聚氨酯防水涂料与防水卷材搭配使用，具有良好的蠕变能力来消除和减少各种不利因素对卷材防水层产生的拉伸应力，避免卷材防水层受到破坏，涂料与卷材形成完整的防水构造层次，可以最大程度减少不利因素对防水系统的影响，提高了防水系统的可靠性和寿命。
5、本发明的自愈型聚氨酯防水涂料具有现在市场所使用的聚氨酯防水涂料的高强度、高延伸率、高固含量、粘结力强的优点。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
实施例1
本例的自愈型聚氨酯防水涂料原料组分配比见表1。
表1实施例1自愈型聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000051
Figure BDA0002350835710000061
实施例2
本例的自愈型聚氨酯防水涂料原料组分配比见表2。
表2实施例2自愈型聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000062
实施例3
本例的自愈型聚氨酯防水涂料原料组分配比见表3。
表3实施例3自愈型聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000063
Figure BDA0002350835710000071
实施例1～3的自愈型聚氨酯防水涂料制备方法如下：
A组分制备工艺：分别按表1～3的组成，准确加入萜烯酚醛树脂、氯化石蜡、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇HKP-456、聚醚三元醇DL-3000D升温至(115±2)℃，抽真空至(-0.095～-0.1)MPa，2h后，停止抽真空，待温度降低至70℃时，精确加入TDI-80和MDI后，升温至80℃，反应2h，降温至70℃时，加入催化剂T-12，反应30min后，降温至60℃抽真空至(-0.095～-0.1)MPa、10min后出料，得到A组分。
B组分制备工艺：分别按表1～3的组成，准确加入氯化石蜡、90#沥青、聚醚三元醇DL-3000D、聚醚DL-400、芳烃油、氢氧化钙、气相白炭黑、分散剂升温至(115±2)℃，抽真空至(-0.095～-0.1)MPa，2h后，温度在(108±2)℃条件下加入MOCA，搅拌20min后，冷却至常温加入消泡剂、催化剂T-12，抽真空至(-0.095～-0.1)MPa、10min后出料，得到B组分。
使用时，将A组分和B组分按质量比1:3混合，得到自愈型聚氨酯防水涂料。
对比例1
本例的聚氨酯防水涂料原料组分配比见表4。
表4对比例1聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000081
对比例1的防水涂料制备方法与实施例1相比，除了制备B组分时不加入聚醚DL-400，其余制备方法均与实施例1的相同。
对比例2
本例的聚氨酯防水涂料原料组分配比见表5。
表5对比例2聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000082
Figure BDA0002350835710000091
对比例2的防水涂料制备方法与实施例2相比，除了制备A组分时不加入萜烯酚醛树脂，其余制备方法均与实施例2的相同。
对比例3
本例的聚氨酯防水涂料原料组分配比见表6。
表6对比例3自愈型聚氨酯防水涂料的原料组成
Figure BDA0002350835710000092
Figure BDA0002350835710000101
对比例3的防水涂料制备方法与实施例3相比，除了制备B组分时将氢氧化钙替代为硫酸钡，其余制备方法均与实施例3的相同。
将实施例1～3和对比例1～3制得的聚氨酯防水涂料进行性能测试，测试按GB/T19250-2013国家标准和JC/T 2428-2017行业标准进行。测试结果见表7。
表7防水涂料的测试结果
Figure BDA0002350835710000102
Figure BDA0002350835710000111
Figure BDA0002350835710000121
根据表7，对比实施例1与对比例1实验结果可知，加入聚醚DL400可以显著提升自愈型聚氨酯防水涂料粘结性能；对比实施例2与对比例2实验结果可知，加入萜烯酚醛树脂可以显著提升自愈型聚氨酯防水涂料粘结性能；从对比例1与对比例2的实验结果可知，单独加入萜烯酚醛树脂或聚醚DL400粘结性能都不能达标；对比实施例3与对比例3实验结果可知，加入氢氧化钙能很好的消除气泡对外观的影响。
通过试验结果可知，本发明的自愈型聚氨酯防水涂料具有更好的拉伸强度和自愈性，并且本发明的自愈型聚氨酯防水涂料与沥青卷材基面粘结性能都能100％内聚破坏，与高分子卷材基面粘结性能都能100％内聚破坏。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自愈型聚氨酯防水涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下质量份的组分：
萜烯酚醛树脂3～8份，增塑剂25～40份，聚酯多元醇20～25份，聚醚多元醇A 50～60份，二异氰酸酯8～16份，催化剂0.1～1份；
所述B组分包括以下质量份的组分：
增塑剂30～60份，沥青8～10份，聚醚多元醇A 2～6份，聚醚多元醇B 4～8份，填充油2～5份，填料20～30份，触变剂0.05～0.2份，分散剂0.1～0.3份，扩链剂2.8～3.5份，消泡剂0.1～0.3份，催化剂0.5～3份；
所述聚醚多元醇A的数均分子量为2000～4000；
所述聚醚多元醇B的数均分子量为300～500；
所述二异氰酸酯是由甲苯二异氰酸酯与二苯基甲烷二异氰酸酯按质量比为(0.5～2.5)：1组成的混合物；
所述填料选自氢氧化钙、氢氧化镁中的至少一种；
所述触变剂选自气相白炭黑、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的至少一种；
所述A组分和B组分中，增塑剂分别独立选自氯化石蜡42#、氯化石蜡52#、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种；
所述A组分和B组分中，催化剂均为有机锡类催化剂；
所述A组分和B组分的质量比为1：(2～4)；
所述自愈型聚氨酯防水涂料的制备方法包括以下步骤：
一、制备A组分
按A组分的组成，将萜烯酚醛树脂、增塑剂、聚酯多元醇和聚醚多元醇A混合，加热至110℃～120℃，抽真空，然后降温至68℃～72℃，加入二异氰酸酯，升温至78℃～82℃进行反应，然后降温至68℃～72℃，加入催化剂进行反应，然后降温至58℃～62℃，抽真空，得到A组分；
二、制备B组分
按B组分的组成，将增塑剂、沥青、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、填充油、填料、触变剂和分散剂混合，加热至112℃～120℃，抽真空，在105℃～110℃下加入扩链剂混合反应，然后冷却至常温，加入消泡剂和催化剂混合，抽真空，得到B组分。
2.根据权利要求1所述的一种自愈型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述A组分和B组分中，聚醚多元醇A均为聚醚三元醇DL-3000D。
3.根据权利要求1所述的一种自愈型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚醚多元醇B为聚醚DL-400。
4.根据权利要求1所述的一种自愈型聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述扩链剂选自MOCA、丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、 1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二丙二醇、新戊二醇、乙二胺、异佛尔酮二胺、1,6-己二胺、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基甲苯二胺、甲苯二胺、乙醇胺中的至少一种。
5.一种权利要求1～4任一项所述自愈型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、制备A组分
按A组分的组成，将萜烯酚醛树脂、增塑剂、聚酯多元醇和聚醚多元醇A混合，加热至110℃～120℃，抽真空，然后降温至68℃～72℃，加入二异氰酸酯，升温至78℃～82℃进行反应，然后降温至68℃～72℃，加入催化剂进行反应，然后降温至58℃～62℃，抽真空，得到A组分；
二、制备B组分
按B组分的组成，将增塑剂、沥青、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、填充油、填料、触变剂和分散剂混合，加热至112℃～120℃，抽真空，在105℃～110℃下加入扩链剂混合反应，然后冷却至常温，加入消泡剂和催化剂混合，抽真空，得到B组分。
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