CN111087917A - 一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，通过选择合适的基体配比，改变塑化剂与氰酸根原料的使用量，保证所制备涂料不仅起到粘接作用，还能保证自己具有一定的力学性能。与此同时，由于制备过程中反应温度较低，从而使原料的结构在整个生产过程中不被破坏。

Description

一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水涂料制备技术领域，更具体地，涉及一种无溶剂单组分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。相对于多组分聚氨酯防水涂料而言，单组分聚氨酯防水涂料施工较简单，对施工操作人员的要求较低，同时，单组分聚氨酯防水涂料的适用期长，性能稳定，因此，近年来聚氨酯成为防水涂料的发展方向。
目前单组分聚氨酯防水涂料主要以潮气固化型为主，潮气固化主要是指聚氨酯材料中的异氰酸酯基(-NCO)直接与空气中的水分反应，进而在材料表面形成一层涂膜，该防水涂料的成本较低，但是潮气固化性聚氨酯在固化过程中会产生二氧化碳，导致涂层气泡较多，影响储存稳定性及涂料使用，针对该问题，通常在制备时会添加多种助剂，通过添加不同种类的助剂，解决涂料使用时出现的悬挂，气泡，粘接性，柔性等问题，且与高分子、水泥基体，钢铁等的粘结力均很强。
发明内容
本发明提供一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，以解决现有的单组分防水涂料涂层中出现的悬挂，起泡，粘接性不强等问题而生产制备一种粘结性能好、力学性能强的无溶剂单组份高固体含量的聚氨酯涂料。
根据本发明的一个方面，提供了一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，按重量份计包括以下组分：
Figure BDA0002348417030000021
在上述方案基础上优选，所述甲苯二异氰酸酯为TDI80/20。
在上述方案基础上优选，所述分散剂为分散剂为BYK9010和CW-163的一种或多种的组合。
在上述方案基础上优选，所述催化剂为WCAT-WS8、CUT-HAB、水杨酸或者其中一种。
在上述方案基础上优选，所使用的填料为滑石粉、碳酸钙、钛白粉、碳黑或其中的一种。
在上述方案基础上优选，所述聚氧化丙烯二醇和所述聚氧化丙烯三醇为聚氨酯合成中的多元醇原料。
本发明还提供了一种制备所述的无溶剂单组分聚氨酯防水涂料的方法，包括以下步骤：
步骤S1，按所述比例，称取所述聚氧化丙烯二醇和所述聚氧化丙烯三醇，对两者在常温下加水进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温，向反应器内添加50％的甲苯二异氰酸酯，继续升温，当温度升至80℃时，恒温反应2-3h；
步骤S2，边搅拌边加入填料以及消泡剂，分散剂，塑化剂，而后加入之前所剩的甲苯二异氰酸酯，降温至70℃，反应1.5h，而后加入催化剂反应0.5h，接着逐步降温，直至出料。
在上述方案基础上优选，还包括，
将上述所得的半成品放入行星式球磨机进行研磨30-60min，再从研磨罐中到出成品，即为所制备的无溶剂单组分聚氨酯防水涂料。
本发明的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，通过选择合适的基体配比，改变塑化剂与氰酸根原料的使用量，保证所制备涂料不仅起到粘接作用，还能保证自己具有一定的力学性能。与此同时，由于制备过程中反应温度较低，搅拌可以让物料自由反应升温，而一般人设定的温度为45-150℃，本实验反应温度为50-80℃，相对而言，反应温度较低，施工起来也更容易，不必担心温度过高或者过低对防水涂料的机械性能以及实干、表干时间造成影响，从而使原料的结构在整个生产过程中不被破坏。
与现有技术相比较，本发明具备以下优点：
1、本发明未添加有机溶剂，制备的单组份聚氨酯防水涂料的固体含量很高，减少了对人体所造成的伤害。
2、本发明制得的单组分聚氨酯涂料的附着力很好，这保证了涂料对基体的粘结性能强。
3、本发明制备的防水涂层可随意卷曲拉伸，机械性能强，能保证其在各种基体上的涂刷与应用。
4、本发明制备的防水涂层的气密性好，无起泡现象。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)10份，塑化剂3份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内，加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例2：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)15份，塑化剂3份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例3：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)20份，塑化剂3份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内，加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例4：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)25份，塑化剂3份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内，加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例5：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)20份，塑化剂2份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内，加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例6：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)10份，塑化剂3份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
实施例7：
本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料，由下列重量份数的原料组成，聚氧化丙烯二醇(N-220)40份，聚氧化丙烯三醇(N-330)5份，甲苯二异氰酸酯(TDI)10份，塑化剂4份，催化剂1份，消泡剂4份，分散剂9份，阻聚剂0.05份，填料14份，按照上述重量份数将基体多元醇称量混合搅拌，采用三口烧瓶对两者在常温下进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温；当温度为35°，向反应器内，加入异氰酸酯，升到最高温度为80℃，在最高温度下恒温反应2.5小时，接着再加入各种助剂以及剩余的甲苯二异氰酸酯，反应1.5h，再加入催化剂，反应0.5h，进而逐步降温，直至出料，最后经研磨之后得到最终成品涂料。
各实施例的性能测试结果如下：
Figure BDA0002348417030000071
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：
Figure FDA0002348417020000011
2.如权利要求1所述的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯为TDI80/20。
3.如权利要求2所述的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述分散剂为分散剂为BYK9010和CW-163的一种或多种的组合。
4.如权利要求2所述的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述催化剂为WCAT-WS8、CUT-HAB、水杨酸或者其中一种。
5.如权利要求2所述的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所使用的填料为滑石粉、碳酸钙、钛白粉、碳黑或其中的一种。
6.如权利要求1所述的一种无溶剂单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述聚氧化丙烯二醇和所述聚氧化丙烯三醇为聚氨酯合成中的多元醇原料。
7.一种制备如权利要求1所述的无溶剂单组分聚氨酯防水涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，按权利要求1所述比例，称取所述聚氧化丙烯二醇和所述聚氧化丙烯三醇，在常温下，对其进行搅拌混合，抽真空，保持真空度在0.06-0.065MPa，边搅拌边升温，向三口烧瓶内添加之前称取的50％的甲苯二异氰酸酯，继续升温，当温度升至80℃时，恒温反应2-3h；
步骤S2，边搅拌边加入填料以及消泡剂，分散剂，塑化剂，而后加入之前所剩的甲苯二异氰酸酯，降温至70℃，反应1.5h，而后加入催化剂反应0.5h，接着逐步降温，直至出料。
8.如权利要求7所述的一种制备无溶剂单组分聚氨酯防水涂料的方法，其特征在于，还包括，
将上述所得的半成品放入行星式球磨机进行研磨30-60min，再从研磨罐中到出成品，即为所制备的无溶剂单组分聚氨酯防水涂料。
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