CN111548719B - 一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。包括异氰酸酯预聚体（甲组分）及与异氰酸酯反应的固化剂（乙组分）。制备甲组分的原料为高分子量聚醚多元醇、二异氰酸酯，其在25℃下的粘度小于1200mpa.s。制备乙组分的原料为液体扩链剂、聚醚多元醇、液体填料、无机多孔填料、助剂、流变控制助剂等，其在25℃下的粘度小于2500mpa.s，且触变性好，甲乙组分按比例混合后，经压力作用可喷涂施工。本发明通过合理的配方设计，制备出的聚氨酯防水涂料可喷涂实施，兼顾防水与透气性，在潮湿及多孔基面施工时，有利于内部气体等排出，减少涂膜气孔产生。

Description

一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及双组分聚氨酯防水涂料领域，具体涉及一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
双组分聚氨酯涂料固化后是一种呈橡胶状的高弹性涂膜，因其优异的综合性能而广泛应用。但在实际应用过程中，随着环保压力及用工成本日益增长，对聚氨酯防水涂料的施工性提出了更高的要求，更受施工环境(温湿度、水泥基面多孔、涂膜养护条件等)、涂膜工艺、涂料本身的影响，可能会出现涂膜表面气泡、鼓包等各种涂膜弊病，这些问题的出现不仅影响涂膜的美观，尤其影响涂膜的防水性能，缩短材料的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于解决技术背景部分记载的常见问题，提供了一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料。本发明通过选用液体扩链剂及解絮凝型分散剂，辅以液体流变控制助剂，使体系达到合适的喷涂施工粘度，再通过分子设计，选用高分子量聚醚多元醇，柔性链段更长，链段自由移动性好，从分子结构上提供涂膜一定的透气性，再搭配分子筛及云母粉料，形成相互贯穿的孔隙结构，允许小分子气态物质(如水蒸气、空气等)透过，保证了涂膜整体的透气性，而液态物质因表面张力作用无法穿过此类微孔，从而赋予涂膜良好的防水透气性及更好的施工适应性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，其特征在于，包括：甲组分、乙组分，按质量比计，甲组分和乙组分的配比为1：2.5。其中，甲组分按质量份包括：6～12份甲苯二异氰酸酯，40～66份聚醚1，12～22份聚醚2。所述聚醚1为分子量4000-6000的直链型聚醚二元醇，所述的聚醚2为分子量6000-8000的聚醚三元醇。
乙组分按质量份包括：20～30份聚醚3，15～20份液体填料，6～10份液体扩链剂，2.5～5份分散剂，30～40份填料，1-4份颜料，0.5～1.5份消泡剂，5～10份分子筛，0.8～4份流变控制助剂，0～0.2份催化剂。所述的聚醚3为分子量3000-6000之间的弹性聚醚三元醇。
该发明专利所述预聚体组分中聚醚1与聚醚2比常规聚氨酯防水涂料所用聚醚2000、聚醚3000分子量更大，赋予分子链段良好的柔顺性，自由移动性好，有利于排气。
所述液体填料为环烷油、氯化石蜡52中的一种或几种。
所述液体扩链剂液体二元仲氨基固化剂，优选地，为苏州湘园化工ML-200。
所述分散剂为解絮凝型分散剂，具有明显的降粘效果，牌号为德国BYK公司生产的DISPERBYK107、DISPERBYK108、DISPERBYK111中的一种。
所述消泡剂为德国BYK公司生产的BYK065、BYK066N、BYK8800中的一种。
所述填料为云母粉及分子筛。云母粉的片状结构，在涂膜内形成基本平行的取向排列，其阻隔防水效果更佳辅以分子筛均匀的微孔结构，为小分子气态物质(如水蒸气、空气等)的逸出提供了通道。
所述流变控制助剂为德国BYK公司生产的BYK410、BYK430中的一种。
所述可喷涂是通过选用液体扩链剂及解絮凝型分散剂，辅以液体流变控制助剂，使体系达到合适的喷涂施工粘度，再通过分子设计，选用高分子量聚醚多元醇，柔性链段更长，链段自由移动性好，从分子结构上提供涂膜一定的透气性，再搭配分子筛及云母粉料，形成相互贯穿的孔隙结构，允许小分子气态物质(如水蒸气、空气等)透过，保证了涂膜整体的透气性，而液态物质因表面张力作用无法穿过此类微孔，从而赋予涂膜良好的防水透气性及更好的施工适应性。
可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料制备工艺如下：
步骤1，制备异氰酸酯预聚体(甲组分)：将高分子量的聚醚二元醇DL4000D和聚醚三元醇EP3600混合均匀，边搅拌边升温至90～100℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水1～2h，用卡尔费休水分测定仪检测水分含量小于0.05％后降温至70～75℃(若水分含量不小于0.05％，继续脱水直至水分含量小于0.05％后进行下一步)，缓慢滴加入二异氰酸酯，在80～85℃下反应2～3h后，降温至60℃后出料即得甲组分；
步骤2，制备与异氰酸酯反应的固化剂(乙组分)：将聚醚三元醇EP330N、液体填料、解絮凝分散剂、液体扩链剂加入多功能强力分散搅拌机内搅拌升温至80±5℃后，搅拌加入填料、氧化铁红，升温至115±5℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水2～3h，脱水阶段温度控制在115±5℃，脱水结束后停止加热开始降温，当温度降至70±5℃时，加入催化剂、分子筛、流变控制助剂，停止加热，继续搅拌0.5～1h后出料即可。
步骤3，使用前将甲组分和乙组分按质量比为1:2.5配比混合均匀后，可喷涂施工。
本发明中制备的聚氨酯防水涂料配方中的原料高分子量聚醚，柔性链段更长，链段自由移动性好，从分子结构上提供涂膜一定的透气性，再搭配分子筛及云母粉料，形成相互贯穿的孔隙结构，允许小分子气态物质(如水蒸气、空气等)透过，保证了涂膜整体的透气性，而液态物质因表面张力作用无法穿过此类微孔，从而赋予涂膜良好的防水透气性。另通过合理的配方设计，使得制备的甲组分的原料在25℃下的粘度小于1200mpa·s，更制备乙组分的原料选用液体扩链剂、液体填料、无机多孔填料、解絮凝型分散剂、流变控制助剂等，其在25℃下的粘度小于2500mpa.s，且触变性好，甲乙组分按比例混合后，经压力作用可喷涂施工。本发明中的双组分聚氨酯防水涂料，可喷涂实施，兼顾防水与透气性，在潮湿及多孔基面施工时，有利于内部气体等排出，减少涂膜气孔产生。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，以方便本领域技术人员参照说明书可达到实验结果重现，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例1的甲组分制备(按质量份)如下：将54份聚醚二元醇DL4000D、18份聚醚三元醇EP3600混合均匀，边搅拌边升温至90～100℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水1h，用卡尔费休水分测定仪检测水分含量小于0.05％后降温至70～75℃(若水分含量不小于0.05％，继续脱水直至水分含量小于0.05％后进行下一步)，缓慢滴加入6份TDI-80在80～85℃下反应2～3h后，降温至60℃后出料即得甲组分；
本实施例1的乙组分制备(按质量份)如下：将20份聚醚EP330N、15份氯化石蜡52、2.5份DISPERBYK107、6份液体扩链剂ML-200、加入多功能强力分散搅拌机内搅拌升温至80±5℃后，搅拌加入25份云母粉、1.5份氧化铁红，升温至115±5℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水2～3h，脱水阶段温度控制在115±5℃，脱水结束后停止加热开始降温，当温度降至70±5℃时，依次加入0.5份BYK065、5份分子筛、0.2份二月桂酸二丁基锡、1.2份BYK410，停止加热，继续搅拌0.5～1h后出料即可。
实施例2：
本实施例2的甲组分制备(按质量份)如下：将57份聚醚二元醇DL4000D、19份聚醚三元醇EP3600混合均匀，边搅拌边升温至90～100℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水1h，用卡尔费休水分测定仪检测水分含量小于0.05％后降温至70～75℃(若水分含量不小于0.05％，继续脱水直至水分含量小于0.05％后进行下一步)，缓慢滴加入8份TDI-80在80～85℃下反应2～3h后，降温至60℃后出料即得甲组分；
本实施例2的乙组分制备(按质量份)如下：将25份聚醚EP330N、20份氯化石蜡52、2.5份DISPERBYK108、8份液体扩链剂ML-200、加入多功能强力分散搅拌机内搅拌升温至80±5℃后，搅拌加入25份云母粉、1.5份氧化铁红，升温至115±5℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水2～3h，脱水阶段温度控制在115±5℃，脱水结束后停止加热开始降温，当温度降至70±5℃时，依次加入0.5份BYK066N、8份分子筛、0.2份二月桂酸二丁基锡、2份BYK430，停止加热，继续搅拌0.5～1h后出料即可。
实施例3：
本实施例3的甲组分制备(按质量份)如下：将63份聚醚二元醇DL4000D、21份聚醚三元醇EP3600混合均匀，边搅拌边升温至90～100℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水1h，用卡尔费休水分测定仪检测水分含量小于0.05％后降温至70～75℃(若水分含量不小于0.05％，继续脱水直至水分含量小于0.05％后进行下一步)，缓慢滴加入10份TDI-80在80～85℃下反应2～3h后，降温至60℃后出料即得甲组分；
本实施例3的乙组分制备(按质量份)如下：将25份聚醚EP330N、15份环烷油、3份DISPERBYK111、10份液体扩链剂ML-200、加入多功能强力分散搅拌机内搅拌升温至80±5℃后，搅拌加入30份云母粉、1.5份氧化铁红，升温至115±5℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水2～3h，脱水阶段温度控制在115±5℃，脱水结束后停止加热开始降温，当温度降至70±5℃时，依次加入1份BYK065、8份分子筛、0.2份二月桂酸二丁基锡、3.2份BYK410，停止加热，继续搅拌0.5～1h后出料即可。
实施例4：
本实施例4的甲组分制备(按质量份)如下：将66份聚醚二元醇DL4000D、22份聚醚三元醇EP3600混合均匀，边搅拌边升温至90～100℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水1h，用卡尔费休水分测定仪检测水分含量小于0.05％后降温至70～75℃(若水分含量不小于0.05％，继续脱水直至水分含量小于0.05％后进行下一步)，缓慢滴加入12份TDI-80在80～85℃下反应2～3h后，降温至60℃后出料即得甲组分；
本实施例4的乙组分制备(按质量份)如下：将30份聚醚EP330N、20份环烷油、4份DISPERBYK108、10份液体扩链剂ML-200、加入多功能强力分散搅拌机内搅拌升温至80±5℃后，搅拌加入30份云母粉、1.5份氧化铁红，升温至115±5℃，保持真空度-0.08～-0.09MPa下脱水2～3h，脱水阶段温度控制在115±5℃，脱水结束后停止加热开始降温，当温度降至70±5℃时，依次加入1.5份BYK8800、10份分子筛、0.2份二月桂酸二丁基锡、4.0份BYK430，停止加热，继续搅拌0.5～1h后出料即可。
对比例1：一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料的乙组分中将2.5份解絮凝型分散剂DISPERBYK107、6份液体扩链剂ML-200替换为2.5份受控絮凝润湿分散剂ANTI-TERRA-203及6份固体橡胶硫化剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，其他同实施例1。在此条件下，该涂料乙料粘度稍大，25℃涂料起始粘度6880mpas，混合后粘度偏大，不适于喷涂施工。
对比例2：一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料的乙组分中将25份云母粉、5份分子筛替换为30份碳酸钙粉料，其他同实施例1。在此条件下，该涂料乙料粘度稍大，可喷涂施工性差且因无气孔逸出通道，经喷涂设备压出后易出现鼓包现象，影响施工性能。
对比例3：一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料的乙组分中不加入流变控制助剂，其他同实施例1。在此条件下，该涂料乙料粘度小，涂料贮存稳定性差，50℃贮存7d后底部有较多沉淀。
对比例4：一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料的甲组分中将54份聚醚二元醇DL4000D、18份聚醚三元醇EP3600替换为72份聚醚二元醇DL4000D，其他同实施例1，进行性能检测。
对比例5：一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料的乙组分中将25份云母粉、5份分子筛替换为30份云母粉，其他同实施例1，进行性能检测。
性能测试(具体结果见下表)：
将甲组分和乙组分按质量比为1:2.5配比混合均匀：
①采用GB/T19250-2013进行实施例涂膜拉伸性能、粘结强度、不透水性、吸水率等性能检测；按JG/T 309的规定进行水蒸气透过率的测试。
②采用Brookfield DV2T旋转粘度计，6号转子，10RPM，记录涂料从开始配料到粘度达到50000mpa·s的时间(单位为min)为施工可操作时间及转子转动1min的粘度为混合料粘度。
表1：检测结果
Figure BDA0002467488190000101
综上，本发明通过选用液体扩链剂及解絮凝型分散剂，辅以液体流变控制助剂，使体系达到合适的喷涂施工粘度，再通过分子设计，选用高分子量聚醚多元醇，柔性链段更长，链段自由移动性好，从分子结构上提供涂膜一定的透气性，再搭配分子筛及云母粉料，形成相互贯穿的孔隙结构，允许小分子气态物质(如水蒸气、空气等)透过，保证了涂膜整体的透气性，而液态物质因表面张力作用无法穿过此类微孔，从而赋予涂膜良好的防水透气性及更好的施工适应性。

Claims (3)

1.一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括：甲组分、乙组分，按质量比计，甲组分和乙组分的配比为1：2.5;
所述的甲组分按质量份包括：6~12份甲苯二异氰酸酯，40~66份聚醚1，12~22份聚醚2;所述聚醚1为分子量为4000-6000的直链型聚醚二元醇，所述的聚醚2为分子量为6000-8000的聚醚三元醇;所述的乙组分按质量份包括：20~30份聚醚3，15~20份液体填料，6~10份液体扩链剂，2.5~5份分散剂，30~40份填料，1-4份颜料，0.5~1.5份消泡剂，5~10份分子筛，0.8~4份流变控制助剂，0~0.2份催化剂;所述的聚醚3为分子量在3000-6000之间的弹性聚醚三元醇，所述填料为云母粉及分子筛；所述液体填料为环烷油、氯化石蜡52中的一种或几种；所述液体扩链剂为苏州湘园化工ML-200；所述分散剂为德国BYK公司生产的DISPERBYK107、DISPERBYK108、DISPERBYK111中的一种。
2.根据权利要求 1所述的一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述消泡剂为德国BYK公司生产的BYK065、BYK066N、BYK8800中的一种。
3.根据权利要求 1所述的一种可喷涂防水透气双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述流变控制助剂为德国BYK公司生产的BYK410、BYK430中的一种。
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