CN112624667B - 不收缩聚氨酯砂浆及其制备方法 - Google Patents

不收缩聚氨酯砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不收缩聚氨酯砂浆及其制备方法，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇10～20份、固化剂10～20份，填料60～80份，助剂1～5份。本发明中的聚氨酯砂浆由特定的聚酯多元醇和异氰酸酯反应得到，使反应得到的聚氨酯砂浆交联密度大，固化后不易发生收缩；另外，不同填料的复配使用，使得该聚氨酯砂浆具有优异的耐磨性能和抗冲击性能。在本发明中各原料组分的相互作用使得到的聚氨酯砂浆克服了因拉压比低，导致干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差等缺点，因此，聚氨酯砂浆具有低收缩、耐磨、耐化学腐蚀、强度高、抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。

Description

不收缩聚氨酯砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯砂浆技术领域，尤其涉及一种不收缩聚氨酯砂浆及其制备方法。
背景技术
目前，在我国工商业地坪中，主要有以水泥基为主的无机地坪和以有机高分子为凝结物的有机地坪，及其他瓷砖石膏地坪等；其中有机地坪80％以上为油性涂料制成，如环氧树脂工业地坪，丙烯酸地坪，单/双组份聚氨酯地坪等。溶剂型地坪涂料如环氧树脂地坪涂料，含有机挥发物、对施工环境要求高、施工周期长、具有易开裂、易收缩、耐侯性差、耐温差性差等缺点；而环氧树脂地坪几乎占有机地坪95％以上市场份额，所以市场急需一种高性能的地坪升级产品。近几年来，一些高档场所和有外资企业逐渐开始使用水性聚氨酯砂浆地坪。因为水性聚氨酯地坪具有非常良好的机械性能、温度适应范围广、能满足苛刻的环保要求、施工周期短、使用寿命长等诸多优点。
专利号为CN102358686A的中国专利，公开了一种水性环氧水泥砂浆，该水性环氧水泥砂浆A组份为高性能硅丙改性水性环氧乳液，B组份为混合改性胺固化剂，C组份为由水泥、细骨料和粉料组成的混合干料，其由三组分混合而成。在制备水性环氧水泥砂浆时，采用可溶于水的引发还原体系，在强碱性条件下，能迅速引发浆体固化，造成材料的整体强度不高且固化后收缩率较高。
本发明意在提高一种不收缩聚氨酯砂浆，本发明中的聚氨酯砂浆克服了普通砂浆因拉压比低，干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大等缺点，具有低收缩、耐磨、耐化学腐蚀、强度高，抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种不收缩聚氨酯砂浆，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇10～20份、固化剂10～20份，填料60～80份，助剂1～5份。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇12～18份、固化剂13～18份，填料65～75份，助剂2～4份。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇13份、固化剂14份，填料70份，助剂3份。
作为一种优选的技术方案，所述聚酯多元醇为聚酯二元醇或聚酯三元醇中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述固化剂为MDI、HDI、MDI二聚体、HDI二聚体、MDI三聚体、HDI三聚体中的一种。
作为一种优选的技术方案，所述填料为水泥、硅砂、陶土、滑石粉、硅微粉、矿粉、粉煤灰中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述助剂包括稀释剂、消泡剂、流平剂中的至少一中。
作为一种优选的技术方案，所述稀释剂为环氧树脂活性稀释剂。
作为一种优选的技术方案，所述流平剂为聚醚改性有机硅。
本发明的第二方面还提供了一种如上所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，包括以下步骤：
S1，在15～30℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合1～3min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌5～10min，即得聚氨酯砂浆。
有益效果
本发明中的聚氨酯砂浆由特定的聚酯多元醇和异氰酸酯反应得到，使反应得到的聚氨酯砂浆交联密度大，固化后不易发生收缩；另外，不同填料的复配使用，使得该聚氨酯砂浆具有优异的耐磨性能和抗冲击性能。在本发明中各原料组分的相互作用使得到的聚氨酯砂浆克服了因拉压比低，导致干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差等缺点，因此，聚氨酯砂浆具有低收缩、耐磨、耐化学腐蚀、强度高、抗冲击强度大、韧性好和施工方便性等特点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种不收缩聚氨酯砂浆，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇10～20份、固化剂10～20份，填料60～80份，助剂1～5份。
在一些优选的实施方式中，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇12～18份、固化剂13～18份，填料65～75份，助剂2～4份。
在一些更优选的实施方式中，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇13份、固化剂14份，填料70份，助剂3份。
在一些优选的实施方式中，所述聚酯多元醇为聚酯二元醇或聚酯三元醇中的至少一种。
在一些更优选的实施方式中，所述聚酯多元醇为聚己内酯二元醇、聚己内酯三元醇中的至少一中。
在一些更优选的实施方式中，所述聚酯多元醇为聚己内酯三元醇。
在一些更优选的实施方式中，所述聚己内酯三元醇的数均分子量为1000～3000，羟值为56～168mgKOH/g。
在一些优选的实施方式中，所述固化剂为MDI、HDI、MDI二聚体、HDI二聚体、MDI三聚体、HDI三聚体中的一种。
在一些更优选的实施方式中，所述固化剂为MDI二聚体、HDI二聚体、MDI三聚体、HDI三聚体中的一种。
在一些更优选的实施方式中，所述固化剂为MDI三聚体、HDI三聚体中的一种。
在一些更优选的实施方式中，所述固化剂为HDI三聚体。
在一些更优选的实施方式中，所述HDI三聚体的粘度(23℃)为2500～4000mPa.s。
在一些优选的实施方式中，所述填料为水泥、硅砂、陶土、滑石粉、硅微粉、矿粉、粉煤灰中的至少一种。
在一些更优选的实施方式中，所述填料为硅砂、陶土、滑石粉、硅微粉、粉煤灰中的至少一种。
在一些更优选的实施方式中，所述填料为陶土、滑石粉、硅微粉中的至少一种。
在一些更优选的实施方式中，所述填料为陶土、滑石粉和硅微粉的混合物。
在一些更优选的实施方式中，所述陶土、滑石粉和硅微粉三者的质量比为1～3：1～3：2～4。
在一些更优选的实施方式中，所述陶土为红陶土。
在一些更优选的实施方式中，所述滑石粉的粒径为600～1250目。
在一些优选的实施方式中，所述助剂包括稀释剂、消泡剂、流平剂中的至少一中。
在一些优选的实施方式中，所述助剂为稀释剂、消泡剂和流平剂，三者的质量比为1～2：0.5～1：0.5～2。
在一些优选的实施方式中，所述稀释剂为环氧树脂活性稀释剂。
在一些更优选的实施方式中，所述环氧树脂活性稀释剂为赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000051
781、赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000052
757、赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000053
777、赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000054
746、赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000055
750、赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000056
762中的一种。
在一些优选的实施方式中，所述消泡剂BYK-055、BYK-A515、BYK-A550、BYK-A560、BYK-A530中的一种。
在一些优选的实施方式中，所述流平剂为聚醚改性有机硅。
在一些更优选的实施方式中，所述聚醚改性有机硅为SKYTECH LA0415、SKYTECHLA0520、SKYTECH LA0510中的一种。
本发明的第二方面还提供了一种如上所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，包括以下步骤：
S1，在15～30℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合1～3min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌5～10min，即得聚氨酯砂浆。
实施例
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。如无特殊说明，本发明中的原料的均为市售。
实施例1
实施例1提供了一种不收缩聚氨酯砂浆，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇10份、固化剂10份，填料79份，助剂1份。
所述聚酯多元醇为聚己内酯三元醇，所述聚己内酯三元醇的数均分子量为1000，羟值为168mgKOH/g(购自深圳光华伟业股份有限公司，型号：PCL310)。
所述固化剂为HDI三聚体，所述HDI三聚体的粘度(23℃)为2500～4000mPa.s(购自凯因化工，型号：HI100)。
所述填料为红陶土、粒径为600目的滑石粉和硅微粉的混合物(均购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，三者的质量比为1：1：4。
所述助剂为稀释剂、消泡剂和流平剂，三者的质量比为1：0.5：0.5。
所述稀释剂为赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000061
781(购自凯因化工，品牌：赢创)。
所述消泡剂为BYK-055(购自凯因化工，品牌：毕克)。
所述流平剂为SKYTECH LA0415(购自凯因化工)。
本例还提供了一种如上所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，包括以下步骤：
在15℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合3min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌10min，即得聚氨酯砂浆。
实施例2
实施例2提供了一种不收缩聚氨酯砂浆，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇20份、固化剂15份，填料60份，助剂5份。
所述聚酯多元醇为聚己内酯三元醇，所述聚己内酯三元醇的数均分子量为3000，羟值为56mgKOH/g(购自深圳光华伟业股份有限公司，型号：PCL330)。
所述固化剂为HDI三聚体，所述HDI三聚体的粘度(23℃)为2500～4000mPa.s(购自凯因化工，型号：HI100)。
所述填料为红陶土、粒径为800目的滑石粉和硅微粉的混合物(均购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，三者的质量比为3：3：2。
所述助剂为稀释剂、消泡剂和流平剂，三者的质量比为2：1：0.5。
所述稀释剂为赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000071
757(购自凯因化工，品牌：赢创)。
所述消泡剂为BYK-A515(购自凯因化工，品牌：毕克)。
所述流平剂为SKYTECH LA0520(购自凯因化工)。
本例还提供了一种如上所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，包括以下步骤：
在30℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合1min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌5min，即得聚氨酯砂浆。
实施例3
实施例3提供了一种不收缩聚氨酯砂浆，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇13份、固化剂14份，填料70份，助剂3份。
所述聚酯多元醇为聚己内酯三元醇，所述聚己内酯三元醇的数均分子量为2000，羟值为84mgKOH/g(购自深圳光华伟业股份有限公司，型号：PCL320)。
所述固化剂为HDI三聚体，所述HDI三聚体的粘度(23℃)为2500～4000mPa.s(购自凯因化工，型号：HI100)。
所述填料为红陶土、粒径为1250目的滑石粉和硅微粉的混合物(均购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，三者的质量比为2：2：3。
所述助剂为稀释剂、消泡剂和流平剂，三者的质量比为1.5：0.8：1。
所述稀释剂为赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure BDA0002841801640000081
777(购自凯因化工，品牌：赢创)。
所述消泡剂为BYK-A550(购自凯因化工，品牌：毕克)。
所述流平剂为SKYTECH LA0510(购自凯因化工)。
本例还提供了一种如上所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，包括以下步骤：
在23℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合2min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌8min，即得聚氨酯砂浆。
实施例4
所述聚酯多元醇为聚己内酯二元醇，所述聚己内酯二元醇的数均分子量为2000，羟值为56mgKOH/g(购自深圳光华伟业股份有限公司，型号：PCL220)，其余同实施例3。
实施例5
所述固化剂为HDI二聚体，所述HDI二聚体的粘度(23℃)为100～250mPa.s(购自广州昊毅新材料科技股份有限公司，型号：N3400)，其余同实施例3。
对比例1
将所述聚己内酯三元醇的数均分子量改为300，羟值为561mgKOH/g(购自深圳光华伟业股份有限公司，型号：PCL303)。，其余同实施例3。
对比例2
将所述HDI三聚体的粘度(23℃)改为60～100mPa.s(购自广州昊毅新材料科技股份有限公司，型号：N3375)，其余同实施例3。
对比例3
将所述滑石粉的粒径改为2000目(购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，其余同实施例3。
对比例4
将所述填料改为陶土和滑石粉的混合物(均购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，二者质量比为1：3，其余同实施例3。
对比例5
将所述填料改为滑石粉和微硅粉的混合物(均购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，二者质量比为2：3，其余同实施例3。
对比例6
将所述填料改为单一滑石粉(购自灵寿县兴源矿物粉体加工厂)，其余同实施例3。
性能测试
1、外观：按照标准JC/T2327-2015制定涂膜标准试板，将试板放置24h，在散射日光下目视观察涂膜是否平整、有无明显可见的起皱、缩孔现象，具体见表1。
2、24h抗压强度：按照GB/T 17671标准进行试验。
3、7天拉伸粘结强度(混凝土基层)：按照GB/T 22374-2008的标准进行试验。
表1
Figure BDA0002841801640000101
Figure BDA0002841801640000111
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.不收缩聚氨酯砂浆，其特征在于，按重量份计，制备原料包括聚酯多元醇13份、固化剂14份，填料70份，助剂3份；
所述聚酯多元醇为聚己内酯三元醇，所述聚己内酯三元醇的数均分子量为2000，羟值为84mgKOH/g；
所述固化剂为HDI三聚体，所述HDI三聚体的粘度为2500～4000mPa.s，23℃；
所述填料为红陶土、粒径为1250目的滑石粉和硅微粉的混合物，红陶土、粒径为1250目的滑石粉和硅微粉的质量比为2：2：3；
所述助剂为稀释剂、消泡剂和流平剂，稀释剂、消泡剂和流平剂的质量比为1.5：0.8：1；
所述稀释剂为赢创环氧树脂活性稀释剂
Figure FDA0003302353210000011
777；
所述消泡剂为BYK-A550；
所述流平剂为SKYTECH LA0510。
2.一种根据权利要求1任一项所述的不收缩聚氨酯砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在15～30℃的条件下，依次加入聚酯多元醇、助剂、固化剂混合1～3min，后缓慢加入填料，机械混合搅拌5～10min，即得聚氨酯砂浆。
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