CN112724814A - 一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防水涂料技术领域，尤其是一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法，解决了现有技术中聚氨酯防水涂料不具备低应力下的快干功能，普遍存在干燥时间较长，导致二次涂布间隔时间长，严重影响了涂装流水线的作业效率的问题，所述新型聚氨酯防水涂料，包括以下原料：水性聚氨酯40‑60份、丙烯酸乳液20‑30份、有机膨润土10‑20份、改性剂5‑12份、溶剂30‑50份、邻苯二甲酸二丁酯3‑5份、分散剂1‑3份、消泡剂2‑4份。本发明制备工艺简单，制备条件温和，原料简单易得，所得防水涂料干燥时间短、附着力强，涂膜柔韧性好，抗冲击性好，耐候性好，且具有良好的保光保色性。

Description

一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚合物防水涂料一般是指以合成树脂乳液为基本成膜材料制成的防水涂料。作为功能性建筑涂料的一种，聚合物防水涂料近年来在建筑物的屋面、地下室、厨卫间以及外墙等结构部位的防水工程中得到广泛应用。聚氨酯(PU)防水涂料是20世纪60年代在欧美及日本出现的一种新型高分子防水材料，它是由聚醚(酯)多元醇与过量的二异氰酸酯反应制成的端基为异氰酸酯的预聚体作为主体，再加入填料和助剂，制成的防水涂料。由于其克服了传统沥青系列防水涂料和防水卷材的不足，具有整体防水性能优异、性能稳定可靠、施工维修方便、易于调节组分比例等优点，可用于建筑物不同部位的防水、防潮以及土木工程中的堵漏，因此在建筑防水涂料中占有重要的地位，受到国内外防水界的青睐。

现有技术中，聚氨酯防水涂料主要旨在解决高渗透、耐候、耐腐蚀等问题，不具备低应力下的快干功能，普遍存在干燥时间较长，导致二次涂布间隔时间长，严重影响了涂装流水线的作业效率。为此，研究人员采用在现有聚氨酯防水涂料的基础上强行增加催干剂的比例，以提高涂料的干燥速度。虽然催干剂的增加可以加快涂料的表干速度，但同时会对涂层物理机械性能产生一定的负面影响，并且会降低该涂层的表面能，导致涂层的应力增加，造成配套性下降。基于上述陈述，本发明提出了一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中聚氨酯防水涂料不具备低应力下的快干功能，普遍存在干燥时间较长，导致二次涂布间隔时间长，严重影响了涂装流水线的作业效率的问题，而提出的一种新型聚氨酯防水涂料及其制备方法。

一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯40-60份、丙烯酸乳液20-30份、有机膨润土10-20份、改性剂5-12份、溶剂30-50份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、分散剂1-3份、消泡剂2-4份。

优选的，所述新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯45-55份、丙烯酸乳液22-28份、有机膨润土12-18份、改性剂6-10份、溶剂35-45份、邻苯二甲酸二丁酯3.5-4.5份、分散剂1.5-2.5份、消泡剂2.5-3.5份。

优选的，所述新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

优选的，所述改性剂由以下方法制得：在8-12重量份的甲苯和20-30重量份的水组成的混合溶液中，加入10-15重量份的氧化锌和2-6重量份的三乙醇胺油酸皂,40-60℃下超声震荡混合10-18min，加入1-2重量份的β-萘酚和0.8-1.2重量份的9-羟基菲，升温至70-90℃，震荡混合10-18min，混合均匀后烘干即得所需改性剂。

优选的，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物。

优选的，所述分散剂为氧化铝。

优选的，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂。

本发明还提出了一种新型聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯40-60份、丙烯酸乳液20-30份、有机膨润土10-20份、改性剂5-12份、溶剂30-50份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、分散剂1-3份、消泡剂2-4份，备用；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1-2h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至70-90℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合20-40min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为85-105℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，具有以下有益效果：

1、本发明采用水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同作为主体成分，通过加入分散剂和溶剂分散混合后，加改性剂进行改性，最后与有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂混合即得所需防水涂料；本发明制备工艺简单，制备条件温和，原料简单易得，所得防水涂料干燥时间短、附着力强，涂膜柔韧性好，抗冲击性好，耐候性好，且具有良好的保光保色性。

2、本发明采用甲苯和水组成混合溶液，加氧化锌、三乙醇胺油酸皂、β-萘酚和9-羟基菲震荡混合后烘干制得改性剂，利用改性剂对水性聚氨酯和丙烯酸乳液组成的主体成分进行改性处理，有效的提高了涂料涂膜的附着力和抗冲击性；本发明人采用氧化铝做分散剂，在改性前对主体成分进行分散混合，在有效提高分散效果的同时，氧化铝还跟与改性剂起到协调增效的作用，两者复用，附着力和抗冲击性得到了显著改善。

3、本发明采用乙酸乙酯、丙三醇和水混合制成溶剂，用于混合分散主体成分，所述溶剂挥发速度与主体成分相将近，所得涂膜内应力适中，涂膜柔韧性好，流平性好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯40份、丙烯酸乳液20份、有机膨润土10份、改性剂5份、溶剂30份、邻苯二甲酸二丁酯3份、分散剂1份、消泡剂2份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯40份、丙烯酸乳液20份、有机膨润土10份、改性剂5份、溶剂30份、邻苯二甲酸二丁酯3份、分散剂1份、消泡剂2份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在8重量份的甲苯和20重量份的水组成的混合溶液中，加入10重量份的氧化锌和2重量份的三乙醇胺油酸皂,40℃下超声震荡混合10min，加入1重量份的β-萘酚和0.8重量份的9-羟基菲，升温至70℃，震荡混合10min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至70℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合20min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为85℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

实施例二

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯45份、丙烯酸乳液22份、有机膨润土12份、改性剂6份、溶剂35份、邻苯二甲酸二丁酯3.5份、分散剂1.5份、消泡剂2.5份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯45份、丙烯酸乳液22份、有机膨润土12份、改性剂6份、溶剂35份、邻苯二甲酸二丁酯3.5份、分散剂1.5份、消泡剂2.5份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在9重量份的甲苯和22重量份的水组成的混合溶液中，加入11重量份的氧化锌和3重量份的三乙醇胺油酸皂,45℃下超声震荡混合12min，加入1.2重量份的β-萘酚和0.9重量份的9-羟基菲，升温至75℃，震荡混合12min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1.2h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至75℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合25min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为90℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

实施例三

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在10重量份的甲苯和25重量份的水组成的混合溶液中，加入13重量份的氧化锌和4重量份的三乙醇胺油酸皂,50℃下超声震荡混合14min，加入1.5重量份的β-萘酚和1重量份的9-羟基菲，升温至80℃，震荡混合14min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1.5h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至80℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合30min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为95℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

实施例四

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯55份、丙烯酸乳液28份、有机膨润土18份、改性剂10份、溶剂45份、邻苯二甲酸二丁酯4.5份、分散剂2.5份、消泡剂3.5份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯55份、丙烯酸乳液28份、有机膨润土18份、改性剂10份、溶剂45份、邻苯二甲酸二丁酯4.5份、分散剂2.5份、消泡剂3.5份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在10重量份的甲苯和25重量份的水组成的混合溶液中，加入14重量份的氧化锌和5重量份的三乙醇胺油酸皂,55℃下超声震荡混合16min，加入1.8重量份的β-萘酚和1.1重量份的9-羟基菲，升温至85℃，震荡混合16min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1.8h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至85℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合35min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为100℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

实施例五

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯60份、丙烯酸乳液30份、有机膨润土20份、改性剂12份、溶剂50份、邻苯二甲酸二丁酯5份、分散剂3份、消泡剂4份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯60份、丙烯酸乳液30份、有机膨润土20份、改性剂12份、溶剂50份、邻苯二甲酸二丁酯5份、分散剂3份、消泡剂4份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在12重量份的甲苯和30重量份的水组成的混合溶液中，加入15重量份的氧化锌和6重量份的三乙醇胺油酸皂,60℃下超声震荡混合18min，加入2重量份的β-萘酚和1.2重量份的9-羟基菲，升温至90℃，震荡混合18min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化2h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至90℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合40min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为105℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

对比例一

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在10重量份的甲苯和25重量份的水组成的混合溶液中，加入13重量份的氧化锌和4重量份的三乙醇胺油酸皂,50℃下超声震荡混合14min，加入1.5重量份的β-萘酚和1重量份的9-羟基菲，升温至80℃，震荡混合14min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为磺基琥珀酸酯，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1.5h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至80℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合30min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为95℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

对比例二

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份，备用，所述改性剂由以下方法制得：在10重量份的甲苯和25重量份的水组成的混合溶液中，加入13重量份的氧化锌和4重量份的三乙醇胺油酸皂,50℃下超声震荡混合14min，加入1.5重量份的β-萘酚和1重量份的9-羟基菲，升温至80℃，震荡混合14min，混合均匀后烘干即得所需改性剂，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入溶剂，常温乳化1.5h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至80℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合30min，加入分散剂,继续混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为95℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

对比例三

本发明提出的一种新型聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份，备用，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物，所述分散剂为氧化铝，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1.5h，制得乳化液I；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至80℃，继续搅拌混合30min，混合均匀得乳化液II；

S4、控制乳化液II温度为95℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。

分别测试实施例一-五以及对比例一-三制备的新型聚氨酯防水涂料的综合性能，得出如下结果：

表1：

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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯40-60份、丙烯酸乳液20-30份、有机膨润土10-20份、改性剂5-12份、溶剂30-50份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、分散剂1-3份、消泡剂2-4份。

2.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯45-55份、丙烯酸乳液22-28份、有机膨润土12-18份、改性剂6-10份、溶剂35-45份、邻苯二甲酸二丁酯3.5-4.5份、分散剂1.5-2.5份、消泡剂2.5-3.5份。

3.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水性聚氨酯50份、丙烯酸乳液25份、有机膨润土15份、改性剂8份、溶剂40份、邻苯二甲酸二丁酯4份、分散剂2份、消泡剂3份。

4.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述改性剂由以下方法制得：在8-12重量份的甲苯和20-30重量份的水组成的混合溶液中，加入10-15重量份的氧化锌和2-6重量份的三乙醇胺油酸皂,40-60℃下超声震荡混合10-18min，加入1-2重量份的β-萘酚和0.8-1.2重量份的9-羟基菲，升温至70-90℃，震荡混合10-18min，混合均匀后烘干即得所需改性剂。

5.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述溶剂为质量比为1:2:7的乙酸乙酯、丙三醇和水的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述分散剂为氧化铝。

7.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂。

8.根据权利要求1-7任一项所述的新型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按重量份计，称取原料水性聚氨酯40-60份、丙烯酸乳液20-30份、有机膨润土10-20份、改性剂5-12份、溶剂30-50份、邻苯二甲酸二丁酯3-5份、分散剂1-3份、消泡剂2-4份，备用；

S2、将所述比重的水性聚氨酯和丙烯酸乳液共同加入到反应釜中，开动搅拌机，加入分散剂和溶剂，常温乳化1-2h，制得乳化液；

S3、将步骤S1中的乳化液升温至70-90℃，加入所述比重的改性剂，搅拌混合20-40min，混合均匀得改性乳化液；

S4、控制改性乳化液温度为85-105℃，依次加入所述比重的有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯和消泡剂，搅拌混合均匀即得。