CN113105814A

CN113105814A - 一种单组份水性聚氨酯防水涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN113105814A
Application number: CN202010032616.2A
Authority: CN
Inventors: 舒国玉; 韩克�; 景传明; 宋微; 邓俊英; 孙家宽
Original assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd
Current assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2040-01-13
Also published as: CN113105814B

Abstract

本发明属于聚氨酯防水涂料的技术领域，尤其涉及一种单组份水性聚氨酯防水涂料及其制备方法，该单组份水性聚氨酯防水涂料以各组分的总重量份数计，包括以下各组分制备得到：大分子量的纤维素醚，0.01～0.3份；水性聚氨酯分散体，20～70.0份；pH调节剂，0.01～0.3份；消泡剂，0.1～1.2份；填料，1～50.0份；水，0～40.0份；其中，所述水性聚氨酯分散体为包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体。本发明的单组份水性聚氨酯防水涂料不仅具有优异拉伸性能和耐酸碱性，能够有效防水和长期防水，而且具有非常低的吸水率，另外，其低温弯折性优异。

Description

一种单组份水性聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于聚氨酯防水涂料的技术领域，尤其涉及一种单组份水性聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯因其优异的高性能被广泛应用于众多领域，例如，建筑与环境领域。

聚氨酯防水涂料按照组合物的分类可分为水性和溶剂型两种防水涂料，溶剂型聚氨酯防水涂料主要是以有机溶剂作为主要组分，在防水涂料中起到成膜性好、强度大、延伸率高、耐酸碱性优异的优点。但是这类涂料中含有大量的有机溶剂，刺激的气味迫害着使用人员及住户，同时大量的有机溶剂挥发严重污染了环境以及人的身心健康。另外，溶剂型聚氨酯防水涂料对施工面有较高的要求，不允许有潮湿及明水的存在，这使得溶剂型聚氨酯防水涂料的使用有一定的局限性。

聚氨酯防水涂料按照组分组成可分为单组分和双组分聚氨酯防水涂料，其中，双组分聚氨酯防水涂料是按照一定的配比添加一定量的异氰酸酯，在较短的时间内施工的一种涂料。双组分聚氨酯防水涂料由于异氰酸酯的加入，可以使得防水涂料的强度大幅度提升，并且可以具备耐酸碱性；但是正是由于异氰酸酯的加入，使得这类涂料的施工要求比较繁琐，另外对施工人员的要求极高，同时对施工时间的要求较高，必须在很快的时间内完成施工；同时由于异氰酸酯的致敏性较强，对施工人员来说会存在大的安全风险。因此，双组分聚氨酯防水涂料大大提高了施工的难度及成本。

由于传统的聚氨酯含有大量的溶剂，刺激的气味严重污染环境以及危及人的身心健康。随着对环保和节能要求的提高，涂料势必要向无溶剂、水性化方向发展。水性单组分聚氨酯防水涂料是以水为溶剂，将聚氨酯树脂分散于水中而形成的一种涂料，具有绿色、安全、节能等优点，被列为绿色高分子环保材料，因其无毒无味，解决了油性涂料气味大、污染严重以及在潮湿基面及明水地面无法施工的缺点，同时还解决了双组分聚氨酯涂料施工难度大、成本高、对施工人员要求高以及施工时间要求很快的缺点；同时水性单组分聚氨酯防水涂料保持了聚氨酯涂料良好的力学性能、防水效果优异且保持时间长、具备良好的粘结和不透水性、对砂浆水泥基面和石材以及金属制品都有很强的粘附力，产品的化学性质稳定，能长期经受日光照射，强度高、延伸率大、弹性好、防水效果好，符合日益严格的环保要求，受到人们的重视。

例如，申请号为201410258761.7的发明专利文件报道了一种水性聚氨酯及其制备方法和水性聚氨酯胶粘剂，其技术核心是以聚(碳酸酯-醚)二元醇为软段，制备了聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯胶粘剂；该水性聚氨酯胶粘剂的剥离力为160N/cm～240N/cm。然而，此专利文件未批露所得产品的延伸率及其力学性能，只单纯地关注剥离力，在提升了剥离力的同时忽略了会降低其延伸率、成膜性及耐酸耐碱性，另外此专利文件公开的防水涂料不具备优异的延伸率及耐性，不适用于对防水涂料的高要求。

例如，申请号为201711242088.8的发明专利文件公开了一种高延伸水性聚氨酯防水涂料及制备方法，其技术核心是添加水性乳液组分为纯丙乳液、苯丙乳液、VAE乳液中的一种或多种组合，且组合物中苯丙乳液的占比不少于55％；该专利文件中为了满足搅拌时的机械稳定性，添加了大量的水性乳液包括苯丙乳液、纯丙乳液及VAE乳液的一种或多种，这增加了配方的成本，同时降低了配方的吸水率。另外，配方中使用的增稠剂为聚氨酯流变增稠剂或羧甲基纤维素钠，也大大降低了产物的吸水率；配方中的填料选择重钙、轻钙或滑石粉这种比较亲水且大颗粒的粉料，更加重了产品吸水率的下降以及不能对耐碱性有很好的帮助。由于水性乳液的玻璃化转变温度原因，在低温情况下会变得很脆，在加入了大量水性乳液的情况下，所得产品的低温弯折性也很难过标准的-35℃无裂纹的要求。因此，该专利制得的涂料在吸水率、耐碱性和低温弯折性等性能上会存在风险，对于防水涂料是致命的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有水性单组分聚氨酯防水涂料存在的问题，提供一种单组份水性聚氨酯防水涂料及其制备方法，该单组份水性聚氨酯防水涂料不仅具有较高的拉伸强度以及断裂伸长率，机械稳定性和耐酸碱性也很优异，能够有效防水和长期防水，而且具有非常低的吸水率；另外，其低温弯折性优异，可以通过-35℃无裂纹。

本发明的单组份水性聚氨酯防水涂料，在不使用异氰酸酯的情况下能够满足高强度、高延伸率的力学性能要求，以及能够满足水性单组分防水对吸水率以及耐碱性能和低温弯折性的要求，同时解决了油性聚氨酯防水涂料施工性差以及气味难闻的问题。另外，其制备方法简单方便，生产周期短，过程中无毒无害，条件为常见环境条件。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

在一个方面，提供一种单组份水性聚氨酯防水涂料，以各组分的总重量份数(例如，100重量份)计，通过包括以下各组分的原料制备得到：

其中，所述水性聚氨酯分散体为包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体；

任选地，还包括以下各组分的原料：

一些示例中，单组份水性聚氨酯防水涂料，以各组分的总重量份数计，通过包括以下各组分的原料制备得到：

根据本发明提供的单组份水性聚氨酯防水涂料，一些示例中，所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体中，包含水性聚氨酯树脂。

一些示例中，所述水性聚氨酯树脂通过包括以下组分的原料制备得到：

(A)具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯，优选为二异氰酸酯和/或三异氰酸酯，更优选选自4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1-甲基-2,4-二异氰酸酯基环己烷、1,6-二异氰酸酯基-2,2,4-三甲基己烷、丁烷-1,4-二异氰酸酯、己烷-1,6-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；

(B)大分子多元醇，其数均分子量为500-3000g/mol；所述大分子多元醇优选选自聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸1,4-丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚己二酸1,6-己二醇酯二元醇和聚己二酸新戊二醇酯1,6-己二醇酯二元醇中的一种或多种；

(C)含有活泼氢的小分子二元醇扩链剂，其数均分子量小于等于500g/mol；所述含有活泼氢的小分子二元醇扩链剂优选选自1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇和1,4-环己烷二甲醇中的一种或多种；

(D)羧酸型二元亲水扩链剂，优选选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、赖氨酸、谷氨酸和水杨酸中的一种或多种；

(E)含有乙氧基单元的反应型非离子亲水单体，其数均分子量为350-4500g/mol；优选选自聚乙二醇单甲醚和/或聚(乙氧基-丙氧基)二醇；

(F)含有活泼氢的小分子二元胺扩链剂，其数均分子量小于等于500g/mol；所述含有活泼氢的小分子二元胺扩链剂优选选自乙二胺、六亚甲基二胺、五亚甲基二胺、二亚乙基三胺、异佛尔酮二胺、4,4-二苯基甲烷二胺和羟乙基乙二胺中的一种或多种；

(R)包含直链的或支链的C6-C24链段脂肪酸的多元醇/胺，优选选自己二酸的羟基化产物或氨基化产物、二十二烷酸的羟基化产物或氨基化产物、花生酸的羟基化产物或氨基化产物、油酸的羟基化产物或氨基化产物、硬脂酸的羟基化产物或氨基化产物、棕榈酸的羟基化产物或氨基化产物、椰子油酸的羟基化产物或氨基化产物、蓖麻油酸的羟基化产物或氨基化产物、花生脂肪酸的羟基化产物或氨基化产物，或者含羟基的蓖麻油；

(G)非离子型乳化剂，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。

一些示例中，所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体的制备方法，包括以下的步骤：

(1)将如上所述的组分(B)、组分(C)、组分(D)、组分(E)和组分(R)混合均匀，然后加入组分(A)和催化剂的丙酮溶液，升温进行反应，生成末端含有异氰酸酯基的预聚物；

(2)将体系的温度降低，向所得末端含有异氰酸酯基的预聚物中加入丙酮稀释后，加入碱中和，然后加入组分(F)的水稀释液继续反应；在剪切分散条件下加入去离子水和组分(G)，最后减压蒸馏脱除丙酮，得到所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体。

在制备所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体时，预聚体通过一步法的合成方式，在一定含量的亲水组分下保障了聚氨酯树脂在水中的可分散性。而且，分别具有阴离子结构的亲水组分(例如，羧酸盐或磺酸盐提供阴离子结构)和非离子结构的亲水组分(例如，链结构中含有亲水的乙氧基结构)同时被引入该水性聚氨酯分散体中，阴离子结构和非离子结构在聚氨酯分散体中能起到协同效果，即，既有离子型聚氨酯水性分散体的良好的附着力和成膜性，又有非离子型聚氨酯水性分散体较高的机械稳定性。因此，包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体作为水性涂料的组分，不仅具有较高的机械稳定性，而且对粉料有较好的包埋性，能够在配制水性涂料时充当分散介质与粉料一起在高速搅拌下避免了发生破乳的风险；同时可提供给水性涂料较高的断裂强度以及断裂伸长率。另外，由于该水性聚氨酯分散体制备时组分(R)作为交联单体的加入，还能够提供给水性涂料较高的耐水、耐碱性能。

由于所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体不受玻璃化转变温度的局限，这使得制备得到的水性涂料可以在极低的温度下保持较好的柔韧性，最终使得产品的低温弯折性优异。

一些优选实施方式中，所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体为水性聚氨酯分散体

7351。

根据本发明提供的单组份水性聚氨酯防水涂料，一些示例中，所述大分子量的纤维素醚，其重均分子量为80-140W(例如，90W、100W、120W)。在优选实施方式中，所述大分子量的纤维素醚为疏水改性的纤维素醚。例如，亚什兰公司的HE 10K疏水改性羟乙基纤维素。

所述疏水改性的纤维素醚可以是缔合型纤维素聚合物，其采用C12-C26烷基疏水改性纤维素的主链。这使得改性后的纤维素醚不仅可以与普通HEC纤维素一样通过氢键结合以及分子链缠结来实现水相增稠，更重要的是，改性后的纤维素醚中的羟基部分可以与水性聚氨酯分散体中含有的阴离子结构结合，使得纤维素醚的疏水改性部分分布在粒子周围，同时还能与水性聚氨酯分散体中含有的非离子结构进行协同作用，提升粒子的机械稳定性能，从而加强了水性涂料的机械稳定性能。

另外，该大分子量的疏水改性纤维素醚的使用，不仅能够有效地减少水进入漆膜，因为它不同于其它纤维素醚的地方在于，可以在少量水进入漆膜以后阻止水与漆膜中的亲水物质结合进而使得水能够有效地游离于漆膜中而离开漆膜，最终大幅降低涂料的吸水率；而且该大分子量的疏水改性纤维素醚的使用能够有效地与水性聚氨酯分散体协同作用，增强水性聚氨酯分散体中的非离子部分在水中的分散，使得分散体更均匀的分散于水中，使其有效地结合为一个均一的整体，进而能够有效地提升涂料在配漆过程中高速搅拌下的机械稳定性。

当大分子量的纤维素醚用量低于0.01重量份时，由于用量太低，无法与涂料中的水性聚氨酯分散体以及水产生足够的氢键，对于涂料的机械稳定性提升有限，达不到较好的效果，同时会降低涂料的粘度，使涂料的储存稳定性明显下降；当大分子量的纤维素醚的用量大于0.3重量份时，整个涂料中氢键作用过强，会使涂料在配制过程中无法进行分散，导致涂料无法生产。

一些示例中，所述pH调节剂选自氨水、浓度为10wt％的氢氧化钠水溶液和AMP-95中的一种或多种。

一些示例中，所述消泡剂选自气相二氧化硅、乳化硅油、矿物油疏水气相白炭黑和金属皂类中的一种或多种。

一些示例中，所述填料选自硅灰粉和/或硫酸钡，其粒径优选为1000-3000目。该填料的加入，不仅能够满足水性涂料对耐酸耐碱的需求，同时该填料的使用能够有效增加涂料的强度，同时由于水性聚氨酯分散体优异的延伸性能，在强度维持的情况下，能够协同水性聚氨酯分散体在一定程度上提升延伸率。另外，该填料的加入，可以与水性聚氨酯分散体中的交联成分一起作用使得涂料漆膜致密坚硬，能够更好地提升耐酸耐碱、防止漆膜老化和漆膜的机械强度。该填料的用量小于10重量份时，由于添加量过少，导致整个涂料的拉伸强度无法达到性能要求，同时在强度下降的同时，整个涂料的刚性下降，断裂伸长率也会在一定程度上受到影响。当该填料的用量大于50重量份时，涂料中水性聚氨酯分散体无法完全包裹其中的粉料，导致涂料无法成膜，同时大量的粉料的加入会严重影响配制涂料时的机械稳定性能。

一些示例中，所述分散剂为水溶性高分子聚电解质类化合物、疏水性丙烯酸酯共聚物和线性大分子离子型化合物中的一种或多种。该分散剂的加入，不仅能够有效地分散涂料中的颜填料，同时它还能够赋予漆膜疏水的能力，使得漆膜在吸水率进一步下降。

一些示例中，所述钛白粉为金红石型二氧化钛和/或锐钛型二氧化钛。

一些示例中，所述流平助剂选自疏水性聚氨酯改性硅氧烷和/或疏水性聚醚改性硅氧烷。

一些示例中，所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚和/或二丙二醇丁醚。

一些示例中，所述杀菌剂为LX-150杀菌剂。

一些示例中，所述防霉剂为DF-19防霉剂。

一些示例中，所述流变助剂选自碱溶胀型增稠剂和/或聚氨酯缔合型增稠剂。该流变助剂的加入，可以协同水性聚氨酯分散体中的非离子结构，共同改善涂料在分散均匀的前提下能够长期储存，不存在沉淀及破乳的风险，提升了涂料的整体储存性能以及保护乳胶粒，使其不团聚。

在另一个方面，提供一种如上所述的单组份水性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在5-35℃、常压条件下，将大分子量的纤维素醚、pH调节剂、以及任选的水、任选的分散剂、任选的流平助剂搅拌进行混合，得到第一中间体；

(2)按顺序将填料、消泡剂、任选的钛白粉与所得第一中间体混合后快速搅拌进行分散，直至体系中物料的细度达到20μm以下，得到第二中间体；

(3)将所得第二中间体与水性聚氨酯分散体、消泡剂以及任选的成膜助剂、任选的杀菌剂、任选的防霉剂混合，搅拌以使体系充分消泡，继续搅拌加入流变助剂来调节体系中物料的粘度，得到所述单组分水性聚氨酯防水涂料。

根据本发明提供的制备方法，一些示例中，步骤(1)中，搅拌的速度为200-600r/min，搅拌的时间为5-10min。

一些示例中，步骤(2)中，快速搅拌的速度为1000-1500r/min，快速搅拌的时间为15-30min。

一些示例中，步骤(3)中，搅拌的速度为200-500r/min，搅拌的时间为30-60min。

相对于现有技术，本发明技术方案的有益效果在于以下几个方面：

本发明的水性单组分聚氨酯防水涂料不在需要与异氰酸酯混合进行施工使用，避免了有毒物质的存在；同时还解决了含有异氰酸酯的双组分涂料施工性难度大、开放时间短以及价格高等缺点。

本发明的水性单组分聚氨酯防水涂料通过含阴离子/非离子结构的水性聚氨酯分散体与大分子量的纤维素醚进行协同作用，能够有效提高水性单组分聚氨酯防水涂料的整体性能，特别是在吸水率、耐酸碱性、力学性能(拉伸强度以及断裂伸长率)、低温弯折性以及机械稳定性等方面；例如，在优选实施方式中，所得产品的拉伸强度可以达到4.5-5.5MPa，优于标准值120％，其断裂伸长率可以达到500-1200％，其低温弯折在-35℃无裂纹，其吸水率能够小于5％，其游离TDI为0。

本发明中水性聚氨酯防水涂料的制备方法，在常见条件下反应，不需要加热通保护气，安全方便，原料易得。

具体实施方式

为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例中描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

各实施例和对比例中主要原料的信息：

水性聚氨酯分散体

7351，购自万华化学集团；

水性聚氨酯分散体

3233A，购自万华化学集团；

HE 10K疏水改性羟乙基纤维素，购自亚跨龙亚什兰；

250HBR纤维素，购自亚跨龙亚什兰；

HE 3KB纤维素，购自亚跨龙亚什兰；

AMP-95 pH调节剂，购自陶氏化学；

SN-154消泡剂，购自圣诺普科；

A10消泡剂，购自科宁化工；

3000目的BaSO₄，购自科普森；

分散剂731A，购自陶氏化学；

分散剂SN-5040，购自圣诺普科；

钛白粉R996，购自杜邦；

BD-109流平助剂，购自陶氏化学；

DPM成膜助剂，购自陶氏化学；

LX-150杀菌剂，购自陶氏化学；

DF-19防霉剂，购自舒美；

U505聚氨酯增稠剂，购自万华化学集团；

硅灰粉，购自坦领建材；

重钙和轻钙，均购自浩天粉材。

实施例1

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

该单组分水性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在23℃和1个标准大气压下，将大分子量的纤维素醚、pH调节剂、以及水、分散剂、流平助剂搅拌进行混合，搅拌的速度为300r/min，搅拌的时间为10min，得到第一中间体；

(2)按顺序将钛白粉、填料、消泡剂与所得第一中间体混合后快速搅拌进行分散，快速搅拌的速度为1500r/min，快速搅拌的时间为25min，直至体系中物料的细度达到20μm以下，得到第二中间体；

(3)将所得第二中间体与水性聚氨酯分散体、成膜助剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂混合，搅拌以使体系充分消泡，搅拌的速度为300r/min，搅拌的时间为60min，继续搅拌加入流变助剂来调节体系中物料的中剪粘度至90-110KU，得到单组分水性聚氨酯防水涂料。

实施例2

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

该单组分水性聚氨酯防水涂料的制备方法参照实施例1进行，调节体系中物料的中剪粘度至90-110KU，得到单组分水性聚氨酯防水涂料。

实施例3

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例4

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

该单组分水性聚氨酯防水涂料的制备方法参照实施例2进行，调节体系中物料的中剪粘度至90-110KU，得到单组分水性聚氨酯防水涂料。

实施例5

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

其中，硫酸钡：硅灰粉的质量用量比为2:1，

以上各组分的总重量为1000g。

实施例6

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例7

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例8

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例9

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例10

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

实施例11

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方如下：

以上各组分的总重量为1000g。

对比例1

单组份水性聚氨酯防水涂料，其配方参照实施例2，不同之处在于：

将HE 10K疏水改性羟乙基纤维素替换为普通的250HBR纤维素，且将分散剂731A替换为分散剂SN-5040，其他条件不变。

该单组分水性聚氨酯防水涂料的制备方法参照实施例2进行，调节体系中物料的中剪粘度至90-110KU，得到水性聚氨酯涂料。

对比例2

将3000目的硫酸钡替换为重钙与轻钙的混合物，且重钙与轻钙的用量比例1；1，其他条件不变。

对比例3

将HE 10K疏水改性羟乙基纤维素替换为HE 3KB纤维素，其他条件不变。

对比例4

将

7351水性聚氨酯分散体替换为市售的水性聚氨酯分散体

3233A，其他条件不变。

将实施例1-11制备得到的单组份水性聚氨酯防水涂料及对比例1-4制备得到的水性聚氨酯涂料按照GB/T 19250-2013《聚氨酯防水涂料》中的制模要求进行制备漆模，按照标准进行养护，最终养护好的漆膜进行性能测试：

1、固含量测定

按照GB/T16777的测定方法，将待测样品搅匀后称取5-7g倒入已干燥称量的培养皿(m0)中铺平，立即称量(m1)，放入到105℃烘箱中3h，取出冷却至室温后称重(m2)。

固含量＝(m2-m1)/(m1-m0)。

2、拉伸性能测试

按照GB/T16777规定的方法进行测试，拉伸速度为200mm/min。

3、吸水率、耐酸碱性能测定

按照GB/T 19250-2013聚氨酯防水涂料标准测定。

4、机械稳定性的测试方法

用直径约100mm、高度约180mm，容积约为1000ml的容器中称入(400±0.5)g已用孔径为0.177mm的滤网过滤后的待测单组份水性聚氨酯防水涂料的乳液，将其放在高速分散机座上，用夹子固定，开动分散机，调速达2500转/min，分散30min，再过滤，并用水将容器内壁上的残留物冲至滤网中，用水冲洗滤网，观察待测乳液是否破乳及有无明显的絮凝物。分散机的搅拌头为盘齿形，直径为40mm。

5、低温弯折性能测试方法

裁取(100×25)mm制备好的漆膜作为试件，沿长度方向弯曲试件，将端部固定在一起。调节弯折仪的两个平板间的距离为试件厚度的3倍。放置翻开的弯折试验机和试件于调好的规定温度的低温箱中，在低温箱中放置1h，在规定的温度弯折试验机从超过90度的垂直位置到水平位置，1s内合上，保持该位置1s，整个操作在低温箱中进行，从试验机中取出试件，恢复到(23±5)℃，用6倍放大镜检查试件弯折区域的裂纹和断裂。

6、粘度测试方法

按照GB/T 9269-2009、通过斯托默黏度计法对单组份水性聚氨酯防水涂料的黏度进行测定。

实施例1-11及对比例1-4所得产物的性能测定结果，见表1。

表1单组份水性聚氨酯防水涂料的性能测试结果

通过表1的性能测试数据可知：

本发明各实施例所得水性涂料的漆膜光滑平整无裂纹，其通过包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体与大分子量的纤维素醚的协同作用，在保证防水涂料具有非常低的吸水率情况下，还使其整体性能优异：一是使得防水涂料具有较高的拉伸强度以及断裂伸长率，能够有效防水；二是有效改善了防水涂料的耐酸碱性，可长期防水；三是使得防水涂料的低温弯折性优异，基本上可以通过-35℃无裂纹；而实施例1和实施例7中，由于水性聚氨酯分散体含量较少，使得产物低温弯折测试只能通过-25℃；四是能够保证所得防水涂料的机械稳定性。

对比例1、3和4中，因为水性聚氨酯分散体和加入的纤维素醚不能达到很好的协同效果，所得水性涂料在吸水率、耐酸碱性和机械稳定性方面的效果不理想。对比例2中，因为将重钙与轻钙的混合物作为填料加入，不能很好地协同水性聚氨酯分散体在一定程度上提升延伸率，同时其耐碱性也不佳、吸水率偏高。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，以各组分的总重量份数计，通过包括以下各组分的原料制备得到：

任选地，还包括：

2.根据权利要求1所述的单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体中，包含水性聚氨酯树脂；

所述水性聚氨酯树脂通过包括以下组分的原料制备得到：

(G)非离子型乳化剂，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。

3.根据权利要求1或2所述的单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述包含阴离子结构和非离子结构的水性聚氨酯分散体为水性聚氨酯分散体

7351。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述大分子量的纤维素醚，其重均分子量为80-140W；优选为疏水改性的纤维素醚。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，

所述pH调节剂选自氨水、浓度为10wt％的氢氧化钠水溶液和AMP-95中的一种或多种；和/或

所述消泡剂选自气相二氧化硅、乳化硅油、矿物油疏水气相白炭黑和金属皂类中的一种或多种；和/或

所述填料选自硅灰粉和/或硫酸钡，其粒径优选为1000-3000目。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的单组份水性聚氨酯防水涂料，其特征在于，

所述分散剂为水溶性高分子聚电解质类化合物、疏水性丙烯酸酯共聚物和线性大分子离子型化合物中的一种或多种；和/或

所述钛白粉为金红石型二氧化钛和/或锐钛型二氧化钛；和/或

所述流平助剂选自疏水性聚氨酯改性硅氧烷和/或疏水性聚醚改性硅氧烷；和/或

所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚和/或二丙二醇丁醚；和/或

所述杀菌剂为LX-150杀菌剂；和/或

所述防霉剂为DF-19防霉剂；和/或

所述流变助剂选自碱溶胀性增稠剂和/或聚氨酯缔合型增稠剂。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的单组份水性聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在5-35℃、常压条件下，将大分子量的纤维素醚、pH调节剂、以及任选的水、分散剂、流平助剂搅拌进行混合，得到第一中间体；

(3)将所得第二中间体与水性聚氨酯分散体、消泡剂以及任选的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂混合，搅拌以使体系充分消泡，继续搅拌加入流变助剂来调节体系中物料的粘度，得到所述单组分水性聚氨酯防水涂料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌的速度为200-600r/min，搅拌的时间为5-10min。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，快速搅拌的速度为1000-1500r/min，快速搅拌的时间为15-30min。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，搅拌的速度为200-500r/min，搅拌的时间为30-60min。