CN114410210B - 一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法，所述防水涂料包括A组分和B组分；所述A组分包括以下重量份的各原料：异氰酸酯5‑40份；多元醇A 5‑85份；有机触变剂0.01‑2份；增塑剂A 0‑15份；溶剂A 0‑15份；所述B组分包括以下重量份的各原料：多元醇B 0‑30份；扩链剂0.1‑10份；增塑剂B 5‑50份；分散剂0‑2份；颜料0‑1份；无机填料20‑70份；无机触变剂0.01‑4份；溶剂B 1‑15份；其他助剂0‑2份。本发明不仅提高了双组份防水涂料的抗流挂性能，还使得A组分和B组分具有较低粘度，避免了其粘度较高引发的一系列问题。

Description

一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
建筑防水是聚氨酯涂料应用的一个分支，在建筑防水施工过程中，不得不面对各种各样的施工环境，例如：水平面和立面就是很重要的应用场景。其中水平面施工较为容易，因为聚氨酯涂料具有很好的流平性。但由于自身重力作用，立面施工时聚氨酯涂料易流淌，无法实现少遍厚涂。若达到施工标准要求，即1.5～2.0mm厚，常常需施工至少4-5遍才能达到要求，因此造成施工周期长、人力成本浪费的问题。且，由于涂料流淌，常造成低处的厚度大于高处的厚度，严重影响了防水工程质量的稳定性。
目前解决该问题通常采用的方法有两种，1)在聚氨酯涂料中引入触变剂，提高防水涂料的抗流挂性能，这对于单组分防水涂料而言，相对容易解决。但是，对于双组份防水涂料而言，则极难实现，原因在于：传统的双组分聚氨酯防水涂料，触变剂通常加入到多元醇B组分中。该技术路线的弊端在于：在混合过程中，由于异氰酸酯A组分的引入，导致多元醇B组分中触变剂浓度下降，若使混合后的防水涂料仍然具有良好的抗流挂性能，则需要提高多元醇B组分中触变剂的用量(即，触变剂用量高于达到其在多元醇B组分中形成触变网络的浓度)，这必然会导致B组分的粘度增加，导致B组分的生产、灌装及倒料困难。因此，在双组分涂料的粘度与抗流挂性能两者之间存在着不可调和的矛盾。2)采用如公开号为CN109679482A的专利所示防水涂料，利用原料间的快速化学反应生成的聚氨酯分子链与触变剂形成物理-化学交联，实现抗流挂。其存在的问题是：产生抗流挂效果的前提条件之一是生成的聚氨酯分子链，说明涂料固化速度较快，操作施工的时间较短，否则难以在施工时展现出较好的抗流挂性能。固化速度快，就需要原料混合后快速进行施工，否则就会出现因涂料粘度快速上升而无法施工的现象；另一方面，粘度的增加导致涂覆较难，涂料的消耗量也升高。综上，目前公开的技术路线均存在一定的问题，不能满足实际情况需要。
因此，在保证A组分和B组分均具有较低粘度且具有较长施工操作时间的前提下，提高双组份聚氨酯防水涂料的抗流挂性能，是一个重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法，其不仅提高了双组分防水涂料的抗流挂性能，还使得涂料具有较长的可操作时间，使得A组分和B组分均具有较低粘度，避免了高粘度引发的一系列问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
技术方案一：
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000021
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000022
进一步的，B组分还包括催化剂0.2-0.7份。
更进一步的，所述催化剂采用有机金属催化剂，所述有机金属催化剂包括有机锡类催化剂、锌类催化剂、铋类催化剂中的一种或几种。
更进一步的，所述有机锡类催化剂采用二月桂酸二丁基锡(T-12)。
进一步的，所述多元醇A和所述多元醇B均包括聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或两种；
所述异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯中的一种或几种；
所述有机触变剂包括聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、聚脲和蓖麻油中的一种或几种；
所述无机触变剂包括有机膨润土，气相二氧化硅，高岭土，凹凸棒土中的一种或几种。
进一步的，所述聚醚多元醇包括1000分子量的聚醚多元醇、2000分子量的聚醚多元醇、5000分子量的聚醚多元醇中的一种或几种；
所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)，六亚甲基二异氰酸酯等(HDI)中的一种或几种；
所述芳香族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)中的一种或几种。
进一步的，所述增塑剂A和增塑剂B均包括氯化石蜡，邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二异壬酯，柠檬酸酯类，植物油酯类，葵二酸酯类等增塑剂中的一种或几种；
所述溶剂A和所述溶剂B均采用有机溶剂，所述有机溶剂包括芳烃油，甲苯，二甲苯，100#溶剂油，120#溶剂油，150#溶剂油，乙酸乙酯，乙酸丁酯，DMF，DMSO中的一种或几种；
所述扩链剂包括醇类扩链剂、胺类扩链剂、醇胺类扩链剂中的一种或多种；
所述无机填料包括水泥，重钙，硫酸钡，氧化镁，碳酸钙、氧化钙，硅灰石，硅微粉，滑石粉，云母粉中的一种或几种；
所述颜料选自有机颜料和无机颜料的一种或两种；
所述其他助剂包括消泡剂，流平剂，防沉剂，偶联剂，抗氧剂中的一种或几种。
更进一步的，所述醇类扩链剂采用二甘醇；
所述胺类扩链剂采用3，3’二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺(MOCA)；
所述无机颜料采用铁棕。
所述A组分和所述B组分的质量比为1：0.5-3.5。
进一步的，所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000031
其中，多元醇A包括2000分子量聚醚多元醇和5000分子量聚醚多元醇，所述2000分子量聚醚多元醇和5000分子量聚醚多元醇的质量比为2-15：1。
更进一步的，所述2000分子量聚醚多元醇和5000分子量聚醚多元醇的质量比优选为6-15：1。
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000041
其中，所述多元醇B采用5000分子量聚醚多元醇；
所述无机触变剂包括膨润土、气相二氧化硅中的一种或两种。
技术方案二：
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1、A组分的制备：按重量份称取各原料，首先将多元醇A、有机触变剂加入烧瓶中，于真空且搅拌条件A1下逐渐升温，当温度升至120摄氏度后，真空脱水，至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至65摄氏度时，加入异氰酸酯，然后于搅拌条件A下升温至85摄氏度，保温反应3h后，加入溶剂A；然后于搅拌条件A2下继续搅拌60min，使有机触变剂进一步活化；之后进行物料降温，待物料降温至55摄氏度后，真空脱气泡30min，出料，备用；
2、B组分的制备：按重量份称取各原料，将增塑剂B、多元醇B、分散剂、扩链剂、无机触变剂、无机填料加入烧瓶中，然后开始升温，在搅拌条件B1下搅拌30min；随后开启真空，并于110摄氏度条件下脱水，至物料的含水率达到500ppm以下；然后开始物料降温，待物料降温至60摄氏度时，加入催化剂、溶剂、其他助剂，于搅拌条件B2下搅拌均匀后，真空脱气30min；出料，备用；
3、混合：临用前，将制备的A组分和B组分按照质量比1:0.5-3.5混合，搅拌3-4分钟至均匀，即可进行涂膜使用。
更进一步的，A组分和B组分按照质量比优选为1:1-3。
进一步的，搅拌条件A2的搅拌速度大于搅拌条件A1；
更进一步的，搅拌条件A1的搅拌速度为200-300rpm；搅拌条件A2的搅拌速度为300-400rpm；
搅拌条件B1的搅拌速度为500rpm；搅拌条件B2的搅拌速度为300-400rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明在含有异氰酸酯的A组分中加入有机触变剂，在不含异氰酸酯的B组分中加入无机触变剂，并通过限定触变剂的含量使得其在相对应的组分中的浓度处于形成三维网格的临界浓度以下，从而使得A组分和B组分在混合前均不具有触变性，使得A组分和B组分在混合前均具有较低的动态粘度，而A组分与B组分混合后，在有机-无机触变剂的协同作用下，迅速形成如图1-2所示“线-面”或“线-线”等结构的三维触变网络，从而赋予涂层良好的触变性，使涂料具有极佳的抗流挂效果，具体原理见图3。本发明不仅解决了传统双组分聚氨酯防水涂料中，单一组分因粘度过高，导致的生产及倒料困难等问题，还解决了双组分混合时，触变剂被稀释引起的抗流挂性能不佳的问题。
2、由于有机触变剂含水率低且易脱水，因此，本发明将有机触变剂加入到含有异氰酸酯的A组分中使用，能够避免无机触变剂中痕量水难去除而引起的A组分储存稳定性差的问题；而本发明不含异氰酸酯的B组分使用无机触变剂，不仅能够赋予涂层触变性，其相较于使用有机触变剂而言，还降低了配方成本，具有突出的性价比优势。
3、本发明在A组分中加入溶剂，不仅能够充分活化有机触变剂，还能够降低预聚物体系的粘度，减少施工时固化剂的挂壁浪费，从而避免A组分与B组分比例失衡而引起的涂膜物理性能较差现象。
4、本发明在A组分和B组分中添加高分子量的聚醚多元醇能够赋予材料较好的延伸率。
说明书附图
图1为有机触变剂与无机触变剂形成的“线-面”三维网格结构示意图；
图2为有机触变剂与无机触变剂形成的“线-线”三维网格结构示意图；
图3为本发明的原理图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所用所有原料均为市购。
实施例1：
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:2混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000061
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000062
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，包括：
1、A组分的制备：按重量份称取各原料，首先将多元醇A、有机触变剂加入烧瓶中，于真空且搅拌条件A1(搅拌速度为200rpm)下逐渐升温，当温度升至120摄氏度后，真空脱水3h，至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至65摄氏度时，加入异氰酸酯，然后于搅拌条件A下升温至85摄氏度，保温反应3h后，加入溶剂A；然后于搅拌条件A2(搅拌速度为360rpm)下继续搅拌60min，使有机触变剂进一步活化；之后进行物料降温，待物料降温至55摄氏度后，真空脱气泡30min，出料，备用；
2、B组分的制备：按重量份称取各原料，将增塑剂B、多元醇B、分散剂、硫化剂、无机触变剂、无机填料加入烧瓶中，然后开始升温，并于真空且搅拌条件B1(搅拌速度为500rpm)下搅拌30min，然后开启真空，于110℃温度条件下真空脱水3h；至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至60摄氏度时，加入催化剂、溶剂、其他助剂，于搅拌条件B2(搅拌速度为300rpm)下搅拌均匀后，真空脱气30min；出料，备用；
3、混合：临用前，将制备的A组分和B组分按照质量比1：2混合，搅拌3-4分钟至均匀，即可进行涂膜使用。
实施例2
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:2混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000071
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000072
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，同实施例1。
实施例3
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:1混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000073
Figure BDA0003453697740000081
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000082
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，同实施例1。
实施例4
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:1混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000083
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000084
Figure BDA0003453697740000091
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，同实施例1。
对比例1
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:1混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000092
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000093
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
1、A组分的制备：按重量份称取各原料，首先将多元醇A加入烧瓶中，于真空且搅拌条件A1(搅拌速度为250rpm)下逐渐升温，当温度升至120摄氏度后，真空脱水3h，至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至65摄氏度时，加入异氰酸酯，然后于搅拌条件A下升温至85摄氏度，保温反应3h后，加入溶剂A；然后于搅拌条件A2(搅拌速度为300rpm)下继续搅拌60min，之后进行物料降温，待物料降温至55摄氏度后，真空脱气泡30min，出料，备用；
2、B组分的制备：按重量份称取各原料，将增塑剂B、多元醇B、分散剂、硫化剂、有机触变剂、无机触变剂、无机填料加入烧瓶中，然后开始升温，并于真空且搅拌条件B1(搅拌速度为500rpm)搅拌30min，然后开启真空，于110摄氏度的温度条件下真空脱水3h；至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至60摄氏度时，加入催化剂、溶剂、其他助剂，于搅拌条件B2(搅拌速度为300rpm)下搅拌均匀后，真空脱气30min；出料，备用；
3、混合：临用前，将制备的A组分和B组分按照质量比1：2混合，搅拌3-4分钟至均匀，即可进行涂膜使用。
对比例2：
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；临用前，将A组分和B组分按质量比1:1混合混匀，即可；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000101
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure BDA0003453697740000102
一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
1、A组分的制备：按重量份称取各原料，首先将多元醇A加入烧瓶中，于真空且搅拌条件A1(搅拌速度为250rpm)下逐渐升温，当温度升至120摄氏度后，真空脱水3h，至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至65摄氏度时，加入异氰酸酯，然后于搅拌条件A下升温至85摄氏度，保温反应3h后，加入溶剂A；然后于搅拌条件A2(搅拌速度为300rpm)下继续搅拌60min，之后进行物料降温，待物料降温至55摄氏度后，真空脱气泡30min，出料，备用；
2、B组分的制备：按重量份称取各原料，将增塑剂B、多元醇B、分散剂、硫化剂、有机触变剂、无机触变剂、无机填料加入烧瓶中，然后开始升温，并于真空且搅拌条件B1(搅拌速度为500rpm)搅拌30min，然后开启真空，于温度110摄氏度条件下真空脱水3h；至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至60摄氏度时，加入催化剂、溶剂、其他助剂，于搅拌条件B2(搅拌速度为300rpm)下搅拌均匀后，真空脱气30min；出料，备用；
3、混合：临用前，将制备的A组分和B组分按照质量比1：1混合，搅拌3-4分钟至均匀，即可进行涂膜使用。
效果例1：
对各实施例和对比例制备过程以及制样后的以下参数进行检测，各性能指标检测结果见表1。
制样：将A组分和B组分混合后聚氨酯防水涂料涂膜，并置于标准环境下(23±2℃，湿度50±10％)养护7天，即得。
各项指标的检测：按照GB/T 19250-2013《聚氨酯防水涂料》进行，制样厚度为1.5mm。
表1.性能指标
Figure BDA0003453697740000111
Figure BDA0003453697740000121
由表1中数据可知：将两类触变剂分别添加到不同组分内，可以避免单一组分粘度偏高的情况，而且两类触变剂加到同一个组分内，不仅导致添加有触变剂的单一组分粘度偏高，而且还出现活化效果差的问题；当采用单一触变剂时，在用量相同的前提下时(与复合触变剂对比)，则会产生抗流挂效果差的问题，因此，本发明中采用将两类触变剂分别添加到不同组分内，为最佳方案。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，临用前，将制备的A组分和B组分按比例混合；
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure FDA0003959010970000011
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure FDA0003959010970000012
所述有机触变剂包括聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、蓖麻油中的一种或几种；
所述无机触变剂包括膨润土，气相二氧化硅，高岭土，凹凸棒土中的一种或几种；
所述溶剂A和所述溶剂B均采用有机溶剂；
所述多元醇A和所述多元醇B均包括聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或两种；
所述聚醚多元醇包括2000分子量的聚醚多元醇、5000分子量的聚醚多元醇中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
B组分还包括催化剂0.2-0.7份。
3.根据权利要求2所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述催化剂采用有机金属催化剂，所述有机金属催化剂包括有机锡类催化剂、锌类催化剂、铋类催化剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；
所述芳香族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述增塑剂A和增塑剂B均包括氯化石蜡，邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二异壬酯，柠檬酸酯类，植物油酯类，葵二酸酯类中的一种或几种；
所述有机溶剂包括芳烃油，甲苯，二甲苯，100#溶剂油，120#溶剂油，150#溶剂油，乙酸乙酯，乙酸丁酯，DMF，DMSO中的一种或几种；
所述扩链剂包括醇类扩链剂、胺类扩链剂、醇胺类扩链剂中的一种或多种；
所述无机填料包括水泥，重钙，硫酸钡，氧化镁，碳酸钙，氧化钙，硅灰石，硅微粉，滑石粉，云母粉中的一种或几种；
所述颜料选自有机颜料和无机颜料的一种或两种；
所述其他助剂包括消泡剂，流平剂，防沉剂，偶联剂，抗氧剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述醇类扩链剂采用二甘醇；
所述胺类扩链剂采用3，3’二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺；
所述无机颜料采用铁棕。
8.根据权利要求1所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述A组分和所述B组分的质量比：1：0.5-3.5。
9.根据权利要求1或2所述的一种双组分抗流挂聚氨酯防水涂料，其特征在于，
所述A组分包括以下重量份的各原料：
Figure FDA0003959010970000021
其中，多元醇A包括2000分子量聚醚多元醇和5000分子量聚醚多元醇，所述2000分子量聚醚多元醇和5000分子量聚醚多元醇的质量比为2-15：1；
所述B组分包括以下重量份的各原料：
Figure FDA0003959010970000031
其中，所述多元醇B采用5000分子量聚醚多元醇；
所述无机触变剂包括膨润土、气相二氧化硅中的一种或两种。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的双组分抗流挂聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)A组分的制备：按重量份称取各原料，首先将多元醇A、有机触变剂加入烧瓶中，于真空且搅拌条件A1下逐渐升温，当温度升至120摄氏度后，真空脱水，至物料的含水率达到500ppm以下，然后开始物料降温，待物料降温至65摄氏度时，加入异氰酸酯，然后于搅拌条件A1下升温至85摄氏度，保温反应3h后，加入溶剂A；然后于搅拌条件A2下继续搅拌60min，使有机触变剂进一步活化；之后进行物料降温，待物料降温至55摄氏度后，真空脱气泡30min，出料，备用；
(2)B组分的制备：按重量份称取各原料，将增塑剂B、多元醇B、分散剂、扩链剂、无机触变剂、无机填料加入烧瓶中，然后开始升温，在搅拌条件B1下搅拌30min；随后开启真空，并于110摄氏度条件下脱水，至物料的含水率达到500ppm以下；然后开始物料降温，待物料降温至60摄氏度时，加入催化剂、溶剂、其他助剂，于搅拌条件B2下搅拌均匀后，真空脱气30min；出料，备用；
(3)混合：临用前，将制备的A组分和B组分按比例混合，搅拌3-4分钟至均匀，即可进行涂膜使用。
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