CN114437626A - 聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种聚氨酯防水涂料及其制备方法，聚氨酯防水涂料包括分散在水性分散剂中的如下原料：改性聚氨酯胶乳，100质量份；填料，20～30质量份；润湿分散剂，0.2～2质量份；成膜助剂，3.5～5.5质量份；任选的添加剂，30～70质量份；其中，改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。本申请提供的聚氨酯防水涂料中由于包含改性聚氨酯胶乳，因而在涂料的固化成膜过程中，活性SiO2·nH2O基团能与混凝土基层进一步产生交联聚合反应，由此能够极大提升涂膜与基层的粘结力，同时更完整的交联密度也使得涂膜的耐水性得到增强。

Description

聚氨酯防水涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及涂料技术领域，尤其涉及一种聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防水涂料因具有强度高、延伸率大、耐水性能好、对基层变形的适应能力强等特点，而在防水施工领域得以广泛应用，占据防水涂料市场总量约30％。目前市场上应用较多的为溶剂型聚氨酯防水涂料，这种涂料的耐水性较好，对基层的粘结强度也较高，但这种涂料普遍存在VOC含量高、易对环境造成污染且耐候性较差的缺点。
针对上述问题，近年来随着以水为介质的安全、清洁的聚氨酯分散体应用技术的发展，市场上出现了一种聚氨酯防水涂料。这种涂料虽然在环保性能方面克服了传统溶剂型聚氨酯防水涂料存在的VOC含量高的缺点，同时耐候性也得了一定的提升，但是这种涂料的涂膜对基层的粘结力较差，当涂层发生破坏时，经常会出现涂膜被整块揭起的现象；此外，这种涂料的耐水性也较差。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种粘结强度高且耐水性及耐候性较好的聚氨酯防水涂料及其制备方法。
本申请第一方面提供一种聚氨酯防水涂料，包括分散在水性分散剂中的如下原料：
改性聚氨酯胶乳，100质量份；
填料，20～30质量份；
润湿分散剂，0.2～2质量份；
成膜助剂，3.5～5.5质量份；
任选的添加剂，30～70质量份；
其中，改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。
根据本申请第一方面的任一实施方式，改性聚氨酯胶乳包括分散在水性分散剂中的如下原料：
聚醚聚氨酯胶乳，100质量份；
硅烷改性二氧化硅胶体，5～10质量份；
乳化剂，0.5～1.0质量份；
扩链剂，0.2～1.0质量份。
根据本申请第一方面的任一实施方式，聚醚聚氨酯胶乳包含阴离子芳香族聚醚聚氨酯胶乳和阴离子脂肪族聚醚聚氨酯胶乳中的至少一种。
根据本申请第一方面的任一实施方式，硅烷改性二氧化硅胶体的平均粒径为5nm～15nm；和/或
硅烷改性二氧化硅胶体的pH值为5.0～9.0。
根据本申请第一方面的任一实施方式，硅烷改性二氧化硅胶体为二氧化硅胶体经硅烷改性剂改性得到，其中，硅烷改性二氧化硅胶体中二氧化硅胶体与硅烷改性剂的质量比为(25～30):(75～70)。
根据本申请第一方面的任一实施方式，硅烷改性剂选自氨基官能化烷氧基硅烷、乙烯基官能化烷氧基硅烷、环氧基官能化烷氧基硅烷及巯基官能化烷氧基硅烷中的至少一种；
优选的，硅烷改性剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷及乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种；
更优选的，硅烷改性剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
根据本申请第一方面的任一实施方式，任选的添加剂包括增稠剂、防腐剂、抗冻剂、钛白粉、消泡剂、pH调节剂及超细硫酸钡中的一种或几种。
根据本申请第一方面的任一实施方式，填料包括重钙、煅烧高岭土及滑石粉中的至少一种；和/或
润湿分散剂包括无机分散剂和有机分散剂中的一种或多种；和/或
成膜助剂包括二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚及三丙二醇正丁醚中的一种或多种；
乳化剂包括聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯及聚乙烯醇中的一种或多种；和/或
扩链剂包括1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇及二乙氨基乙醇中的一种或多种。
本申请第二方面提供一种用于制备聚氨酯防水涂料的方法，包括：
将改性聚氨酯胶乳在水性分散剂中分散均匀，得到第一分散体，其中，改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物；
向第一分散体中加入润湿分散剂、成膜助剂、填料及任选的添加剂并分散均匀，得到聚氨酯防水涂料。
根据本申请第二方面的任一实施方式，向第一分散体中加入润湿分散剂、成膜助剂、填料及任选的添加剂并分散均匀，得到聚氨酯防水涂料包括：
向第一分散体中加入润湿分散剂、防腐剂、抗冻剂、消泡剂、钛白粉、填料及超细硫酸钡，混合分散均匀，得到第二分散体；
向第二分散体中加入预先配好的增稠剂分散液及成膜助剂，混合分散均匀，得到第三分散体；
向第三分散体中加入pH调节剂后分散均匀，调节pH值为8～10，得到所述聚氨酯防水涂料。
相对于与现有技术，本申请至少具备以下有益效果：
本申请提供的聚氨酯防水涂料中包含改性聚氨酯胶乳，该改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。其中，硅烷改性二氧化硅胶体(SiO2·nH2O)中的SiO2和羟基能够接枝成为高分子量的聚氨酯的侧链；由于引入硅烷改性二氧化硅活性基团，因而高分子量的聚氨酯重新具有了较高程度的反应性。在涂料的固化成膜过程中，活性SiO2·nH2O基团能与混凝土基层进一步产生交联聚合反应，由此能够极大提升涂膜与基层的粘结力，同时更完整的交联密度也使得涂膜的耐水性得到增强。
具体实施方式
为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
发明人在研究过程中发现，由于水性聚氨酯主要是通过在聚氨酯的主链或者侧链引入亲水性基团或者外加乳化剂的方法，使得聚氨酯能溶于水或者分散于水中形成聚氨酯分散体或乳液。即用作制备防水涂料使用前已经聚合完成为高分子量的聚氨酯，防水施工时，只是将涂料涂覆于基层，通过挥发干燥形成防水涂膜，没有进一步的固化交联反应，导致涂膜对基层的粘结力较差。而高分子量的聚氨酯内聚力强，当涂层发生破坏时，经常出现防水涂膜因粘结差而被整块揭起的现象，且水性聚氨酯中含有的大量亲水基团或乳化剂，导致所制成的防水涂膜整体耐水性能较差。
鉴于对上述技术问题的发现和分析，提出本申请。
本申请实施例第一方面提供一种聚氨酯防水涂料，包括分散在水性分散剂中的如下原料：改性聚氨酯胶乳，100质量份；填料，20～30质量份；润湿分散剂，0.2～2质量份；成膜助剂，3.5～5.5质量份；任选的添加剂，30～70质量份；其中，改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。
本申请实施例提供的聚氨酯防水涂料中包含改性聚氨酯胶乳，该改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。其中，硅烷改性二氧化硅胶体(SiO2·nH2O)中的SiO2和羟基能够接枝成为高分子量的聚氨酯的侧链；由于引入硅烷改性二氧化硅活性基团，因而高分子量的聚氨酯重新具有了较高程度的反应性。在涂料的固化成膜过程中，活性SiO2·nH2O基团能与混凝土基层进一步产生交联聚合反应，由此能够极大提升涂膜与基层的粘结力，同时更完整的交联密度也使得涂膜的耐水性得到增强。
在一些实施例中，聚醚聚氨酯胶乳包含阴离子芳香族聚醚聚氨酯胶乳和阴离子脂肪族聚醚聚氨酯胶乳中的至少一种。
优选的，聚醚聚氨酯胶乳包含通过甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)及二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HMDI)中的至少一种与聚醚二元醇和/或聚醚三元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳中的至少一种。
例如，聚醚聚氨酯胶乳包括：甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚醚二元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳，甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚醚三元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚醚二元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚醚三元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚醚二元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚醚三元醇聚合得到的聚醚聚氨脂胶乳等等。
在一些实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体的平均粒径为5nm～15nm。优选的，硅烷改性二氧化硅胶体的平均粒径为10nm～15nm。
在一些实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体的pH值为5.0～9.0。优选的，硅烷改性二氧化硅胶体的pH值为5.0～7.0。
本申请实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体的平均粒径和pH值控制在合适范围内，有利于保持涂料体系的稳定性，pH值过高或过低均会对乳液的结构产生影响。
在一些实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体为二氧化硅胶体经硅烷改性剂改性得到，其中，二氧化硅胶体与硅烷改性剂的质量比为(25～30):(75～70)。
在一些实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体的制备可以包括：先采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅溶胶，再按上述二氧化硅胶体与硅烷改性剂的质量配比加入硅烷改性剂，即得到硅烷改性二氧化硅胶体溶液，改性后的纳米硅烷改性二氧化硅胶体尺寸分布在10nm～15nm。
在一些实施例中，硅烷改性剂包括氨基官能化烷氧基硅烷、乙烯基官能化烷氧基硅烷、环氧基官能化烷氧基硅烷、巯基官能化烷氧基硅烷中的至少一种。具体地，包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷及乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
优选的，硅烷改性剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的至少一种。
本申请实施例中，经硅烷改性剂改性二氧化硅胶体得到的硅烷改性二氧化硅胶体(SiO2·nH2O)，表面带有大量的羟基基团，因而其具备较高的反应活性，这些羟基基团可以通过与聚氨酯中异氰酸根的反应而链接到聚氨酯的侧链上，由此硅烷改性二氧化硅胶体经羟基基团的接枝而成为高分子量的聚氨酯的侧链，从而使高分子量的聚氨酯重新具有了较高程度的反应性。此外，经硅烷改性剂改性的硅烷改性二氧化硅胶体(SiO2·nH2O)仍保留有硅烷改性剂带有的氨基、羟基等反应性官能团，这些反应性官能团也能够通过与聚氨酯的接枝反应而使硅烷改性二氧化硅胶体成为聚氨酯的侧链，从而使聚氨酯具备较高程度的反应性。
在一些实施例中，改性聚氨酯胶乳包括分散在水性分散剂中的如下原料：聚醚聚氨酯胶乳，100质量份；硅烷改性二氧化硅胶体，5～10质量份；乳化剂，0.5～1.0质量份；扩链剂，0.2～1.0质量份。
在一些实施例中，乳化剂包含聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯及聚乙烯醇中的一种或多种。
在一些实施例中，扩链剂包含1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇及二乙氨基乙醇中的一种或多种。
在一些实施例中，硅烷改性二氧化硅胶体改性聚醚聚氨酯胶乳得到改性聚氨酯胶乳的制备可以包括：将聚醚聚氨酯胶乳均匀分散，然后升温至一定温度，滴加乳化剂进行预乳化，之后分别滴加扩链剂和硅烷改性二氧化硅胶体，保温一定时间，得到改性聚氨酯胶乳。
作为具体的示例，硅烷改性二氧化硅胶体改性聚醚聚氨酯胶乳得到改性聚氨酯胶乳的制备可以包括：
S02、将100份聚醚聚氨酯胶乳在水性分散剂中分散均匀后得到水性聚醚聚氨酯乳液；
S04、将上述水性聚醚聚氨酯乳液加入反应釜中，升温至80～90℃，开启搅拌，转速为500r/min，把乳化剂滴加到反应釜中进行乳液预乳化，1h内滴加完毕；
S06、保持上述温度、搅拌速度，把扩链剂滴加到上述预乳化液中，30min内滴加完毕；
S08、把硅烷改性二氧化硅胶体溶液滴加到上述含扩链剂的预乳化聚氨酯乳液中，1.5h内滴加完毕，保温1h以保证接枝扩链反应更完全，降温至20℃～30℃，得到改性聚氨酯胶乳。
在一些实施例中，步骤S04中，乳化剂的滴加量为0.5～1.5份，优选为1份。
在一些实施例中，步骤S06中，硅烷改性二氧化硅胶体的添加量为5～10份，优选为2.5份；扩链剂的滴加量为0.2～1.0份，优选为0.5份。
本申请实施例中，经硅烷改性二氧化硅胶体改性得到的改性聚氨酯胶乳，具有较高程度的反应性，在涂料的固化成膜过程中，改性聚氨酯胶乳中的活性SiO2·nH2O基团能与混凝土基层进一步产生交联聚合反应，由此能够极大提升涂膜与基层的粘结力，同时更完整的交联密度也使得涂膜的耐水性得到增强。
在一些实施例中，任选的添加剂包括增稠剂、防腐剂、抗冻剂、钛白粉、消泡剂、pH调节剂及超细硫酸钡中的一种或几种。
在一些实施例中，水性分散剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的水性分散剂。优选的，水性分散剂可以选自水、乙醇、聚乙二醇200及聚乙二醇400中的至少一种。
在一些实施例中，填料的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的填料。优选的，填料可以选自重钙、煅烧高岭土及滑石粉中的至少一种。更优选的，填料可以选自800目重钙、煅烧高岭土、1250目重钙及800目滑石粉中的一种或几种。作为具体的示例，填料可以选用广源化工的800目重钙。
本申请实施例中，填料主要起到填充、补强的作用。
在一些实施例中，润湿分散剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的润湿分散剂。优选的，润湿分散剂可以选自无机分散剂和有机分散剂中的至少一种。
更优选的，润湿分散剂可以选自聚羧酸钠盐类、聚羧酸氨盐类、高分子聚合物类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等，三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺及脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。作为具体的示例，润湿分散剂可以选用BYK公司的BYK-190分散剂或圣诺普科公司的SN5040分散剂。
本申请实施例中，润湿分散剂的主要作用为润湿颜料并防止颜料沉降，以及调整体系的表面张力，使得涂料可以顺利润湿铺展在卷材上而不引起缩孔或针眼，从而提高涂层的均匀性。
在一些实施例中，成膜助剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的成膜助剂。优选的，成膜助剂可以选自二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚及三丙二醇正丁醚中的一种或多种。作为具体的示例，成膜助剂可以选用华伦化工的二丙二醇甲醚。
本申请实施例中，成膜助剂的作用在于能促进聚合物乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，在涂料施工后涂膜的干燥过程中，使聚合物微滴溶解并融合成连续的膜，对聚合物起短暂的增塑作用，改善其聚结性，使得涂料具有广泛的施工温度。
在一些实施例中，增稠剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的增稠剂。优选的，增稠剂可以选自纤维素醚类、聚丙烯酸酯类、缔合型聚氨酯类及无机增稠剂类中的一种或多种。作为具体的示例，增稠剂可以选用万华化学的U505缔合型聚氨酯增稠剂和三星化工的B50K纤维素醚。
在一些实施例中，消泡剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的消泡剂。优选的，消泡剂可以选自矿物油类和有机硅类中的一种或多种。作为具体的示例，消泡剂可以选用圣诺谱科的SN154消泡剂和巴斯夫的2410消泡剂。
本申请实施例中，消泡剂主要用于消除或减少涂料在生产以及施工过程的气泡，有利于提高涂层的密实性和改善涂膜的外观。
在一些实施例中，防腐剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的防腐剂。优选的，防腐剂可以选自异噻唑啉酮类和2,2-二溴丙酰胺中的至少一种。作为具体的示例，防腐剂可以选用迪美生物公司的卡松杀菌剂。
本申请实施例中，防腐剂主要起防止微生物对水性涂料体系降解的作用，其可以解决由于细菌感染而引起的涂料的发霉、变质、发酵、发臭、破乳等一系列问题。
在一些实施例中，抗冻剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的抗冻剂。优选的，抗冻剂可以选自乙二醇、丙二醇及己二醇的至少一种。
本申请实施例中，抗冻剂的主要作用为降低涂料的冰点，提高涂料的低温贮存稳定性能以及调节涂料施工时的干燥速度，提升涂层的表观效果。
在一些实施例中，钛白粉的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的钛白粉。优选的，钛白粉为金红石钛白粉。作为具体的示例，钛白粉可以选用中核公司的R-215金红石钛白粉或杜邦公司的R-706钛白粉。
本申请实施例中，钛白粉主要起提高遮盖力的作用，以及通过反射和或漫反射阳光中的紫外线，增强防水涂膜的隔热、反射的功能。
在一些实施例中，超细硫酸钡的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。优选的，可以选用3000目的超细硫酸钡。作为具体的示例，可以选用贵州豪微公司的5AA超细硫酸钡。
本申请实施例中，超细硫酸钡主要起补强、填充、提升产品化学稳定性的作用。
在一些实施例中，pH值调节剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，可以选择本领域公知的pH值调节剂。优选的，pH值调节剂可以选用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。作为具体的示例，可以选用陶氏化学的AMP-95多功能助剂。
本申请实施例中，pH值调节剂的作用主要是调节和保持涂料体系的pH值稳定，防止颜料的重新聚集。
在一些实施例中，任选的添加剂可以包括：防腐剂，0.2～2质量份；抗冻剂，1～2质量份；钛白粉，10～20质量份；超细硫酸钡，30～40质量份；消泡剂，0.2～2质量份；pH调节剂，0.2～2质量份。
本申请实施例第二方面提供一种用于制备聚氨酯防水涂料的方法，包括：
S10、将改性聚氨酯胶乳在水性分散剂中分散均匀，得到第一分散体，其中，改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物；
S12、向第一分散体中加入润湿分散剂、成膜助剂、填料及任选的添加剂并分散均匀，得到聚氨酯防水涂料。
在一些实施例中，步骤S12可以进一步包括：
S120、向第一分散体中加入润湿分散剂、防腐剂、抗冻剂、消泡剂、钛白粉、填料及超细硫酸钡，混合分散均匀，得到第二分散体；
S122、向第二分散体中加入预先配好的增稠剂分散液及成膜助剂，混合分散均匀，得到第三分散体；
S124、向第三分散体中加入pH调节剂后分散均匀，调节pH值为8～10，得到所述聚氨酯防水涂料。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
一种聚氨酯防水涂料，包括按质量份计的原料：改性聚氨酯胶乳，50份；水，4.6份；BYK-190分散剂，0.1份；二丙二醇甲醚1.75份；迪美生物卡松杀菌剂，0.2份；乙二醇，1.0份；B50K纤维素醚，0.4份；巴斯夫2410消泡剂，0.6份；陶氏化学AMP-95，0.2份；R-215金红石钛白粉，8.0份；800目重钙，10份；5AA超细硫酸钡，15份。
实施例2
一种聚氨酯防水涂料，包括按质量份计的原料：改性聚氨酯胶乳，50份；水，4.6份；BYK-190分散剂，1份；二丙二醇甲醚1.75份；迪美生物卡松杀菌剂，0.2份；乙二醇，1.0份；B50K纤维素醚，0.4份；巴斯夫2410消泡剂，0.6份；陶氏化学AMP-95，0.2份；R-215金红石钛白粉，8.0份；800目重钙，15份；5AA超细硫酸钡，15份。
实施例3
一种聚氨酯防水涂料，包括按质量份计的原料：改性聚氨酯胶乳，50份；水，4.6份；BYK-190分散剂，1份；二丙二醇甲醚1.75份；迪美生物卡松杀菌剂，0.2份；乙二醇，1.0份；B50K纤维素醚，0.4份；巴斯夫2410消泡剂，0.6份；陶氏化学AMP-95，0.2份；R-215金红石钛白粉，8.0份；800目重钙，12.5份；5AA超细硫酸钡，15份。
实施例4
一种聚氨酯防水涂料，包括按质量份计的原料：改性聚氨酯胶乳，40份；水，14.6份；BYK-190分散剂，0.5份；二丙二醇甲醚1.5份；迪美生物卡松杀菌剂，0.2份；乙二醇，1.0份；B50K纤维素醚，0.4份；巴斯夫2410消泡剂，0.6份；陶氏化学AMP-95，0.2份；R-215金红石钛白粉，8.0份；800目重钙，10份；5AA超细硫酸钡，15份。
对比例1
一种聚氨酯防水涂料，包括按质量份计的原料：聚醚型水性聚氨酯乳液，50份；水，4.6份；BYK-190分散剂，0.5份；二丙二醇甲醚1.5份；迪美生物卡松杀菌剂，0.2份；乙二醇，1.0份；B50K纤维素醚，0.4份；巴斯夫2410消泡剂，0.6份；陶氏化学AMP-95，0.2份；R-215金红石钛白粉，8.0份；800目重钙，10份；5AA超细硫酸钡，10份。
上述实施例1～4中改性聚氨酯胶乳的制备如下：
S1、向反应釜中加入100份聚醚型水性聚氨酯乳液，升温至80℃，开启搅拌，转速为500r/min，把1份乳化剂滴加到反应釜中进行乳液预乳化，1h内滴加完毕；
S2、保持上述温度、搅拌速度，把0.5份1,4丁二醇扩链剂滴加到上述预乳化液中，30min内滴加完毕。
S3、把2.5份硅烷改性二氧化硅胶体溶液滴加到上述含扩链剂的预乳化聚氨酯乳液中，1.5h内滴加完毕，保温1h以保证接枝扩链反应更完全，降温至20℃～30℃，得到硅烷改性二氧化硅改性水性聚氨酯乳液。
其中，上述实施例1～4的改性聚氨酯胶乳制备过程中以及对比例1中的聚醚型水性聚氨酯乳液均选用万华化学的Archsol 8355；硅烷改性二氧化硅胶体溶液通过以下制备方法制得：
(1)把30份硅烷改性剂KH-550预先水解于水中，得到硅醇；
(2)把70份纳米二氧化硅胶体溶液加入上述溶液中，二氧化硅胶体与硅醇中的羟基发生脱水反应并产生化学键连接，得到硅烷改性二氧化硅胶体溶液。
以上实施例1～4及对比例1中聚氨酯防水涂料的原料质量份数示于下表1。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
改性聚氨酯胶乳 50 50 50 40 0
聚醚型水性聚氨酯乳液 0 0 0 0 50
水 4.6 4.6 4.6 14.6 4.6
润湿分散剂 0.1 1 0.5 0.5 0.5
成膜助剂 1.75 2.75 2.25 1.5 1.5
防腐剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
抗冻剂 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
增稠剂 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
消泡剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
pH调节剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
钛白粉 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
填料 10 15 12.5 10 10
超细硫酸钡 15 15 15 15 10
测试部分
对实施例1～4及对比例1中的聚氨酯防水涂料进行相关性能测试，测试结果示于下表2和表3；其中，表2的性能按照GB/T19250-2013标准进行测试。
表2
Figure BDA0003400873750000141
表3
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
附着力测试(划格法测试) 好 好 好 好 差
浸水7天后附着力测试 好 好 好 好 成块脱落
附着力测试：标准温湿度下施工于混凝土板上，湿膜厚度1mm，涂膜干燥至指触不粘手后，再于标准温湿度下继续养护24小时，用划格法进行测试。
对比分析实施例1～4与对比例1可知，与对比例1中使用的普通聚氨酯乳液相比，本申请聚氨酯防水涂料中通过加入硅烷改性二氧化硅胶体改性的改性聚氨酯胶乳，防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及粘结强度等性能均得到提升；与对比例1相比，防水涂料与基材的附着力得到非常明显改善，由此证明通过改性聚氨酯胶乳的使用，防水涂料的粘结强度能够得到较大幅度的提升。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括分散在水性分散剂中的如下原料：
改性聚氨酯胶乳，100质量份；
填料，20～30质量份；
润湿分散剂，0.2～2质量份；
成膜助剂，3.5～5.5质量份；
任选的添加剂，30～70质量份；
其中，所述改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物。
2.如权利要求1所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述改性聚氨酯胶乳包括分散在水性分散剂中的如下原料：
聚醚聚氨酯胶乳，100质量份；
硅烷改性二氧化硅胶体，5～10质量份；
乳化剂，0.5～1.0质量份；
扩链剂，0.2～1.0质量份。
3.如权利要求1或2所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述聚醚聚氨酯胶乳包含阴离子芳香族聚醚聚氨酯胶乳和阴离子脂肪族聚醚聚氨酯胶乳中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述硅烷改性二氧化硅胶体的平均粒径为5nm～15nm；和/或
所述硅烷改性二氧化硅胶体的pH值为5.0～9.0。
5.如权利要求1-4任一项所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述硅烷改性二氧化硅胶体为二氧化硅胶体经硅烷改性剂改性得到，其中，所述二氧化硅胶体与所述硅烷改性剂的质量比为(25～30):(75～70)。
6.如权利要求5所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述硅烷改性剂选自氨基官能化烷氧基硅烷、乙烯基官能化烷氧基硅烷、环氧基官能化烷氧基硅烷及巯基官能化烷氧基硅烷中的至少一种；
优选的，所述硅烷改性剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷及乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种；
更优选的，所述硅烷改性剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
7.如权利要求1-6任一项所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述任选的添加剂包括增稠剂、防腐剂、抗冻剂、钛白粉、消泡剂、pH调节剂及超细硫酸钡中的一种或几种。
8.如权利要求2-7任一项所述的聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述填料包括重钙、煅烧高岭土及滑石粉中的至少一种；和/或
所述润湿分散剂包括无机分散剂和有机分散剂中的一种或多种；和/或
所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚及三丙二醇正丁醚中的一种或多种；和/或
所述乳化剂包括聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯及聚乙烯醇中的一种或多种；和/或
所述扩链剂包括1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇及二乙氨基乙醇中的一种或多种。
9.一种用于制备聚氨酯防水涂料的方法，其特征在于，包括：
将改性聚氨酯胶乳在水性分散剂中分散均匀，得到第一分散体，其中，所述改性聚氨酯胶乳为聚醚聚氨酯胶乳与硅烷改性二氧化硅胶体聚合得到的聚合物；
向所述第一分散体中加入润湿分散剂、成膜助剂、填料及任选的添加剂并分散均匀，得到聚氨酯防水涂料。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述向所述第一分散体中加入润湿分散剂、成膜助剂、填料及任选的添加剂并分散均匀，得到聚氨酯防水涂料包括：
向所述第一分散体中加入润湿分散剂、防腐剂、抗冻剂、消泡剂、钛白粉、填料及超细硫酸钡，混合分散均匀，得到第二分散体；
向所述第二分散体中加入预先配好的增稠剂分散液及成膜助剂，混合分散均匀，得到第三分散体；
向所述第三分散体中加入pH调节剂后分散均匀，调节pH值为8～10，得到所述聚氨酯防水涂料。
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