CN114574089B - 一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防水涂料技术领域，具体涉及一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料及其应用。单组分聚氨酯防水涂料的原料包括25‑30份聚醚二元醇，3‑6份聚醚三元醇，8‑12份二异氰酸酯，10‑20份增塑剂，30‑45份填料，1‑2份颜料，0.1‑0.3份催化剂，0.2‑0.5份抗氧剂，0.2‑0.5份紫外线吸收剂，0.2‑0.4份消泡剂、0.3‑0.5份分散剂，1‑2份触变剂，0.2‑0.4份基材润湿剂，0.1‑0.2份附着力促进剂，其中触变剂为质量比1‑1.6：1的改性膨润土与聚脲型触变剂的混合物。本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料可实现一次性厚涂施工1.4‑1.6mm的技术效果。

Description

一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料及其应用

技术领域

本发明涉及防水涂料技术领域，具体涉及一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料及其应用。

背景技术

聚氨酯防水涂料，因其弹性好，强度大，粘接性好，抗撕裂性优异等特点，被广泛应用于建筑与市政工程装饰中。根据涂料的干燥原料与过程分类，聚氨酯防水涂料一般可分为多组分与单组分两种类型，其中，多组分聚氨酯防水涂料在使用之前，需要先按照比例将各组分混合搅拌均匀，方能施工，待预聚体组分与固化剂组分反应固化成膜后即可形成一层有强度与弹性的涂膜；单组分聚氨酯防水涂料可以直接涂覆在基层表面，涂料中的-NCO基团与空气中的水气发生反应进而固化成膜，因使用便利、方便施工，单组分聚氨酯防水涂料目前受到了更多防水客户的应用需求。

但是单组分聚氨酯防水涂料在使用过程中也存在一定的问题，如涂料中-NCO基团与水汽固化反应会生成二氧化碳气体而导致涂膜气孔多，尤其在厚涂情况下内部气孔增多会导致涂料成膜不致密，性能下降，涂膜热老化性能差。同时为保证一定的涂膜厚度，对涂料本身的粘度还有一定的要求，高粘度产品的基材浸透性较差，尤其是在存在浮灰、浮砂的防水基层上无法直接使用，而低粘度产品虽然基材浸透性较好，但施工后不容易起厚度，需要更多的涂膜次数来保证防水层的厚度和防水效果。因此单组分聚氨酯防水涂料在实际使用过程中一般不推荐一次成型的厚涂法施工，需要在基层表面进行三道以上的多层施工。第一道为采用涂料搭配适量稀释剂，进行基层浸透及固化处理，第二道及第三道为常规涂膜层保证防水效果。目前市面上广泛使用的单组分聚氨酯防水涂料均需采用此类三道以上的涂膜操作才可以达到预期的设计效果。

发明内容

针对现有单组分聚氨酯防水涂料需要进行三道以上的涂膜操作才能达到预期的防水层厚度和防水效果的技术问题，本发明提供一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料及其应用。该单组分聚氨酯防水涂料克服了常规触变型单组分聚氨酯防水涂料可一次性厚涂到设计厚度但与基材粘接效果极差的问题，也解决了常规市售的非触变型单组分聚氨酯防水涂料需要三遍或三遍以上的涂膜施工工艺，才可以达到预期效果的问题。

第一方面，本发明提供一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料，包括如下重量份数的原料：

25-30份聚醚二元醇，3-6份聚醚三元醇，8-12份二异氰酸酯，10-20份增塑剂，30-45份填料，1-2份颜料，0.1-0.3份催化剂，0.2-0.5份抗氧剂，0.2-0.5份紫外线吸收剂，0.2-0.4份消泡剂、0.3-0.5份分散剂，1-2份触变剂，0.2-0.4份基材润湿剂，0.1-0.2份附着力促进剂，其中触变剂为质量比1-1.6：1的改性膨润土与聚脲型触变剂的混合物。

进一步的，聚醚二元醇的分子量介于2000-3000之间，聚醚三元醇的分子量介于3000-6000之间。

进一步的，二异氰酸酯为TDI(甲苯二异氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)中的至少一种。

进一步的，催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、双吗啉二乙基醚中的至少一种。

进一步的，填料为钛白粉、高岭土、轻质碳酸钙、重质碳酸中的至少一种。

进一步的，增塑剂为氢化蓖麻油、环氧大豆油、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)、长链氯化石蜡中的至少一种。

进一步的，分散剂为聚丙烯酰胺或十二烷基硫酸钠型的有机分散剂。

进一步的，附着力促进剂为含有硅氧烷基团的硅烷偶联剂。

进一步的，制备方法包括如下步骤：

(1)将聚醚二元醇、聚醚三元醇、分散剂与增塑剂一起加入反应釜中，在110-120℃的温度下搅拌并抽真空脱水，保持真空度≤-0.09MPa，待水分含量≤0.05％，降低温度至80℃，加入二异氰酸酯并进行反应，检测混合物内-NCO基团含量，待-NCO基团含量达到设计要求反应完成时，得到聚氨酯预聚体；

(2)向聚氨酯预聚体中加入含水量≤0.05％的填料、颜料，降低温度至50-55℃，搅拌混合20-30min后加入改性膨润土，得到第二混合物；

(3)在第二混合物中加入催化剂、消泡剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、基材润湿剂、附着力促进剂、聚脲型触变剂，搅拌30min，降温出料，即得单组分聚氨酯防水涂料。

第二方面，本发明提供一种上述单组分聚氨酯防水涂料的应用，采用一次成型厚涂法施工单组分聚氨酯防水涂料涂膜。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的单组分聚氨酯防水涂料属于慢恢复型触变体系，在涂料施工过程中因涂料受剪切力的作用触变性大幅降低，粘度低易于流动，可以实现正常的刮涂、滚涂、喷涂的施工操作，在施工完毕剪切消失时其触变效果开始缓慢恢复，保证此时涂料粘度较稀仍然具备较好的浸透性，可显著提升与基层的粘接效果，涂料触变效果完全恢复后粘度变高，可保证涂膜层一定的厚度，从而实现一次性厚涂施工1.4-1.6mm的技术效果。

本发明的单组分聚氨酯防水涂料采用无溶剂的配方设计，且在防水施工过程中也不需要采用额外添加溶剂进行单独的打底，保证涂料对基材浸透性的施工方式，材料生产及设计施工周期全程无需有机溶剂的加入，对环境无污染，且固体含量高达99％以上，成膜均匀厚度可控，防水效果优异。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。

一种单组分聚氨酯防水涂料，原料包括：

聚醚二元醇N220 2000D，聚醚三元醇N330 3003LM，二异氰酸酯(质量比为3:7至7.5:2.5的甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物)，增塑剂(DIDP、DINP、环氧大豆油、氢化蓖麻油中的至少一种，多种混合物的比例任意)，填料(质量比为3:7至6:4的1250目高岭土、1250目重质碳酸钙的混合物)，颜料，催化剂(二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡的一种或两种的混合物，混合物中二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡的质量比为2:1)，抗氧剂1010，紫外线吸收剂UV531，消泡剂(BYK065、BYK8800的一种)，分散剂BYK108，基材润湿剂(BYK163、BYK167、BYK2164的一种)，附着力促进剂(KH550与6040的一种或两种的混合物，混合物中KH550与6040的质量比为1:1)；

还包括触变剂，触变剂为改性膨润土、聚脲型触变剂BYK410中的至少一种。

制备方法如下：

(1)将聚醚二元醇、聚醚三元醇、分散剂与增塑剂一起加入反应釜中，在110-120℃的温度下搅拌并抽真空脱水，保持真空度≤-0.09MPa，待水分含量≤0.05％，降低温度至80℃，加入二异氰酸酯并进行反应，检测混合物中-NCO基团含量，待-NCO基团含量达到设计要求反应完成时，得到聚氨酯预聚体；

(2)向聚氨酯预聚体中加入含水量≤0.05％的填料、颜料，降低温度至53℃，搅拌混合25min后加入改性膨润土，得到第二混合物；

(3)在第二混合物中加入催化剂、消泡剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、基材润湿剂、附着力促进剂、聚脲型触变剂，搅拌30min，降温出料，即得单组分聚氨酯防水涂料。

实施例1-4为采用上述原料组成及制备方法生产的单组分聚氨酯防水材料，其各原料的用量如下表1所示。

表1实施例1-4的原料用量(单位：份)

对比例1-4为采用上述原料组成及制备方法生产的单组分聚氨酯防水材料，其各原料的用量如下表2所示。

表2对比例1-4的原料用量(单位：份)

对比例5、6为某市售抗流挂型单组分聚氨酯防水涂料，对比例7、8为某市售常规单组分聚氨酯防水涂料。

参照国标《GB/T 19250-2013聚氨酯防水涂料》中相关指标，对实施例1-4、对比例1-8性能进行检测，检测结果如下表3所示。

表3单组分聚氨酯防水涂料性能检测结果

实施例1与对比例1区别在于对比例1中触变剂设计比例不同，对比例1涂膜后与基层表面的粘接效果尚可，但是一次涂膜厚度不足，仅为0.7mm。实施例1与对比例2的区别在于对比例2全部采用膨润土触变剂设计触变体系，对比例2涂膜厚涂效果较好但与基层表面的粘接效果较差，尤其是在有水泥浮灰的基层表面，其粘接效果较差无法，满足应用要求。实施例1与对比例3的区别主要在于，对比例3填料添加过量不符合本发明的设计，涂膜延伸率较低不符合设计需求且施工过程中难于涂刮，涂膜与基层表面粘接效果也较差。实施例1与对比例4相比，对比例4中未加入触变剂，涂膜与基材粘接性尚可，但无法实现厚涂。实施例1-4与对比例5、6相比，均可以实现厚涂施工，但对比例5、6与基材粘接效果均较差。实施例1-4与对比例7、8相比，涂膜与基材的粘接效果较好，但因非触变体系的配方设计，对比例7、8均无法实现厚涂施工。

综上，本发明制备的聚氨酯防水涂料可以实现厚涂施工，且与基材粘接效果较好。具备较好的应用价值。

尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可一次施工成型的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：

25-30份聚醚二元醇，3-6份聚醚三元醇，8-12份二异氰酸酯，10-20份增塑剂，30-45份填料，1-2份颜料，0.1-0.3份催化剂，0.2-0.5份抗氧剂，0.2-0.5份紫外线吸收剂，0.2-0.4份消泡剂、0.3-0.5份分散剂，1-2份触变剂，0.2-0.4份基材润湿剂，0.1-0.2份附着力促进剂，其中触变剂为质量比1-1.6：1的改性膨润土与聚脲型触变剂的混合物；

单组分聚氨酯防水涂料一次性厚涂施工1.4-1.6mm。

2.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，聚醚二元醇的分子量介于2000-3000之间，聚醚三元醇的分子量介于3000-6000之间。

3.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，二异氰酸酯为TDI、MDI中的至少一种。

4.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、双吗啉二乙基醚中的至少一种。

5.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，填料为钛白粉、高岭土、轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的至少一种。

6.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，增塑剂为氢化蓖麻油、环氧大豆油、DIDP、长链氯化石蜡中的至少一种。

7.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，分散剂为聚丙烯酰胺或十二烷基硫酸钠型的有机分散剂。

8.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，附着力促进剂为含有硅氧烷基团的硅烷偶联剂。

9.如权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

（1）将聚醚二元醇、聚醚三元醇、分散剂与增塑剂一起加入反应釜中，在110-120℃的温度下搅拌并抽真空脱水，保持真空度≤-0.09MPa，待水分含量≤0.05%，降低温度至80℃，加入二异氰酸酯并进行反应，检测混合物内-NCO基团含量，待-NCO基团含量达到设计要求反应完成时，得到聚氨酯预聚体；

（2）向聚氨酯预聚体中加入含水量≤0.05%的填料、颜料，降低温度至50-55℃，搅拌混合20-30min后加入改性膨润土，得到第二混合物；

（3）在第二混合物中加入催化剂、消泡剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、基材润湿剂、附着力促进剂、聚脲型触变剂，搅拌30min，降温出料，即得单组分聚氨酯防水涂料。

10.一种如权利要求1-9任一所述的单组分聚氨酯防水涂料的应用，其特征在于，采用一次成型厚涂法施工单组分聚氨酯防水涂料涂膜。