CN115785785A - 一种水固化双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种水固化双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。包含A、B组分，A组分含组合异氰酸酯15‑25重量份、聚醚多元醇50‑65重量份、羟基树脂10‑20重量份，氨基树脂10‑20份，组合型小分子醇5‑10重量份，B组分含水5‑15重量份，增塑剂25‑35重量份、粉料35‑45重量份、乳化剂5‑10重量份、消泡剂0.2‑0.3重量份、分散剂0.5‑1重量份、催化剂0.1‑0.2重量份，其不含有溶剂，不含游离TDI，低气味，以水作为固化剂，对潮湿的防水基层粘接力强。
Description
技术领域
本发明属于防水材料制备领域，具体涉及一种水固化双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防水涂料属于化学反应型防水涂料，由于聚氨酯防水涂料呈液体状态、因此有流平性好、渗透性好、可一次性喷涂，成膜后可形成橡胶状统一整体防水层，因此在建筑防水中应用广泛。
目前市场上双组分聚氨酯防水涂料均为溶剂型聚氨酯防水涂料，GB/T19250-2013标准要求固体含量≥92％，其余的挥发组分大多数为溶剂，而主流使用的溶剂为150号溶剂油(三甲苯、四甲苯)，部分厂家违规使用更有害的苯、甲苯、乙苯、二甲苯作为溶剂使用来降低成本，此外市场常规双组分聚氨酯防水涂料产品均为TDI生产，其中涂料成品不可避免的含有有毒有害的游离TDI。在实际项目施工中，施工人员直接面对含有挥发性、刺激性溶剂的涂料、同时伴有游离TDI释放，常常会出现眼部刺激、呼吸道刺激，严重影响到身体健康，在部分密闭环境施工甚至威胁到施工人员生命安全，因此提供一种无溶剂，低气味，低VOC，不含游离TDI的聚氨酯防水涂料势在必行。
目前市场上的双组分聚氨酯防水涂料对施工基层要求含水率达到≤9％，因为双组分聚氨酯涂料憎水性较强，较高的基层含水率会导致涂料与基层粘结差甚至脱落，涂层与基层中会发生窜水，从而失去防水效果，因此双组分聚氨酯防水涂料使用范围受限。
发明内容
针对以上问题，本发明目的是提供一种水固化双组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，该涂料不含有有机溶剂，不含游离TDI，低气味，以水作为固化剂，对潮湿的防水基层粘接力强。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，包含A、B组分，A组分含组合异氰酸酯15-25重量份、聚醚多元醇50-65重量份、羟基树脂10-20重量份，氨基树脂10-20份，组合型小分子醇5-10重量份，B组分含水5-15重量份，增塑剂25-35重量份、粉料35-45重量份、乳化剂5-10重量份、消泡剂0.2-0.3重量份、分散剂0.5-1重量份、催化剂0.1-0.2重量份。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的组合异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯按照10：2-10：7比例混合搭配而成。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，其中所述的聚醚多元醇包含聚醚二元醇2000、高活性聚醚多元醇330N两种。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的氨基树脂为脲醛树脂。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的羟基树脂为酚醛树脂。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的组合小分子醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇按照1：1：2～5比例混合搭配而成。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的增塑剂为煤化工长链液蜡生产的环保型52#氯化石蜡。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或多种。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的催化剂为三乙烯二胺和N,N-二甲基环己胺按照1：1的混合物。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的粉料为氢氧化钙、灰水泥、氧化铁红、5A分子筛中的一种或多种。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，其中所述的消泡剂为BYK065，BYK1790中的一种或两种。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，其中所述的分散剂为BYK108，BYK-ATU中的一种或两种。
一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，是按以下述步骤制备：
A组分：
a.将聚醚多元醇、氨基树脂、羟基树脂、组合小分子醇分别进行升温至80-120℃真空脱水至水分≤0.05％，各自脱水至合格后备用；
b.将聚醚多元醇加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃开始滴加预先混合好的组合异氰酸酯，80-85℃保温1h，开始加入氨基树脂、羟基树脂，继续80-85℃保温2-3h，降温至50-60℃，滴加组合小分子醇，继续反应1.5-2h；
c.温度保持在50-60℃，放料包装。
B组分：
a.按配方用量比例将水、乳化剂、催化剂加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃混合均匀；
b.将增塑剂、分散剂、消泡剂加入反应瓶中，搅拌1h；
c.缓慢加入粉料，高速搅拌计时2-3h；
d.搅拌完成后，放料包装。
为确保本技术方案可被理解，进一步说明，以上的技术方案是采用以下技术手段而实现的：
特殊的，所述技术方案中不含有机溶剂及其他高挥发性物质，确保涂料气味低，使用水来代替B组分中的有机溶剂，保证涂料粘度在不添加溶剂情况下保持正常粘度，确保施工性；
特殊的，所述技术方案中使用水来作为溶剂，使得涂料体系对于水泥基层有更好的润湿效果，提高产品在潮湿基层的粘结力；
特殊的，所述技术方案中A组分引入的脲醛树脂和酚醛树脂，将其链段接枝在聚氨酯涂料A组分中，因脲醛树脂分子结构上含有极性氧原子使得所以对物面基层附着力有效提升，酚醛树脂中含有大量的苯环交联出大量的体结构，使得涂料对于基层的粘接强度有效提升，同时采用的组合异氰酸酯：二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯中也提供大量的交联结构使得对于潮湿基层的粘接有效提高，同时确保了涂料中不含游离TDI。
特殊的，以水为固化剂情况下，聚氨酯树脂往往延伸率偏大，强度偏小，为解决该技术问题，所述技术方案中A组分使用小分子醇进行扩链，A组分预聚体的分子量变大，相应二异氰酸酯用量也越多，聚氨酯的硬段含量也高，确保水固化体系的高强度，由此涂料兼具有较高的拉伸强度和断裂伸长率。
特殊的，引入油包水型的乳化剂，保证B组分制备过程和储存过程中水与增塑剂可混溶，油水不分离，同时保证涂料耐水性。
特殊的，所用粉料均具备消除和吸收水固化所带来的反应气体特性，使得防水涂膜致密无气泡。
通过以上方式可确保达到技术效果，一是涂料不含溶剂，无刺激性气味，利于施工人员身体健康，二是改善了在潮湿基层施工与基层的粘结强度，提高防水效果，拓宽防水涂料使用范围。
具体实施方式
为更好理解本发明内容，下面对本发明的实施方式做进一步详细描述，下述给出的实施方式仅用于说明本发明是如何实施，未限制本发明仅可由以下方案实施，在理解本发明技术方案基础上，对本发明进行变更、替换、结构修饰等依旧属于本发明的保护范围。
实施例1
A:B配比1：2.5
原料配比：
A组分
工艺过程：
a.将聚醚多元醇、酚醛树脂、脲醛树脂、组合小分子醇分别进行升温至80-120℃真空脱水至水分≤0.05％，各自脱水至合格后备用；
b.将聚醚多元醇加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃开始滴加预先混合好的组合异氰酸酯，80-85℃保温1h，开始加入氨基树脂、羟基树脂，继续80-85℃保温2-3h，降温至50-60℃，滴加组合小分子醇，继续反应1.5-2h；
c.温度保持在50-60℃，放料包装。
B组分
工艺过程：
a.按配方用量比例将水、乳化剂、催化剂加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃混合均匀；
b.将增塑剂、分散剂、消泡剂加入反应瓶中，搅拌1h；
c.缓慢加入粉料，高速搅拌计时2-3h；
d.搅拌完成后，放料包装。
实施例2
A:B配比1：3.5
原料配比：
A组分
工艺过程：
同实施例1B组分
工艺过程：
同实施例1实施例3A:B配比1：2原料配比：A组分
工艺过程：
同实施例1
B组分
工艺过程：
同实施例1
为更好的理解本发明的内容，取市场规模企业生产的2款产品作为对比例1、对比例2，同时为使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，下面进行2项未按照技术方案实施的对比例，具体如下：
对比例3
AB比例1：2.5
A组分
原料配比：
甲苯二异氰酸酯TDI 15(重量份数)
聚醚2000 60
聚醚330N 25
工艺过程：
a.在反应容器中加入聚醚多元醇，搅拌升温至80-120℃，真空条件下搅拌脱水1-2小时，真空度保持在-0.08～-0.09MPa，至水分小于万分之五；
b.温度控制在60-80℃将TDI加入反应器，聚合反应2-4h，温度控制在80-100℃；
c.将温度降到50-65℃，出料。
B组分
原料配比：
工艺过程：
a.在反应容器中加入聚醚多元醇、52#氯化石蜡、分散剂，搅拌升温至80-120℃，加入滑石粉等粉料，真空条件下搅拌脱水1-2小时，真空度保持在-0.08～-0.09MPa，至水分小于万分之五；
b.将MOCA加入反应器，搅拌溶解；
c.将温度降到50-65℃，加入溶剂油、催化剂、消泡剂，搅拌1h，搅拌完成后出料。
对比例4
AB比例1：3.5
A组分
原料配比：
甲苯二异氰酸酯TDI 20(重量份数)
聚醚2000 55
聚醚330N 25
工艺过程：
a.在反应容器中加入聚醚多元醇，搅拌升温至80-120℃，真空条件下搅拌脱水1-2小时，真空度保持在-0.08～-0.09MPa，至水分小于万分之五；
b.温度控制在60-80℃将TDI加入反应器，聚合反应2-4h，温度控制在80-100℃；
c.将温度降到50-65℃，出料。
B组分
原料配比：
工艺过程：
a.在反应容器中加入聚醚多元醇、52#氯化石蜡、分散剂，搅拌升温至80-120℃，加入粉料，真空条件下搅拌脱水1-2小时，真空度保持在-0.08～-0.09MPa，至水分小于万分之五；
b.将MOCA加入反应器，搅拌溶解；
c.将温度降到50-65℃，加入溶剂油、催化剂、消泡剂，搅拌1h，搅拌完成后出料。
按照本发明的实施例1-3所述的技术配方及其制备方法制得的一种水固化双组分聚氨酯防水涂料与市售规模企业生产的2款双组分聚氨酯产品作为对比例1、对比例2及未按本技术方案实施的对比例3对比例4，具体对比数据如下：
从以上数据可以看出，市售的2款普通产品对比例1、对比例2，未按本技术方案实施的对比例3、对比例4检测结果：潮湿基层粘结强度均较小，VOC含量虽符合标准要求，但相比实施例1-3，挥发量较大，游离TDI有检出，含有刺激性气味，而本发明的实施例1-3制得的一种水固化双组分聚氨酯防水涂料相比市售普通双组分产品具有VOC含量低、无游离TDI释放、气味小、潮湿基层粘结强度高等显著优点。
Claims (7)
1.一种水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，包含A、B组分，A组分含组合异氰酸酯15-25重量份、聚醚多元醇50-65重量份、羟基树脂10-20重量份，氨基树脂10-20份，组合型小分子醇5-10重量份，B组分含水5-15重量份，增塑剂25-35重量份、粉料35-45重量份、乳化剂5-10重量份、消泡剂0.2-0.3重量份、分散剂0.5-1重量份、催化剂0.1-0.2重量份。
2.一种如权利要求1所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的组合异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯按照10：2-10：7比例混合搭配而成。
3.一种如权利要求1所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，其中所述的聚醚多元醇包含聚醚二元醇2000、高活性聚醚多元醇330N两种。
4.一种如权利要求1所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的氨基树脂为脲醛树脂；所述的羟基树脂为酚醛树脂；所述的组合小分子醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇按照1：1：2～5比例混合搭配而成。
5.一种如权利要求1所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的增塑剂为煤化工长链液蜡生产的环保型52#氯化石蜡；所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯中的一种或多种；所述的催化剂为三乙烯二胺和N,N-二甲基环己胺按照1：1的混合物。
6.一种如权利要求1所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的粉料为氢氧化钙、灰水泥、氧化铁红、5A分子筛中的一种或多种；所述的消泡剂为BYK065，BYK1790中的一种或两种；所述的分散剂为BYK108，BYK-ATU中的一种或两种。
7.一种如权利要求1-5之一所述的水固化双组分聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
A组分：
a.将聚醚多元醇、氨基树脂、羟基树脂、组合小分子醇分别进行升温至80-120℃真空脱水至水分≤0.05％，各自脱水至合格后备用；
b.将聚醚多元醇加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃开始滴加预先混合好的组合异氰酸酯，80-85℃保温1h，开始加入氨基树脂、羟基树脂，继续80-85℃保温2-3h，降温至50-60℃，滴加组合小分子醇，继续反应1.5-2h；
c.温度保持在50-60℃，放料包装；
B组分：
a.按配方用量比例将水、乳化剂、催化剂加入反应瓶中，搅拌升温至50-70℃混合均匀；
b.将增塑剂、分散剂、消泡剂加入反应瓶中，搅拌1h；
c.缓慢加入粉料，高速搅拌计时2-3h；
d.搅拌完成后，放料包装。
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