CN115926596A - 一种运用于外墙保护的聚脲防水材料的研制与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种运用于外墙保护的聚脲防水材料的研制与应用，属于涂料技术领域。聚脲防水材料由甲组份和乙组分组成，所述甲组份包括如下质量百分含量的组分：改性HDI固化剂96～98％、脱水剂1～2％和高沸点有机助溶剂1～2％；所述乙组份包括如下质量百分含量的组分：聚天门冬氨酸树脂43～50％、润湿流平剂0.5～2％、消泡剂0.5～2％、高沸点有机助溶剂2～5％、防沉剂0.5～2％、紫外线吸收剂0.5～2％、光稳定剂0.5～2％、防流挂助剂0.5～2％和石英粉25～40％；所述甲组份和乙组分的质量比为1：(1.5～2.5)。本发明提供的聚脲防水材料具有优异的防老化、防水、耐酸碱等综合性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种运用于外墙保护的聚脲防水材料的研制与应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，房屋的美化也越来越受到大家的关注，我们不仅关注房屋内部的装修精美，而且也关注它的外表美，还有它与周围环境及建筑物的搭配。现在通常用于外墙装饰的材料主要有瓷砖，大理石，花岗石，人造岩片，水性外墙真石漆，聚合物水泥材料，乳胶漆等等。这些材料对外墙的保护功能及装饰性能都有大大小小的区别，但他们都面临同样的外部环境的考验，就是防老化脱落问题，防水问题，防变色问题以及后期的维护、清洗、保养问题。这些市面上常用的外墙材料基本上只能解决以上问题的一至两个，很难一次性解决以上所有问题。
因此，亟需一种防老化、防水、耐酸碱、耐磨等综合性能优异的外墙保护材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运用于外墙保护的聚脲防水材料的研制与应用。本发明提供的防水材料具有优异的防老化、防水、耐酸碱、耐磨等综合性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种运用于外墙保护的聚脲防水材料，由甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括如下质量百分含量的组分：改性HDI固化剂96～98％、脱水剂1～2％和高沸点有机助溶剂1～2％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括如下质量百分含量的组分：聚天门冬氨酸树脂43～50％、润湿流平剂0.5～2％、消泡剂0.5～2％、高沸点有机助溶剂2～5％、防沉剂0.5～2％、紫外线吸收剂0.5～2％、光稳定剂0.5～2％、防流挂助剂0.5～2％和石英粉25～40％；所述甲组份和乙组分的质量比为1：(1.5～2.5)。
优选地，所述甲组份中的改性HDI固化剂包括旭化成的TPA-100、拜耳的N75、珠海飞扬的GB805a-100和烟台万华的HMDI中的两种或三种。
优选地，所述甲组份中的脱水剂包括A3活化粉。
优选地，所述甲组份和乙组分中的高沸点有机助溶剂独立地包括PGDA助溶剂和DPM助溶剂中的一种或多种。
优选地，所述乙组分中的润湿流平剂包括BYK-110、1484流平剂和dego-410中的一种或多种。
优选地，所述乙组分中的消泡剂包括迈图750S和BYK354中的一种或多种。
优选地，所述乙组分中的防沉剂包括BYK-410、海明斯的SD-2和赢创的A200中的一种或多种。
优选地，所述乙组分中的紫外线吸收剂包括Dragonsorb-1130。
优选地，所述乙组分中的防流挂助剂包括改性膨润土。
本发明还提供了上述技术方案所述的运用于外墙保护的聚脲防水材料在外墙保护中的应用。
本发明提供了一种运用于外墙保护的聚脲防水材料，由甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括如下质量百分含量的组分：改性HDI固化剂96～98％、脱水剂1～2％和高沸点有机助溶剂1～2％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括如下质量百分含量的组分：聚天门冬氨酸树脂43～50％、润湿流平剂0.5～2％、消泡剂0.5～2％、高沸点有机助溶剂2～5％、防沉剂0.5～2％、紫外线吸收剂0.5～2％、光稳定剂0.5～2％、防流挂助剂0.5～2％和石英粉25～40％；所述甲组份和乙组分的质量比为1：(1.5～2.5)。本发明提供的聚脲防水材料以聚天门冬氨酸树脂为树脂基体，固化快、韧性好；利用改性HDI固化剂调节固化产物结构，进一步提高体系性能；通过高沸点有机助溶剂对聚天门冬氨酸树脂具有很高的稀释效率和较大范围的相容性，提高对基材和填料的润湿性；紫外线吸收剂提高其抗紫外性能；光稳定剂提高其耐光老化性能；石英粉作为无机功能性填料，提高体系致密性；防沉剂防止体系沉降；防流挂助剂阻止体系流挂；消泡剂防止体系产生气泡；控制各组分的组成和用量，各组分配合作用，使得体系具有优异的防老化、防水、耐酸碱等综合性能。实施例的结果显示，本发明提供的聚脲防水材料在涂覆到基体后的表干时间≤2h，粘结强度≥3MPa，断裂伸长率≥300％，耐人工气候老化≥3000h，耐水性168h不渗透、不起泡、不变色，耐酸48h、耐碱72h不渗透、不起泡、不变色，附着力Ⅰ级，耐磨性(750g/500转)0.012g，撕裂强度95N/mm。
具体实施方式
本发明提供了一种运用于外墙保护的聚脲防水材料，由甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括如下质量百分含量的组分：改性HDI固化剂96～98％、脱水剂1～2％和高沸点有机助溶剂1～2％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括如下质量百分含量的组分：聚天门冬氨酸树脂43～50％、润湿流平剂0.5～2％、消泡剂0.5～2％、高沸点有机助溶剂2～5％、防沉剂0.5～2％、紫外线吸收剂0.5～2％、光稳定剂0.5～2％、防流挂助剂0.5～2％和石英粉25～40％。
如无特殊说明，本发明对所述各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括改性HDI固化剂96～98％，优选为97～98％。
在本发明中，所述改性HDI固化剂优选包括旭化成的TPA-100、拜耳的N75、珠海飞扬的GB805a-100和烟台万华的HMDI中的两种或三种。本发明对所述改性HDI固化剂中各组分的比例没有特殊的限定，以任意比例混合即可。
在本发明中，所述改性HDI固化剂与聚天门冬氨酸树脂发生交联反应形成固化产物。本发明将改性HDI固化剂的种类和用量限定在上述范围内，能够调节固化产物的结构，提高其综合性能。
以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括脱水剂1～2％，优选为1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％。
在本发明中，所述脱水剂优选包括A3活化粉。在本发明中，所述脱水剂用于吸附体系中的水分，避免水分与固化剂里的NCO基团反应，产生二氧化碳，导致产生气泡，同时降低固化剂的胶黏反应。本发明将脱水剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得体系中的水分被充分吸附。
以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括高沸点有机助溶剂1～2％，优选为1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％。
在本发明中，所述高沸点有机助溶剂优选包括PGDA助溶剂和DPM助溶剂中的一种或多种。在本发明中，所述高沸点有机助溶剂能够降低树脂粘度，提高体系对基材和填料的润湿性。本发明将高沸点有机助溶剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得体系具有合适的粘度，提高体系对基材和填料的润湿性，进一步提高材料的综合性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括聚天门冬氨酸树脂43～50％，优选为45～50％，更优选为46～48％。在本发明中，所述聚天门冬氨酸树脂作为树脂基体。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括润湿流平剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述润湿流平剂优选包括BYK-110、1484流平剂和dego-410中的一种或多种。在本发明中，所述润湿流平剂能够提供均匀的表面张力，并保持在漆膜干燥过程中，张力不会产生太大的变化，防止出现缩孔、桔皮等现象。本发明将润湿流平剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得体系具有优异的润湿流平性，提高漆膜表面质量，进而提高材料性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括消泡剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述消泡剂优选包括迈图750S和BYK354中的一种或多种。在本发明中，所述消泡剂用于消除材料制备过程中引入或产生的气泡，提高漆膜表面质量。本发明将消泡剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得产生或引入的气泡较为完全的消除，提高漆膜质量，进而提高其性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括高沸点有机助溶剂2～5％，优选为3～4％。在本发明中，所述高沸点有机助溶剂优选包括PGDA助溶剂和DPM助溶剂中的一种或多种。在本发明中，所述高沸点有机助溶剂能够降低树脂粘度，提高体系对基材和填料的润湿性。本发明将高沸点有机助溶剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得体系具有合适的粘度，提高体系对基材和填料的润湿性，进一步提高材料的综合性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括防沉剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述防沉剂优选包括BYK-410、海明斯的SD-2和赢创的A200中的一种或多种。在本发明中，所述防沉剂使体系具有触变性，防止颜填料沉降。本发明将防沉剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得材料具有优异的触变性，防止颜填料沉降，提高漆膜性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括紫外线吸收剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述紫外线吸收剂优选包括Dragonsorb-1130。在本发明中，所述紫外线吸收剂能够吸收阳光中的紫外线部分，减少紫外线对漆膜的老化。本发明将紫外线吸收剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得漆膜具有较好的防紫外老化性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括光稳定剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述光稳定剂优选为葵二酸酯混合物，更优选为包括以下质量百分含量的组分：3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯44～50％、双{3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯35～40％和聚乙二醇300酯10～16％。在本发明中，所述光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量、淬灭或捕获自由基，使高分子聚合物在光的辐照下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程。本发明将光稳定剂的种类和用量限定在上述范围内，能够进一步提高漆膜的光稳定性，提高其防老化性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括防流挂助剂0.5～2％，优选为1～1.5％。在本发明中，所述防流挂助剂优选包括改性膨润土，更优选包括毕克的A200和海明斯的SD-2中的一种或两种。在本发明中，所述防流挂助剂使漆膜具有稠变性，在固化或施工过程中防止流挂。本发明将防流挂助剂的种类和用量限定在上述范围内，能够使得漆膜具有优异的防流挂性能。
以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括石英粉25～40％，优选为30～35％。在本发明中，所述石英粉作为无机功能性填料，提高体系致密性。本发明将石英粉的用量限定在上述范围内，能够进一步提高漆膜致密性，进一步提高其各项性能。
在本发明中，所述乙组分中还优选包括聚脲色浆。在本发明中，所述聚脲色浆优选为用聚脲树脂添加有机色粉通过研磨而成。在本发明中，所述聚脲树脂与有机色粉的质量比优选为1：(0.4～0.6)，更优选为1:0.5。本发明对有机色粉的种类没有特殊的限定，根据实际需要选择即可。本发明将有机色粉与聚脲树脂混合能够使得有机色粉更加充分、均匀的分散到材料中。
本发明将聚脲防水材料分为甲乙两个组分，在使用前进行混合，能够使各组分混合的更加均匀。
在本发明中，所述甲组份和乙组分的质量比为1：(1.5～2.5)，优选为1:1。本发明将甲组份和乙组分的质量比限定在上述范围内，能够使得漆膜具有合适的固化速率，进一步提高漆膜的性能。
本发明控制各组分的组成和用量，各组分配合作用，使得体系具有优异的防老化、防水、耐酸碱和力学性能等综合性能。
在本发明中，所述聚脲防水材料的制备方法优选为：首先制备甲组份、然后制备乙组分，使用前将甲组份和乙组分混合即可。
本发明对甲组份的制备方法没有特殊的限定，将各组分混合均匀即可。
在本发明中，所述乙组分的制备方法优选为：加入聚天门冬氨酸树脂、润湿流平剂，开启搅拌器，转速调为300-400r/min，分散5～15分钟，然后依次加入防沉剂、高沸点有机助溶剂和石英粉，转速调节为800～1000r/min，分散15～30分钟，最后再依次加入消泡剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、防流挂助剂，转速为400～500r/min，分散30～40分钟。
当乙组分中还包括聚脲色浆时，本发明优选将聚脲色浆最后加入。
本发明将各组分分步加入并控制各步的搅拌速率和时间等工艺参数，能够使得各组分混合的更加充分。
本发明对所述甲组份和乙组分混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的物料混合的技术方案即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的运用于外墙保护的聚脲防水材料在外墙保护中的应用。
本发明对所述聚脲防水材料在外墙保护中的应用的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的聚脲防水材料在外墙保护中的应用的技术方案即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例聚脲防水材料由质量比1:1的甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份由如下质量百分含量的组分组成：改性HDI固化剂97％(旭化成的TPA-10045％、拜耳的N7552％)、脱水剂A3活化粉1.5％和高沸点有机助溶剂PGDA1.5％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份由如下质量百分含量的组分组成：聚天门冬氨酸树脂50％、润湿流平剂BYK-1100.7％、消泡剂迈图750S 0.7％、高沸点有机助溶剂PGDA5％、防沉剂BYK-4101％、紫外线吸收剂Dragonsorb-11300.8％、光稳定剂(其中，3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯50％、双{3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯40％和聚乙二醇300酯10％)0.8％、防流挂助剂毕克的A2001％和石英粉40％；
制备方法为：将改性HDI固化剂、脱水剂和高沸点有机助溶剂混合，得到甲组份；
在干净的搅拌缸中，依次加入聚天门冬氨酸树脂、润湿流平剂，开启搅拌器，转速调为350r/min，分散10分钟，然后依次加入防沉剂、高沸点有机助溶剂和石英粉，转速调节为900r/min，分散20分钟，最后再依次加入消泡剂、紫外线吸收剂、光稳定剂和防流挂助剂，转速为450r/min，分散30分钟，得到乙组分；
将甲乙组分混合，得到聚脲防水材料。
实施例2
本实施例聚脲防水材料由质量比1:1的甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份由如下质量百分含量的组分组成：改性HDI固化剂97％(拜耳的N7545％、珠海飞扬的GB805a-10052％)、脱水剂A3活化粉1.5％和高沸点有机助溶剂PGDA1.5％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份由如下质量百分含量的组分组成：聚天门冬氨酸树脂50％、润湿流平剂BYK-1100.7％、消泡剂迈图750S 0.7％、高沸点有机助溶剂PGDA5％、防沉剂BYK-4101％、紫外线吸收剂Dragonsorb-11300.8％、光稳定剂(其中，3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯50％、双{3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯40％和聚乙二醇300酯10％)0.8％、防流挂助剂毕克的A2001％和石英粉40％；
制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例聚脲防水材料由质量比1:1的甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份由如下质量百分含量的组分组成：改性HDI固化剂97％(珠海飞扬的GB805a-10045％、烟台万华的HMDI 52％)、脱水剂A3活化粉1.5％和高沸点有机助溶剂PGDA1.5％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份由如下质量百分含量的组分组成：聚天门冬氨酸树脂50％、润湿流平剂BYK-1100.7％、消泡剂迈图750S 0.7％、高沸点有机助溶剂PGDA5％、防沉剂BYK-4101％、紫外线吸收剂Dragonsorb-11300.8％、光稳定剂(其中，3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯50％、双{3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯40％和聚乙二醇300酯10％)0.8％、防流挂助剂毕克的A2001％和石英粉40％；
制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例聚脲防水材料由质量比1:1的甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份由如下质量百分含量的组分组成：改性HDI固化剂97％(旭化成的TPA-10030％、珠海飞扬的GB805a-10050％、烟台万华的HMDI 17％)、脱水剂A3活化粉1.5％和高沸点有机助溶剂PGDA1.5％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份由如下质量百分含量的组分组成：聚天门冬氨酸树脂50％、润湿流平剂BYK-1100.7％、消泡剂迈图750S0.7％、高沸点有机助溶剂PGDA5％、防沉剂BYK-4101％、紫外线吸收剂Dragonsorb-11300.8％、光稳定剂(其中，3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇300酯50％、双{3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸}-聚乙二醇300酯40％和聚乙二醇300酯10％)0.8％、防流挂助剂毕克的A2001％和石英粉40％；
制备方法同实施例1。
应用例
在普通混凝土外墙用水泥浆整体批刮2遍外墙腻子，用聚脲底漆滚涂一遍，再滚涂2遍本发明实施例1的聚脲防水材料。
测试实施例1的聚脲防水材料及应用例聚脲防水材料的性能，结果如表1所示。
表1聚脲防水材料及应用例聚脲防水材料的性能
从表1中可以看出，本发明提供的聚脲防水材料具有较好的力学性能、耐酸碱、耐水、耐老化和耐磨性，且具有较好的附着力，具有优异的综合性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种运用于外墙保护的聚脲防水材料，由甲组份和乙组分组成，以甲组份的总质量为100％计，所述甲组份包括如下质量百分含量的组分：改性HDI固化剂96～98％、脱水剂1～2％和高沸点有机助溶剂1～2％；以乙组份的总质量为100％计，所述乙组份包括如下质量百分含量的组分：聚天门冬氨酸树脂43～50％、润湿流平剂0.5～2％、消泡剂0.5～2％、高沸点有机助溶剂2～5％、防沉剂0.5～2％、紫外线吸收剂0.5～2％、光稳定剂0.5～2％、防流挂助剂0.5～2％和石英粉25～40％；所述甲组份和乙组分的质量比为1：(1.5～2.5)。
2.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述甲组份中的改性HDI固化剂包括旭化成的TPA-100、拜耳的N75、珠海飞扬的GB805a-100和烟台万华的HMDI中的两种或三种。
3.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述甲组份中的脱水剂包括A3活化粉。
4.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述甲组份和乙组分中的高沸点有机助溶剂独立地包括PGDA助溶剂和DPM助溶剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述乙组分中的润湿流平剂包括BYK-110、1484流平剂和dego-410中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述乙组分中的消泡剂包括迈图750S和BYK354中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述乙组分中的防沉剂包括BYK-410、海明斯的SD-2和赢创的A200中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述乙组分中的紫外线吸收剂包括Dragonsorb-1130。
9.根据权利要求1所述的聚脲防水材料，其特征在于，所述乙组分中的防流挂助剂包括改性膨润土。
10.权利要求1～9任意一项所述的运用于外墙保护的聚脲防水材料在外墙保护中的应用。
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