CN115975494A - 一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，该涂料由以下质量份数的组分制成：27～45份的聚醚多元醇、3～6份的甲苯‑2，4‑二异氰酸酯、15～18份的增塑剂、30～50份粉体填料、0.1～0.5份催化剂、0.2～0.3份的分散剂、0.2～0.5份的消泡剂、0.1～0.5份4‑甲基六氢苯酐、0.5～1.5份的潜伏固化剂。本发明之耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料具有一定的耐高温贮存特性，常温下拥有超长的贮存期，而且同样具有较高强度、高延伸率、高粘接强度等优异的物理力学性能。广泛应用于基础设施建设和市政交通工程，尤其是游泳池、消防水池等长期浸水部位的防水工程。

Description

一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑防水涂料及其制备方法，具体涉及一种耐高温贮存型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、固化后呈橡胶状的高弹性防水涂膜，该材料以其优良的综合性能在建筑中得到广泛应用，我国自20世纪80年代初开始推广应用以来，发现聚氨酯防水涂料是迄今为止使用最为成功的一种涂膜防水涂料，在防水应用中占有一席重要地位。其中，单组分聚氨酯防水涂料因其价格便宜、使用方便，是目前为止应用最广泛的聚氨酯防水涂料之一。主要应用于建筑工程防水，如地下室防水工程、屋面防水工程以及室内厨卫防水工程，尤其适用于游泳池、消防水池等长期浸水部位的防水工程。

目前，常见的单组分聚氨酯防水涂料属于湿气固化型涂料，涂料中含有游离的异氰酸酯基团，施工后能够与空气中的湿气反应固化，形成柔韧、致密的防水涂层。因体系中游离异氰酸酯的存在，导致产品活性较高，极易吸潮，引起粘度增大、凝胶，甚至固化。尤其是在高温贮存环境下，该类产品的保质期大大缩短。一般来说，该类产品在常规环境下的贮存期为半年，而在50℃下的贮存期仅有2-3个月。严重影响了产品推广和使用。

发明内容

本发明提供一种耐高温贮存型聚氨酯防水涂料及其制备方法，通过优化配方组成，在不影响产品干燥速度的情况下，大大提升了该产品的贮存稳定性，尤其是提升了在50℃以上的高温条件下的贮存期。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，由以下质量份数比的组分制成：27～45份的聚醚多元醇、3～6份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、15～18份的增塑剂、30～50份粉体填料、0.1～0.5份催化剂、0.2～0.3份的分散剂、0.2～0.5份的消泡剂、0.1～0.5份4-甲基六氢苯酐和0.5～1.5份的潜伏固化剂。

使用时，开桶即用，刮涂施工，涂料中的-NCO基团与空气中的湿气发生固化反应，即生成所述的聚氨酯防水涂膜。

进一步地，所述的聚醚多元醇选自PPG类聚醚多元醇、POP类聚合物聚醚多元醇或PTMEG类聚四氢呋喃型多元醇中的一种或多种任意比例的混合物。

优选地，所述PPG类聚醚多元醇选自聚醚二元醇、聚醚三元醇或聚醚四元醇中的一种或多种任意比例的混合物。所述的PPG类聚醚多元醇的分子量在500～5000之间，羟值在40～400mgKOH/g之间。

进一步地，所述增塑剂选自为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、氯化石蜡和柠檬酸酯类增塑剂中的一种或多种任意比例的混合物。

进一步地，所述粉体填料为炭黑、钛白粉、酞氰绿、氧化铁棕、氧化铁红、高岭土、水泥、重钙、硫酸钡、氧化镁、氧化钙、硅灰石、硅微粉或滑石粉中的一种或多种任意比例的混合物；

进一步地，所述催化剂选自环保有机金属催化剂或叔胺类催化剂的一种或多种的混合物。

优选地，所述环保有机金属催化剂选自辛酸亚锡、异辛酸铋、异辛酸锌、环烷酸锌或锌铋复合催化剂；所述叔胺类催化剂选自脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类、醇胺类或铵盐类化合物。

进一步地，所述分散剂为AFCONAS527，也可以采用市面其他厂家同类产品；所述消泡剂为AFCONA2620-85D1，也可以采用市面其他厂家同类产品。

进一步地，所述4-甲基六氢苯酐为波林化工(常州)有限公司的六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐，也可以采用市面其他厂家同类产品。

进一步地，所述潜伏固化剂为山东一航新材料科技有限公司的潜伏固化剂YH292，也可以采用市面其他厂家同类产品。

本发明之一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的容器内，首先加入聚醚多元醇、分散剂、消泡剂、增塑剂，在搅拌速率为200-300r/min下升温到100～130℃后，在搅拌速率为300-400r/min下慢慢加入粉体填料，然后抽真空至-0.098Mpa以下，保持3h以上，然后降温至60～100℃；接着在60～100℃下加入甲苯-2，4-二异氰酸酯，搅拌2～3h；然后降温60℃以下；最后加入催化剂、潜伏固化剂及4-甲基六氢苯酐，搅拌并抽真空30min以上，即得所述的耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料。

原理介绍：

本发明之耐高温贮存单组分聚氨酯防水涂料为了实现耐高温贮存时间的延长，着重从以下两方面作了改进：

选用合适的催化剂，同时严格控制催化剂用量，在保证涂料与湿气反应速度不变的情况下，尽量减少产品自聚的可能。选用合适的潜伏固化剂与4-甲基六氢苯酐复合作用体系，提高了产品中游离异氰酸酯的稳定性，减小产品自聚可能性，避免了凝胶的产生。

较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明之耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料具有优良的耐高温贮存性能。而且同样具有较高强度、高延伸率、高粘接强度等优异的物理力学性能，残留TDI低，毒性小。实验证明，本发明之耐高温型单组分聚氨酯防水涂料在常温条件下贮存期可达1-2年，50℃高温条件下贮存1年以上。避免了产品因长期贮存导致凝胶、固化的可能性。广泛应用于基础设施建设和市政交通工程，尤其是游泳池、消防水池等长期浸水部位的防水工程。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步加以说明。

实施例1

一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：由以下质量份数比的组分制成：30份的聚醚多元醇、3份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、17份的增塑剂、48.1份粉体填料、0.1份催化剂、0.3份的分散剂、0.5份的消泡剂、0.5份4-甲基六氢苯酐和0.5份的潜伏固化剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的1000mL四口瓶内，首先加入20份聚醚二元醇、10份聚醚三元醇、17份氯化石蜡、0.3份分散剂、0.5份消泡剂，在搅拌速率为200r/min下升温到110℃后，在搅拌速率为300r/min下慢慢加入13.6份滑石粉、28份重钙、6份高岭土、0.5份酞氰绿，抽真空，保持真空压力为-0.098MPa以下脱水，保持3h以上，然后降温至80℃；加入3份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI),在搅拌状态下，反应2.5h；反应结束后，降温至60℃；最后加入0.1份异辛酸铋、0.5份YH292、0.5份4-四基六氢苯酐，边搅拌边抽真空，30min后出料。

实施例2

一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：由以下质量份数比的组分制成：27份的聚醚多元醇、4份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、18份的增塑剂、48.9份粉体填料、0.5份催化剂、0.2份的分散剂、0.4份的消泡剂、0.3份4-甲基六氢苯酐和0.8份的潜伏固化剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的1000mL四口瓶内，首先加入17份聚醚二元醇、10份聚醚三元醇、18份邻苯二甲酸二辛酯、0.2份分散剂、0.4份消泡剂，在搅拌速率为260r/min下升温到110℃后，在搅拌速率为330r/min下慢慢加入13.3份滑石粉、29份重钙、6份高岭土、0.5份碳黑，抽真空，保持真空压力为-0.098MPa以下，保持3h以上，然后降温至80℃；加入4份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI),在搅拌状态下，反应2.5h；反应结束后，降温至60℃；最后加入0.5份锌铋复合催化剂、0.8份YH292、0.3份4甲基六氢苯酐，边搅拌边抽真空，30min后出料。

实施例3

一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：由以下质量份数比的组分制成：37份的聚醚多元醇、5份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、15份的增塑剂、40.9份粉体填料、0.2份催化剂、0.3份的分散剂、0.2份的消泡剂、0.2份4-甲基六氢苯酐和1.2份的潜伏固化剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的1000mL四口瓶内，首先加入25份聚醚二元醇、12份聚醚三元醇、15份对苯二甲酸二辛酯、0.3份分散剂、0.2份消泡剂，在搅拌速率为250r/min下升温到110℃后，在搅拌速率为300-400r/min下慢慢加入9份滑石粉、26份重钙、5份高岭土、0.9份钛白粉，升温到110℃后，抽真空，保持真空压力为-0.098MPa以下，保持3h以上，然后降温至80℃；；加入5份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI),在搅拌状态下，反应2.5h；反应结束后，降温至60℃；最后加入0.2份异辛酸锌、1.2份YH292、0.2份4-甲基六氢苯酐，边搅拌边抽真空，30min后出料。

实施例4

一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：由以下质量份数比的组分制成：45份的聚醚多元醇、6份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、15份的增塑剂、31.7份粉体填料、0.3份催化剂、0.2份的分散剂、0.2份的消泡剂、0.1份4-甲基六氢苯酐和1.5份的潜伏固化剂。

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的1000mL四口瓶内，首先加入25份聚醚二元醇、20份聚醚三元醇、15份氯化石蜡、0.2份分散剂、0.2份消泡剂，在搅拌速率为220r/min下升温到110℃后，在搅拌速率为300-400r/min下慢慢加入9份滑石粉、19份重钙、3份高岭土、0.7份铁红，抽真空，保持真空压力为-0.098MPa以下脱水，保持3h以上，然后降温至80℃；；加入6份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI),在搅拌状态下，反应2.5h；反应结束后，降温至60℃；最后加入0.3份辛酸亚锡、1.5份YH292、0.1份4-甲基六氢苯酐，边搅拌边抽真空，30min后出料。

适当地修改在范围内的温度和搅拌速率及时间均能得到本发明的防水涂料。

对比例1

与实施例1相比，没有加4-甲基六氢苯酐，具体地：

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的1000mL四口瓶内，首先加入20份聚醚二元醇、10份聚醚三元醇、17份氯化石蜡、0.3份分散剂、0.5份消泡剂，在搅拌速率为200r/min下升温到110℃后，在搅拌速率为300-400r/min下慢慢加入13.6份滑石粉、28份重钙、6份高岭土、0.5份酞氰绿，抽真空，保持真空压力为-0.098MPa以下，保持3h以上，然后降温至80℃；加入3份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI),在搅拌状态下，反应2.5h；反应结束后，降温至60℃；最后加入0.1份异辛酸铋和0.5份YH292，边搅拌边抽真空，30min后出料。

分别对上述实施例和对比例所获得的聚氨酯防水涂料用GB/T19250进行性能检测，结果见表1。

表1实施例1～4耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料进行性能检测结果

由表1可知，实施例1～4耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料在常温条件下贮存期可达1-2年，50℃高温条件下贮存1年以上。避免了产品因长期贮存导致凝胶、固化的可能性。而对比例1没有加4-甲基六氢苯酐，它的常温贮存期和高温贮存期均比实施例1要短很多。

上述仅用于说明本发明是如何实施的，并非限制本发明仅可由以上方案实施，在理解本发明技术方案的基础上，对本发明进行的变更、替换、结构修饰等依旧属于本发明的保护范围，本发明的保护范围涵盖于其权利要求及其等同变换。

Claims (10)

1.一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：由以下质量份数比的组分制成：27～45份的聚醚多元醇、3～6份的甲苯-2，4-二异氰酸酯、15～18份的增塑剂、30～50份粉体填料、0.1～0.5份催化剂、0.2～0.3份的分散剂、0.2～0.5份的消泡剂、0.1～0.5份4-甲基六氢苯酐和0.5～1.5份的潜伏固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述的聚醚多元醇选自PPG类聚醚多元醇、POP类聚合物聚醚多元醇或PTMEG类聚四氢呋喃型多元醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述PPG类聚醚多元醇选自聚醚二元醇、聚醚三元醇或聚醚四元醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、氯化石蜡和柠檬酸酯类增塑剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述粉体填料为炭黑、钛白粉、酞氰绿、氧化铁棕、氧化铁红、高岭土、水泥、重钙、硫酸钡、氧化镁、氧化钙、硅灰石、硅微粉或滑石粉中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述分散剂为AFCONA S527；所述消泡剂为AFCONA 2620-85D1。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述催化剂选自环保有机金属催化剂或叔胺类催化剂的一种或两种任意比例的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述环保有机金属催化剂选自辛酸亚锡、异辛酸铋、异辛酸锌、环烷酸锌或锌铋复合催化剂；所述叔胺类催化剂选自脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类、醇胺类或铵盐类化合物。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述4-甲基六氢苯酐为波林化工(常州)有限公司的六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述潜伏固化剂为山东一航新材料科技有限公司的潜伏固化剂YH292。

10.一种权利要求1-9任意一项所述耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、热电偶的容器内，首先加入聚醚多元醇、分散剂、消泡剂、增塑剂，在搅拌速率为200-300r/min下升温到100～130℃后，在搅拌速率为300-400r/min下慢慢加入粉体填料，然后抽真空至-0.098Mpa以下，保持3h以上，然后降温至60～100℃；接着在60～100℃下加入甲苯-2，4-二异氰酸酯，搅拌2～3h；然后降温60℃以下；最后加入催化剂、潜伏固化剂及4-甲基六氢苯酐，搅拌并抽真空30min以上，即得所述的耐高温贮存型单组分聚氨酯防水涂料。