CN116285641A - 一种高性能单组分聚氨酯防水涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高性能单组分聚氨酯防水涂料及制备方法，涉及涂料技术领域，主要方法是利用特殊有机改性的层状硅酸盐在涂料合成过程中剥离成二维片状纳米结构，利用其小尺寸，大比表面积和高表面能等特点提高与聚氨酯分子链段的相互作用，增强聚氨酯硬段结构的内聚力从而提高聚氨酯防水涂料的力学性能。通过调节配方组成设计以及合成工艺条件，可以得到存储稳定性好，力学性能高的单组分聚氨酯防水涂料。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种高性能单组分聚氨酯防水涂料及制备方法。
背景技术
聚氨酯防水涂料因其优良的力学性能、耐稀酸碱腐蚀性和与混凝土的牢固粘结，在建筑防水领域得到了普遍的认可。目前国内市场上主流产品的典型力学性能指标为拉伸强度2-3MPa,用于厨卫间、地下室顶板、侧墙和屋面等的普通防水工程。在停车场、球场看台和桥梁等重载荷部位，需要使用力学性能更高的防水涂料。目前满足高性能聚氨酯防水涂料的主流技术路线是做成双组分产品，使用时通过将含有NCO封端预聚体的A组分与含有刚性扩链剂(如3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷，MOCA)的B组分混合固化成膜。高性能的双组分聚氨酯防水涂料由于含有大量胺类扩链剂，混合后反应速度较快，在施工过程中往往受限于较短的开放时间。
相比于需要按照一定比例预先混合的双组分聚氨酯防水涂料，单组分聚氨酯防水涂料在施工前无需搅拌，开桶即用，更便于工人施工，提高效率，因此是国内聚氨酯防水涂料中销售量最大的品种。由于无法像双组分涂料或者弹性体制品通过大量添加MOCA、BDO等扩链剂提高力学性能，高性能单组分聚氨酯防水涂料具备一定的技术门槛，目前国内市场没有拉伸强度高于6MPa的单组分聚氨酯防水涂料。根据聚氨酯产品的广泛可设计性，高性能的单组分聚氨酯涂料产品可以选择聚四氢呋喃二醇或者聚醚胺等特种聚醚。例如CN107474713A、CN104877542A、CN106497371A和CN107286834A等所示，高性能的单组分聚脲防水涂料产品普遍采用聚醚胺与异氰酸酯形成预聚体，采用氢键密度和强度更高的脲键代替聚氨酯中的氨基甲酸酯键，提高硬段的内聚强度从而大幅度提高了涂料力学性能。但采用特殊聚醚或异氰酸酯大幅度提高了单组分涂料的配方成本，且聚醚胺的伯氨基与聚醚多元醇的羟基反应活性差距太大，预聚体的合成反应不易控制。
针对现有技术成本高、工艺复杂的问题，寻找一种廉价、工艺简单且拉伸强度高的高性能单组分聚氨酯防水涂料及制备方法十分必要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种高性能单组分聚氨酯防水涂料及制备方法，主要方法是利用特殊有机改性的层状硅酸盐在涂料合成过程中剥离成二维片状纳米结构，利用其小尺寸，大比表面积和高表面能等特点提高与聚氨酯分子链段的相互作用，增强聚氨酯硬段结构的内聚力从而提高聚氨酯防水涂料的力学性能。通过调节配方组成设计以及合成工艺条件，可以得到存储稳定性好，力学性能高的单组分聚氨酯防水涂料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种单组分聚氨酯防水涂料，包含以下组分：
聚氨酯；
季铵盐；
层状硅酸盐；
助剂；
所述聚氨酯防水涂料经甲苯处理后，底部沉淀的粉料热脱附后经过气相色谱-质谱能检测到特征碎片58amu。其中，58amu来自于[C3H8N]+，是季铵盐的特征峰之一(参见文献：Bowen,R.D.and Maccoll,A.(1985),Low-energy,low-temperature mass spectra:4—Saturated alkylamines.Org.Mass Spectrom.,20:331-335.以及文献：Hvistendahl,G.and Undheim,K.(1970),High resolution mass spectrometry oftrimethylamine.Org.Mass Spectrom.,3:821-824.)。
在一些具体的实施方式中，所述经甲苯处理具体为经甲苯稀释处理，得到底部沉淀粉料的方法具体如下：
(1)将20克聚氨酯防水涂料与120克甲苯混合均匀。将此混合液取出10ml置入15ml离心管中，用离心机(离心盘半径约16cm)分离粉料，转速500rpm，时间2min。结束后倒掉上液；
(2)离心管中加入10ml甲苯，超声分散5分钟，混合均匀。
(3)用离心机在转速500rpm，时间2min条件下离心，结束后倒掉上液。
(4)重复步骤(2)和(3)，重复次数2次。
(5)离心管中加入10ml无水乙醇，超声分散5分钟后静置30分钟。倒掉上液，底部粉末沉淀在30℃真空烘箱中放置15分钟，即得到热脱附法的气相色谱-质谱待测样品。
进一步地，所述单组分聚氨酯防水涂料中，NCO基团的质量分数为1-4％，优选为1.4-4％。
进一步地，所述单组分聚氨酯防水涂料经甲苯处理后，底部沉淀的粉料经热重分析，在500℃时粉料质量损失率为1％-60％；优选地质量损失率为2％-56％。
进一步地，按照GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测试，所述单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度≥5MPa。
进一步地，所述单组分聚氨酯防水涂料经甲苯处理，底部沉淀的粉料干燥后，经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有至少两个吸收峰。其中2820-2880cm-1为亚甲基的反对称伸缩振动峰，2880-2940cm-1为亚甲基的对称伸缩振动峰。说明含有脂肪碳链的季铵盐改性剂成功插入片层硅酸盐层间，并由于与甲苯极性差异较大导致硅酸盐沉淀。
进一步地，所述季铵盐含有氧元素，且所述季铵盐的阳离子中氧元素的总含量为7-14％。值得说明的是，季铵盐是由含有氮氧等元素的阳离子和氯或溴等阴离子组成。
进一步地，所述季铵盐包括：butyl-bis(2-hydroxyethyl)-octadecyl-ammoniumchloride、hexadecyl-bis(2-hydroxyethyl)-octylammonium chloride、2-hydroxyethyl-[4-(2-hydroxyethyl-methyl-octadecyl-ammonio)butyl]-methyl-octadecyl-ammoniumdichloride、2-aminoethyl-[4-(2-aminoethyl-methyl-octadecyl-ammonio)butyl]-methyl-octadecyl-ammonium dichloride、bis(2-hydroxyethyl)-dioctadecyl ammoniumchloride、tetradecyl-bis(2-hydroxyethyl)-ethylammonium chloride、octyl-bis(2-hydroxyethyl)-methyl-ammonium chloride中的一种或多种。
进一步地，所述聚氨酯由端羟基高聚物和异氰酸酯反应得到。
进一步地，所述端羟基高聚物包括羟值范围为20-120mgKOH/g的聚(氧化丙烯-氧化乙烯)多元醇和/或聚氧化丙烯多元醇。
进一步地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
进一步地，所述的层状硅酸盐由四面体硅酸盐片和八面体氢氧化物片按照2:1构成，包括蒙脱土，皂石和人工合成锂皂石中的一种或多种，离子交换容量为50-125mmol/100g。
进一步地，所述助剂包括催化剂，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二新癸酸二甲基锡和双吗啉基二乙基醚的一种或多种。
进一步地，所述助剂还包括：无机填料，增塑剂，溶剂，固化剂中的一种或多种。
进一步地，所述无机填料包括滑石粉、方解石、白云石、高岭土和石英粉中的一种或多种；所述增塑剂包括氯化石蜡、氯化棕榈油脂、邻苯二甲酸二异壬酯的一种或多种；所述溶剂包括闭口闪点60-100℃的芳烃溶剂、脂肪烃溶剂或二元酸酯类溶剂的一种或多种；所述潜固化剂包括噁唑烷类和/或亚胺类潜固化剂。
进一步地，本发明还提供了上述的单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将层状硅酸盐与水混合后，搅拌，得到硅酸盐分散液，将季铵盐与乙醇混合后加入至硅酸盐分散液中，升温搅拌，将沉淀物抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到有机改性层状硅酸盐；在有机改性层状硅酸盐中，阳离子的季铵盐改性剂分布在带负电荷的硅酸盐层间，通过静电作用连接并保持电中性。
(2)将助剂、有机改性层状硅酸盐、端羟基高聚物混合后，搅拌、升温、脱水；而后降温，加入异氰酸酯，继续搅拌、升温，加入助剂，搅拌，脱泡，即得聚氨酯防水涂料。
进一步地，所述有机改性层状硅酸盐无法以质量体积比0.1g:5ml在甲苯中分散。
在一些具体的实施方式中，所述聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将层状硅酸盐与水混合后，搅拌，得到硅酸盐分散液，将季铵盐与乙醇混合后加入至硅酸盐分散液中，升温至20-75℃搅拌1-3小时，将沉淀物抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到有机改性层状硅酸盐；在有机改性层状硅酸盐中，阳离子的季铵盐改性剂分布在带负电荷的硅酸盐层间，通过静电作用连接并保持电中性。
(2)将有机改性层状硅酸盐、端羟基高聚物在反应釜中混合后，搅拌，在110～120℃，-0.092～-0.098MPa的压力下抽真空2-8小时，使含水率<300ppm；而后降温，加入溶剂、异氰酸酯，继续在50-85℃下反应1-5小时；继续加入催化剂，在55-80℃下搅拌15-30分钟，即得聚氨酯防水涂料。
在另一些具体的实施方式中，所述聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将层状硅酸盐与水混合后，搅拌，得到硅酸盐分散液，将季铵盐与乙醇混合后加入至硅酸盐分散液中，升温至20-75℃搅拌1-3小时，将沉淀物抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到有机改性层状硅酸盐；在有机改性层状硅酸盐中，阳离子的季铵盐改性剂分布在带负电荷的硅酸盐层间，通过静电作用连接并保持电中性。
(2)将无机填料、有机改性层状硅酸盐、端羟基高聚物、增塑剂在反应釜中混合后，搅拌，在110～120℃，-0.092～-0.098MPa的压力下抽真空2-8小时，使含水率<300ppm；而后降温，加入溶剂、异氰酸酯，继续在50-85℃下反应1-5小时；继续加入催化剂、潜固化剂，在55-80℃下搅拌15-30分钟，脱泡，即得聚氨酯防水涂料。
本发明所取得的技术效果是：
本发明采用廉价聚(氧化丙烯-氧化乙烯)多元醇和/或聚氧化丙烯多元醇以及TDI、MDI等原材料，通过特殊季铵盐改性层状硅酸盐，在聚醚多元醇中分散并剥离成二维片状纳米结构，利用其小尺寸，大比表面积和高表面能等特点提高与聚氨酯分子链段的相互作用，增强聚氨酯硬段结构的内聚力从而提高聚氨酯防水涂料的力学性能。通过调节配方组成设计以及合成工艺条件，可以得到存储稳定性好，力学性能高的单组分聚氨酯防水涂料。
值得注意的是，在本发明之前有一些以蒙脱土代表的层状硅酸盐增强高聚物材料力学性能的专利申请。例如CN1206299C公开了一种纳米改性水性防水涂料，采用纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米二氧化钛与钠基蒙脱土复配改性聚合物乳液，该专利未报道增强效果。也有一些专利，如CN111560197A和CN108603050A，用亲水型聚合物改性蒙脱土，使在水性体系中剥离更高效。更多的专利则是用带正电荷的疏水高分子与Na+、Ca2+等蒙脱土层间金属离子进行离子交换，使层状硅酸盐由亲水变为亲油，并利用极性“相近相亲”原理使疏水高分子更容易进入层间，进行剥离。这也是目前制备有机改性蒙脱土纳米复合材料的普遍方法。例如专利CN114702805A利用未封端的聚乳酸、乙烯醇和乙基磺酰氯反应改性钠基蒙脱土，并在高分子树脂熔融条件下(200℃)制备了纳米复合材料。更多的专利则是利用长链烷基铵盐改性钠基蒙脱土，同样利用螺杆挤出机的强剪切力使熔融状态的树脂对有机改性蒙脱土进行插层，促进片层剥离成纳米结构。例如CN100386384C利用十六烷基三甲基溴化铵改性钠基蒙脱土，成功与聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1010、聚氨酯、聚苯乙烯、丁腈橡胶、丁苯橡胶和硅橡胶的聚合物和共聚物进行了复合，制备了纳米复合材料。专利CN1297470A公开了用季铵盐和环脒化合物的混合物改性蒙脱土，并制备聚氨酯和环氧树脂等热塑性和热固性纳米复合材料的方法。遗憾的是，以上方法无法移植至有机溶剂型或无溶剂单组分聚氨酯防水涂料。发明人发现，首先，经典的烷烃取代季铵盐改性剂，例如十六烷基三甲基溴化铵，与聚醚多元醇极性相差较大，亲和性不够，不能在单组分聚氨酯防水涂料合成过程中进行充分插层和剥离，对于涂料力学性能的提升幅度较小。其次，单组分聚氨酯防水涂料的生产工艺也无法产生螺杆挤出机加工时的高剪切力和高温，因此想要制备纳米复合聚氨酯涂料，对于季铵盐改性剂的要求要高于制备片材。第三，常规的烷烃或芳香烃取代季铵盐是异氰酸酯自聚的催化剂(详见文献：高喜平，曹光宇，张玉清，李俊贤，异佛尔酮二异氰酸酯的三聚研究，聚氨酯工业，21：26-29.)，影响单组分聚氨酯防水涂料的存储稳定性，只能如CN110452611A和CN1376748A用于双组分涂料。
在本发明中，发明人发现层状硅酸盐有机改性剂的极性对于单组分聚氨酯防水涂料的性能有重要影响。当有机改性层状硅酸盐不能分散于甲苯(质量体积比0.1g:5ml)，且热脱附后经过气相色谱-质谱(GC-MS)能检测到特征离子碎片58amu时，在单组分聚氨酯防水涂料中有显著增强涂料固化后力学性能的效果。具有该特征的有机改性层状硅酸盐，其层间阳离子必须含有一定量的氧(或硫)原子，使季铵盐具有适当的极性，不亲合非极性的烷烃或芳烃，因此无法在非极性的甲苯中分散；但对于聚醚多元醇、邻苯二甲酸酯和四氢呋喃等具有较强的亲和性，能够在非水性单组分聚氨酯防水涂料合成过程中高效剥离成纳米片层结构从而提高涂料力学性能。此外，由于聚醚多元醇与有机改性剂的强相互作用，不仅抑制了季铵盐改性剂对异氰酸酯的自聚催化作用，保证了单组分聚氨酯防水涂料的存储稳定性，同时也使聚氨酯分子链与剥离后的硅酸盐之间可以形成各种强相互作用，包括氢键、离子键和共价键，进一步提高涂料的力学性能。如果氧(或硫)等元素在改性剂中含量太高，则有机改性层状硅酸盐倾向于亲水或乙醇，与聚醚多元醇等极性差距较大，同样无法最有效剥离成纳米结构提高涂料的力学性能。
附图说明
图1为实施例1的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测的总离子流图；
图2为实施例1的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测在采集时间36-44min区域的特征碎片离子峰情况；
图3为实施例2的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测的总离子流图；
图4为实施例2的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测在采集时间36-44min区域的特征碎片离子峰情况；
图5为实施例3的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测的总离子流图；
图6为实施例3的涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测在采集时间36-44min区域的特征碎片离子峰情况；
图7为实施例4的涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料的热重曲线图；
图8为实施例4和对比例6的涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料的傅里叶变换红外光谱图；
图9为对比例5涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测的总离子流图；
图10为对比例6涂料经甲苯稀释处理后，气相色谱-质谱检测的总离子流图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
值得说明的是，本发明中使用的原料均为普通市售产品，因此对其来源不做具体限定。
实施例1
一种单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克butyl-bis(2-hydroxyethyl)-octadecyl-ammoniumchloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为11.1％。
将8克上述有机改性蒙脱土加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，总离子流图如图1所示，分析采集时间36-44min区域，则发现特征碎片离子峰58amu，如图2所示。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为56％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料的NCO含量为3.64％。
实施例2
一种单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克hexadecyl-bis(2-hydroxyethyl)-octylammonium chloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为10.4％。
将8克上述有机改性蒙脱土加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和39克MDI-50，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.002克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，总离子流图如图3所示。分析采集时间36-44min区域，则发现特征碎片离子峰58amu，如图4所示。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为55.5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料的NCO含量为3.37％。
实施例3
一种单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
将100克离子交换容量约75mmol/100g的人工合成锂皂石(laponite)加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克butyl-bis(2-hydroxyethyl)-octadecyl-ammonium chloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性锂皂石。该有机改性锂皂石无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为11.1％。
将8克上述有机改性锂皂石加入96克羟值56mgKOH/g的聚氧化丙烯二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，总离子流图如图5所示。分析采集时间36-44min区域，则发现特征碎片离子峰58amu，如图6所示。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为53.5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料的NCO含量为3.51％。
实施例4
一种单组分聚氨酯防水涂料：在实施例1的基础上增加单组分聚氨酯防水涂料配方中常见的原材料，例如增塑剂、无机填料和潜固化剂。增塑剂主要用于降低成本和调节粘度；无机填料用于提高撕裂强度和硬度，同时降低成本；潜固化剂则主要用于减少涂料固化过程中产生的气泡。增塑剂可以选用氯化石蜡和邻苯二甲酸酯类增塑剂；无机填料则常选用400-1500目的方解石、滑石粉、石英粉和高岭土等常见无机矿物；潜固化剂则采用市售产品即可，常见产品为安乡艾利特公司的ALT-403。以上原材料的加入不影响本发明的实质。
具体地，包括以下步骤：将8克实施例1的有机改性蒙脱土、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，热重曲线如图7所示，在500℃粉料质量损失率为5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，曲线如图8所示，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.88％。
实施例5
一种单组分聚氨酯防水涂料：在实施例2的基础上添加增塑剂、无机填料和潜固化剂等原材料。具体地，包括以下步骤：将8克实施例2的有机改性蒙脱土、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和39克MDI-50，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.002克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为4％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.76％。
实施例6
一种单组分聚氨酯防水涂料：在实施例3的基础上添加增塑剂、无机填料和潜固化剂等原材料。具体地，包括以下步骤：将8克实施例3的有机改性锂皂石、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为4.5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.84％。
实施例7
一种单组分聚氨酯防水涂料：在实施例4的基础上降低有机改性蒙脱土含量，同时增加溶剂、增塑剂和无机填料的含量。具体地，将6克实施例4的有机改性蒙脱土、116克800目方解石和24克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和48克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入45克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为2.5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.39％。
实施例8
一种单组分聚氨酯防水涂料：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克bis(2-hydroxyethyl)-dioctadecyl ammonium chloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为7.5％。
将6克上述有机改性蒙脱土、116克800目方解石和24克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和48克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入45克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为2.5％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.47％。
实施例9
一种单组分聚氨酯防水涂料：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克tetradecyl-bis(2-hydroxyethyl)-ethylammonium chloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为13.9％。
将6克上述有机改性蒙脱土、116克800目方解石和24克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和48克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入45克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为2％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.45％。
实施例10
一种单组分聚氨酯防水涂料：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克octyl-bis(2-hydroxyethyl)-methyl-ammonium chloride溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中，沉淀在底部，其改性剂阳离子中的氧和氮总含量为19.8％。
将6克上述有机改性蒙脱土、116克800目方解石和24克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和48克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入45克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测可见58amu离子碎片峰。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为2％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有两个特征峰。
该涂料NCO含量为1.39％。
对比例1
一种涂料：与实施例1的区别是配方中不含有有机改性层状硅酸盐。具体地，包括以下步骤：将96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品未添加粉料，用甲苯稀释后底部无沉淀。
对比例2
一种涂料：与实施例1的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克十六烷基三甲基溴化铵溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土能够以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。
将8克上述有机改性蒙脱土加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，未见沉淀的粉料。
对比例3
一种涂料：与实施例1的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克十六烷基十二烷基二甲基氯化铵溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土能够以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。
将8克上述有机改性蒙脱土加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，未见沉淀的粉料。
对比例4
一种涂料：与实施例1的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克2,6-二氨基己酸单盐酸盐滴加入分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时。降至室温后将改性的蒙脱土分散液在10000rpm离心得到沉淀，弃去上层清液，并用去离子水冲洗沉淀直到清洗液的导电率小于25uS为止。将沉淀物在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性剂氮元素和氧元素总含量为32.9％，有机改性剂亲水导致有机改性蒙脱土可以在水中分散。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。
将8克上述有机改性蒙脱土加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇和32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入10克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，无法检测到特征碎片峰58amu。
对比例5
一种涂料：与实施例4的区别是配方中不含有机改性层状硅酸盐。具体地，包括以下步骤：将88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度＞-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，无法检测到特征碎片峰58amu，如图9所示。采集时间10分钟左右的峰为粉料中残留的少量有机溶剂。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率小于0.2％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内无吸收峰。
对比例6
一种涂料：与实施例4的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克十六烷基三甲基溴化铵溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土能够以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。
将8克上述有机改性蒙脱土、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测不可见58amu离子碎片峰，如图10所示。
本涂料样品经甲苯稀释后，获得的底部粉料经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率小于0.2％。
将该涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内无吸收峰，如图8所示。
对比例7
一种涂料：与实施例4的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克十六烷基十二烷基二甲基氯化铵溶解于600克无水乙醇中，然后将该乙醇溶液滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时，将沉淀出来的产物真空抽滤，并用去离子水冲洗滤饼直到滤液用AgNO3溶液检测无沉淀为止。将洗干净的滤饼在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土能够以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。
将8克上述有机改性蒙脱土、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克美孚Solvesso 150溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
本涂料样品经甲苯稀释后，沉淀的粉料经热脱附后用气相色谱-质谱检测不可见58amu离子碎片峰；经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率小于0.2％；经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内无吸收峰。
对比例8
一种涂料：与实施例4的区别在于有机改性剂的结构不同。具体地，包括以下步骤：将100克离子交换容量约95mmol/100g的钠基蒙脱土加入3000克去离子水中，常温搅拌三小时分散均匀；将60克2,6-二氨基己酸单盐酸盐滴加入硅酸盐分散液，一小时左右滴加完毕，滴加开始时开始升温至60℃共搅拌三小时。降至室温后将改性的蒙脱土分散液在10000rpm离心得到沉淀，弃去上层清液，并用去离子水冲洗沉淀直到清洗液的导电率小于25uS为止。将沉淀物在100-120℃条件下真空干燥，研磨过筛即得有机改性蒙脱土。该有机改性蒙脱土无法以质量体积比0.1g:5ml分散于甲苯中。该有机改性剂氮元素和氧元素总含量为32.9％，有机改性剂亲水导致有机改性蒙脱土可以在水中分散。
将8克上述有机改性蒙脱土、88克800目方解石和12克1200目滑石粉加入96克羟值56mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)二元醇、32克羟值35mgKOH/g的聚(氧化乙烯-氧化丙烯)三元醇和32克52#氯化石蜡组成的混合液体中，搅拌升温至110℃并在真空度>-0.095Mpa条件下脱水1小时。含水率低于300ppm后降温至60℃加入35克溶剂和25克TDI-80，搅拌15分钟后升温至80℃反应3小时。加入0.05克二月桂酸二丁基锡催化剂和8克ALT-403潜固化剂，真空脱除气泡，出料备用。
将本涂料经甲苯稀释处理，获得的底部粉料热脱附后使用气相色谱-质谱检测，无法检测到特征碎片峰58amu；经热重分析检测，在500℃粉料质量损失率为0.7％；经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内无吸收峰。
上述各实例中涂料经甲苯稀释，得到底部沉淀粉料的方法具体如下：
(1)将20克聚氨酯防水涂料与120克甲苯混合均匀。将此混合液取出10ml置入15ml离心管中，用离心机(离心盘半径约16cm)分离粉料，转速500rpm，时间2min。结束后倒掉上液；
(2)离心管中加入10ml甲苯，超声分散5分钟，混合均匀。
(3)用离心机在转速500rpm，时间2min条件下离心，结束后倒掉上液。
(4)重复步骤(2)和(3)，重复次数2次。
(5)离心管中加入10ml无水乙醇，超声分散5分钟后静置30分钟。倒掉上液，底部粉末沉淀在30℃真空烘箱中放置15分钟，即得到热脱附法的气相色谱-质谱(GC-MS)、热重分析(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)待测样品。其中步骤(5)的目的是利用无水乙醇更低毒，沸点更低的特点，更快速获得粉料样品。
气相色谱-质谱联用测试条件如下：
仪器：RFONTIER LAB EGA/PY-3030D、Agilent 8890GC System和Agilent5977BGC/MSD
熔炉温度：250℃。
界面温度：250℃。
样品装载量：2-3mg。
分流比：20:1。
载气：高纯氦气。
气流速度：1ml/min。
色谱柱：HP-5MS。
进样口温度：300℃。
传输线温度：310℃。
质谱检测条件：电离电压70eV；扫描范围(m/z)30-550；离子源温度230℃；MS四级杆温度150℃。
柱温箱变温程序：初始温度50℃，保持3min；25℃/min升至150℃，保持2min；20℃/min升至300℃，保持3min；40℃/min降至50℃，保持3min；40℃/min升至180℃，保持3min；10℃/min升至300℃，保持3min。
热重分析测试条件如下：
仪器：TA Instruments TGA 55。
升温速度：20℃/min。
载气：高纯氮气。
样品气体流速(Sample Purge):25mL/min。
天平气体流速(Balance Purge)：40mL/min。
利用本发明中有机改性层状硅酸盐不能在甲苯中分散的特点，将涂料用甲苯稀释可以快速获得涂料内的全部填料(普通无机填料也不能分散在一般有机溶剂中)，通过热重分析可以定量分析有机改性剂的含量。在500℃时质量损失率越大，则说明涂料中碳酸钙滑石粉等惰性填料相比于有机改性层状硅酸盐添加量较小，涂料性能高但成本也高。当质量损失率>2％时，才能使涂料中有足够含量的有机改性层状硅酸盐，保证涂料拉伸强度>5MPa。在500℃条件下，有机物能够充分热解，但是无机填料如碳酸钙、高岭土和滑石粉等保持热稳定。
试验方法：将各实例制备的单组分聚氨酯防水涂料按照GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》的要求测试拉伸强度。同时将各实施例以及对比例制备的涂料在密封条件下于50℃条件下存储4周，记录粘度增长比例，考察存储稳定性。结果如表1所示。
表1实施例和对比例力学性能结果汇总表
说明书
对比实施例1和对比例1，以及实施例4和对比例5，证明本发明涉及的层状硅酸盐有机改性方法能大幅度提高单组分聚氨酯防水涂料拉伸强度，同时不影响存储稳定性。层状硅酸盐经过具有一定极性的季铵盐改性后，不能分散在甲苯中，与聚醚多元醇等亲和性好，能高效剥离分散提高涂料固化后的力学性能，同时抑制季铵盐对异氰酸酯的自催化作用。根据发明人经验，单组分聚氨酯防水涂料在50℃条件下存储4周粘度涨幅不高于100％，则可保证常温下至少存放9个月。对比例2、对比例3、对比例6和对比例7采用其他专利中常见的长链脂肪族季铵盐为改性剂，其改性后的层状硅酸盐能在非极性的甲苯中分散，与聚醚多元醇亲和性不够，导致有机改性蒙脱土未高效剥离成纳米片层，增强效果有限。同时此类季铵盐改性剂催化异氰酸酯自聚，长期存储后导致涂料固化。对比例4和对比例8采用亲水改性蒙脱土，与整体疏水的聚醚多元醇和增塑剂等极性差距较大，在溶剂型聚氨酯防水涂料中无法有效剥离分散，无法起到最佳增强效果。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (13)
1.一种单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：包含以下组分：
聚氨酯；
季铵盐；
层状硅酸盐；
助剂；
所述聚氨酯防水涂料经甲苯处理后，底部沉淀的粉料热脱附后经过气相色谱-质谱能检测到特征碎片58amu。
2.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述单组分聚氨酯防水涂料经甲苯处理后，底部沉淀的粉料经热重分析，在500℃时粉料质量损失率为1％-60％；优选地，质量损失率为2％-56％。
3.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：按照GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测试，所述单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度≥5MPa。
4.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述单组分聚氨酯防水涂料经甲苯处理，底部沉淀的粉料经傅里叶变换红外光谱分析，在2820-2940cm-1范围内有至少两个吸收峰。
5.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述季铵盐含有氧元素，且所述季铵盐的阳离子中氧元素和氮元素的总含量为7-14％。
6.据权利要求5所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述季铵盐包括butyl-bis(2-hydroxyethyl)-octadecyl-ammonium chloride、hexadecyl-bis(2-hydroxyethyl)-octylammonium chloride、2-hydroxyethyl-[4-(2-hydroxyethyl-methyl-octadecyl-ammonio)butyl]-methyl-octadecyl-
ammonium dichloride、2-aminoethyl-[4-(2-aminoethyl-methyl-octadecyl-ammonio)butyl]-methyl-octadecyl-ammonium dichloride、bis(2-hydroxyethyl)-dioctadecyl ammonium chloride、tetradecyl-bis(2-hydroxyethyl)-ethylammoniumchloride、octyl-bis(2-hydroxyethyl)-methyl-ammonium chloride中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述单组分聚氨酯防水涂料中，NCO基团的质量分数为1-4％，优选为1.4-4％。
8.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚氨酯由端羟基高聚物和异氰酸酯反应得到，所述端羟基高聚物包括羟值范围为20-120mg KOH/g的聚(氧化丙烯-氧化乙烯)多元醇和/或聚氧化丙烯多元醇；所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述的层状硅酸盐由四面体硅酸盐片和八面体氢氧化物片按照2:1构成，包括蒙脱土，皂石和人工合成锂皂石中的一种或多种，离子交换容量为50-125mmol/100g。
10.根据权利要求1所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述助剂包括催化剂，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二新癸酸二甲基锡和双吗啉基二乙基醚的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述助剂还包括：无机填料，增塑剂，溶剂，潜固化剂中的一种或多种。
12.根据权利要求11所述的单组分聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述无机填料包括滑石粉、方解石、白云石、高岭土和石英粉中的一种或多种；所述增塑剂包括氯化石蜡、氯化棕榈油脂、邻苯二甲酸二异壬酯的一种或多种；所述溶剂包括闭口闪点60-100℃的芳烃溶剂、脂肪烃溶剂或二元酸酯类溶剂的一种或多种；所述潜固化剂包括噁唑烷类和/或亚胺类潜固化剂。
13.如权利要求2-12任一项所述的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：
(1)将层状硅酸盐与水混合后，搅拌，得到硅酸盐分散液，将季铵盐与乙醇混合后加入至硅酸盐分散液中，升温搅拌，将沉淀物抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到有机改性层状硅酸盐；
(2)将助剂、有机改性层状硅酸盐、端羟基高聚物混合后，搅拌、升温、脱水；而后降温，加入溶剂、异氰酸酯，继续搅拌、升温，加入助剂，搅拌，脱泡，即得单组分聚氨酯防水涂料。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4724098A (en) * | 1985-06-07 | 1988-02-09 | Hoechst Aktiengesellschaft | Gel-forming organophilic layer silicate, process for its preparation and use |
| CN1766009A (zh) * | 2005-11-15 | 2006-05-03 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种有机蒙脱土及其与聚氨酯的复合物 |
| CN101698744A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-28 | 青岛科技大学 | 一种阳离子水性聚氨酯/有机蒙脱土复合树脂及其制备方法 |
| CN101812167A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-25 | 浙江工业大学 | 一种水性聚氨酯/有机硅蒙脱土纳米复合材料的制备方法 |
| CN102604161A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-25 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种蓖麻油酸钠盐有机改性钠基蒙脱土及其在硬质聚氨酯中的应用 |
| CN104087147A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-10-08 | 国家电网公司 | 一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN105733316A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-06 | 北京理工大学 | 一种有机酸盐插层改性蒙脱土的制备方法 |
| KR101969421B1 (ko) * | 2017-12-27 | 2019-04-16 | 주식회사 정석케미칼 | 내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법 |
| CN110423550A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-08 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型水固化聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
| CN110452611A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-15 | 武汉比邻科技发展有限公司 | 一种纳米改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN110484123A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型单组份聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
| CN110684457A (zh) * | 2019-03-19 | 2020-01-14 | 上海固密特新材料科技有限公司 | 一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN112574663A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-30 | 株洲飞鹿高新材料技术股份有限公司 | 一种环保耐候的改性单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-02-15 CN CN202310180045.0A patent/CN116285641A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4724098A (en) * | 1985-06-07 | 1988-02-09 | Hoechst Aktiengesellschaft | Gel-forming organophilic layer silicate, process for its preparation and use |
| CN1766009A (zh) * | 2005-11-15 | 2006-05-03 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种有机蒙脱土及其与聚氨酯的复合物 |
| CN101698744A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-28 | 青岛科技大学 | 一种阳离子水性聚氨酯/有机蒙脱土复合树脂及其制备方法 |
| CN101812167A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-25 | 浙江工业大学 | 一种水性聚氨酯/有机硅蒙脱土纳米复合材料的制备方法 |
| CN102604161A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-25 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种蓖麻油酸钠盐有机改性钠基蒙脱土及其在硬质聚氨酯中的应用 |
| CN104087147A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-10-08 | 国家电网公司 | 一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN105733316A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-07-06 | 北京理工大学 | 一种有机酸盐插层改性蒙脱土的制备方法 |
| KR101969421B1 (ko) * | 2017-12-27 | 2019-04-16 | 주식회사 정석케미칼 | 내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법 |
| CN110684457A (zh) * | 2019-03-19 | 2020-01-14 | 上海固密特新材料科技有限公司 | 一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN110452611A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-15 | 武汉比邻科技发展有限公司 | 一种纳米改性聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
| CN110423550A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-08 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型水固化聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
| CN110484123A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 巩义市弘盛管道设备有限公司 | 一种抗菌防霉型单组份聚氨酯建筑防水涂料及其制备方法 |
| CN112574663A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-30 | 株洲飞鹿高新材料技术股份有限公司 | 一种环保耐候的改性单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 |
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