CN116656224A - 一种高粘度防水涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，所述A组分按重量百分比，包括：蓖麻油32.5％～36.5％，聚醚多元醇6.4％～10.4％，聚酯多元醇1.4％～5.4％，碳酸钙47.3％～51.3％，活化粉2.4％～6.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。最终制得的防水涂料具有良好的柔顺性、热稳定性、耐水性和乳液稳定性，聚醚多元醇可与多亚甲基多苯基多异氰酸酯发生反应形成固化体系，固化反应后生成大量的—NHCOO—键，可以大幅度旋转，大大提高了制得的涂料的柔韧性，涂覆后具有良好的柔韧性，适当的硬度，避免发生流坠、脱落和开裂等现象。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种高粘度防水涂料及其制备方法与应用。
背景技术
目前国内的一些大型的工程，如大型场馆地下室墙面、隧道、地铁、高铁、人防等，均需要在表面进行防水施工。
目前常用的防水涂料为聚氨酯防水涂料，其在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)，其具有以下特点：优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性，具备优异的橡胶特性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能，用途广泛。
然而，异氰酸基团遇水会反应，在包装过程及包装储存后，只要有极微量的水汽进入就会产生化学反应，在涂料的上表面会产生结皮现象，导致涂料粘度增大，严重的会出现固化，导致后续无法施工。针对涂料粘度大的问题，目前采取的措施是配方里面加入一定量的溶剂，使得涂料粘度变小。而涂料粘度的变小及溶剂比例的上升，使得涂料的流动性能增大。当在立面及斜坡面的施工时，由于自身重力使得涂料在没固化成膜前发生流坠，很难形成厚度均匀的涂膜，最后导致防水效果不甚理想。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高粘度防水涂料及其制备方法与应用，旨在解决现有防水涂料因为遇水粘度增大导致无法施工或因为加入溶剂降低浓度导致流动性过大的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种高粘度防水涂料，其中，包括A组分和B组分，其中，所述A组分按重量百分比，包括：蓖麻油32.5％～36.5％，聚醚多元醇6.4％～10.4％，聚酯多元醇1.4％～5.4％，碳酸钙47.3％～51.3％，活化粉2.4％～6.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述A组分与所述B组分的质量比为(2～10)：1。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述聚醚多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚醚多元醇的羟值为25～550mgKOH/g。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、聚醚330N、聚醚DL-400、聚醚DL-1000D、聚醚DL-2000D、聚醚DL-3000D、聚醚DL-4000D、聚醚MN-3050F、聚醚MN-3050D、聚醚PZ-200中的一种或多种。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述聚酯多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚酯多元醇的羟值为200～400mgKOH/g，所述聚酯多元醇的粘度为1500～15000mPa·s。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己丙酯多元醇中的一种或多种。
所述的高粘度防水涂料，其中，所述活化粉为分子筛活化粉。
一种如本发明上述方案所述的高粘度防水涂料的制备方法，其中，包括步骤：
将蓖麻油、聚醚多元醇、聚酯多元醇、碳酸钙、活化粉加入反应釜中，升温至预定温度，并在预定负压下真空脱水脱泡，得到A组分；
向所述反应釜中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行聚合反应，得到所述高粘度防水涂料。
所述的制备方法，其中，所述预定温度为110～130℃，所述预定负压小于等于0.09MPa，所述脱水脱泡的时间为0.5～1h；所述聚合反应的时间为1.5～3h，所述聚合反应的温度为75～90℃。
一种如本发明上述方案所述的高粘度防水涂料在大型场馆地下室墙面、隧道、地铁、高铁、人防的防水施工中的应用。
有益效果：本发明公开了一种高粘度防水涂料及其制备方法与应用，通过采用蓖麻油对聚酯多元醇和聚醚多元醇的改性，可以使得最终制得的防水涂料具有良好的柔顺性、热稳定性、耐水性和乳液稳定性，同时，聚醚多元醇可以与多亚甲基多苯基多异氰酸酯发生反应形成固化体系，其固化反应后生成大量的—NHCOO—化学键，该化学键由于键较长，可以大幅度旋转，大大提高了制得的涂料的柔韧性，主体树脂采用聚醚多元醇，固化后的涂料中除了含有大量—NHCOO—键，还含有大量的醚键，该醚键也可大幅度旋转，其耐水性能也大大高于一般聚酯类聚氨酯，本发明制得的防水涂料在涂覆后不仅具有良好的外观和附着力，还具有良好的再流平性和柔韧性，同时也保持了适当硬度，避免发生流坠、脱落和开裂等现象，适用于多种场所的涂装，施工简便，易于维护。
附图说明
图1为本发明提供的一种高粘度防水涂料的制备方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种高粘度防水涂料及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。
现有的防水涂料在施工时施工面可能是立面或斜坡面，使得施工不方便，且易出质量问题。用防水涂料，可形成无接缝防水层，但用通用型的涂料涂刷在立面或斜坡面上施工时会流淌，造成上部薄、下部厚。上部涂膜厚度不够，且涂膜的表面厚薄不均。若要涂刷1.5～2.0mm厚的涂膜，可能需要涂刷七八遍才行，极大浪费人工及施工时间，效率低下。
基于此，本发明提供了一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，所述A组分按重量百分比，包括：蓖麻油32.5％～36.5％，聚醚多元醇6.4％～10.4％，聚酯多元醇1.4％～5.4％，碳酸钙47.3％～51.3％，活化粉2.4％～6.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
具体地，本发明通过采用蓖麻油对聚酯多元醇和聚醚多元醇的改性，可以使得最终制得的防水涂料具有良好的柔顺性、热稳定性、耐水性和乳液稳定性，同时，聚醚多元醇可以与多亚甲基多苯基多异氰酸酯发生反应形成固化体系，其固化反应后生成大量的—NHCOO—化学键，该化学键由于键较长，可以大幅度旋转，大大提高了制得的涂料的柔韧性，主体树脂采用聚醚多元醇，固化后的涂料中除了含有大量—NHCOO—键，还含有大量的醚键，该醚键也可大幅度旋转，其耐水性能也大大高于一般聚酯类聚氨酯，本发明制得的防水涂料在涂覆后不仅具有良好的外观和附着力，还具有良好的再流平性和柔韧性，同时也保持了适当硬度，避免发生流坠、脱落和开裂等现象，适用于多种场所的涂装，施工简便，易于维护。
蓖麻油作为植物油，是一种具有较长脂肪链并带有仲羟基(平均官能度为2.7，羟基值为163mgKOH/g)的甘油酯，是一种天然的多元醇原料，具有燃点高、凝固点低、稳定性好、耐水性能好、低温特性和电气特性均优异的特点，用蓖麻油制备的聚氨酯材料有良好的柔顺性、热稳定性和耐水性，常常被用于聚氨酯涂料、粘合剂以及灌封材料等。
在一些实施方式中，所述A组分与所述B组分的质量比为(2～10)：1，在该比例下，既可以使聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯发生反应形成固化体系，其固化反应后生成大量的—NHCOO—化学键，该化学键由于键较长，可以大幅度旋转，大大提高制得的涂料的柔韧性，并且由于A组分的添加量较大，固化后的涂料中除了含有大量—NHCOO—键，还含有大量的醚键，该醚键也可大幅度旋转，其耐水性能也大大高于一般聚酯类聚氨酯。
在一些实施方式中，所述聚醚多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚醚多元醇的羟值为25～550mgKOH/g。
在一些实施方式中，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、聚醚330N、聚醚DL-400、聚醚DL-1000D、聚醚DL-2000D、聚醚DL-3000D、聚醚DL-4000D、聚醚MN-3050F、聚醚MN-3050D、聚醚PZ-200中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述聚酯多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚酯多元醇的羟值为200～400mgKOH/g，所述聚酯多元醇的粘度为1500～15000mPa·s。
在一些实施方式中，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己丙酯多元醇中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述活化粉为分子筛活化粉，是一种白色粉末，可以避免涂料产生泡沫延长使用期限，并且具有降低水分、消除气泡、提高物料均匀度和强度的作用。
本发明提供一种如本发明上述方案所述的高粘度防水涂料的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
S10、将蓖麻油、聚醚多元醇、聚酯多元醇、碳酸钙、活化粉加入反应釜中，升温至预定温度，并在预定负压下真空脱水脱泡，得到A组分；
S20、向所述反应釜中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行聚合反应，得到所述高粘度防水涂料。
在一些实施方式中，所述预定温度为110～130℃，所述预定负压小于等于0.09MPa，所述脱水脱泡的时间为0.5～1h；所述聚合反应的时间为1.5～3h，所述聚合反应的温度为75～90℃。
本发明还提供一种如本发明上述方案所述的高粘度防水涂料在大型场馆地下室墙面、隧道、地铁、高铁、人防的防水施工中的应用。
下面将结合本发明实施例中的附图，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，仅在于说明本发明而决不限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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
一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分按质量百分比计，包括：蓖麻油34.5％、聚醚多元醇8.4％、聚酯多元醇3.4％、碳酸钙49.3％、分子筛活化粉4.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
所述高粘度防水涂料的制备方法包括步骤：
S10、将蓖麻油、聚醚多元醇、聚酯多元醇、碳酸钙、活化粉按上述比例加入反应釜中，升温至120℃，并在0.09MPa下真空脱水脱泡0.5h，得到A组分；
S20、按质量比A组分：B组分＝3:1的比例向所述反应釜中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯在80℃进行聚合反应2h，得到所述高粘度防水涂料。
对比例1
一种防水涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分按质量百分比计，包括：蓖麻油34.5％、聚醚多元醇11.8％、碳酸钙49.3％、分子筛活化粉4.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
制备方法同实施例1。
对比例2
一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分按质量百分比计，包括：蓖麻油34.5％、聚酯多元醇11.8％、碳酸钙49.3％、分子筛活化粉4.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
制备方法同实施例1。
对比例3
一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分按质量百分比计，包括：聚醚多元醇25.7％、聚酯多元醇20.6％、碳酸钙49.3％、分子筛活化粉4.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
制备方法同实施例1。
对实施例1及对比例1～3中制备得到的涂料进行性能测试，得到的测试结果如表1。
表1实施例1及对比例1～3中涂料进行性能测试结果
由表1可以看出，采用本发明的配方，通过蓖麻油对聚醚多元醇和聚酯多元醇的改性以及聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的固化反应，使得最终制得的涂料具有良好的柔韧性和粘度，并且在立面或斜面上不会流淌，断裂伸长率也得到显著提升。
综上所述，本发明公开了一种高粘度防水涂料，包括A组分和B组分，其中，所述A组分按重量百分比，包括：蓖麻油32.5％～36.5％，聚醚多元醇6.4％～10.4％，聚酯多元醇1.4％～5.4％，碳酸钙47.3％～51.3％，活化粉2.4％～6.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。本发明通过采用蓖麻油对聚酯多元醇和聚醚多元醇的改性，可以使得最终制得的防水涂料具有良好的柔顺性、热稳定性、耐水性和乳液稳定性，同时，聚醚多元醇可以与多亚甲基多苯基多异氰酸酯发生反应形成固化体系，其固化反应后生成大量的—NHCOO—化学键，该化学键由于键较长，可以大幅度旋转，大大提高了制得的涂料的柔韧性，主体树脂采用聚醚多元醇，固化后的涂料中除了含有大量—NHCOO—键，还含有大量的醚键，该醚键也可大幅度旋转，其耐水性能也大大高于一般聚酯类聚氨酯，本发明制得的防水涂料在涂覆后不仅具有良好的外观和附着力，还具有良好的再流平性和柔韧性，同时也保持了适当硬度，避免发生流坠、脱落和开裂等现象，适用于多种场所的涂装，施工简便，易于维护。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高粘度防水涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，其中，所述A组分按重量百分比，包括：蓖麻油32.5％～36.5％，聚醚多元醇6.4％～10.4％，聚酯多元醇1.4％～5.4％，碳酸钙47.3％～51.3％，活化粉2.4％～6.4％；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述A组分与所述B组分的质量比为(2～10)：1。
3.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚醚多元醇的羟值为25～550mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇、聚醚330N、聚醚DL-400、聚醚DL-1000D、聚醚DL-2000D、聚醚DL-3000D、聚醚DL-4000D、聚醚MN-3050F、聚醚MN-3050D、聚醚PZ-200中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇的数均分子量为200～10000，所述聚酯多元醇的羟值为200～400mgKOH/g，所述聚酯多元醇的粘度为1500～15000mPa·s。
6.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己丙酯多元醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高粘度防水涂料，其特征在于，所述活化粉为分子筛活化粉。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的高粘度防水涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将蓖麻油、聚醚多元醇、聚酯多元醇、碳酸钙、活化粉加入反应釜中，升温至预定温度，并在预定负压抽真空脱水脱泡，得到A组分；
向所述反应釜中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯进行聚合反应，得到所述高粘度防水涂料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述预定温度为110～130℃，所述预定负压小于等于0.09MPa，所述脱水脱泡的时间为0.5～1h；所述聚合反应的时间为1.5～3h，所述聚合反应的温度为75～90℃。
10.一种如权利要求1～7任一项所述的高粘度防水涂料在大型场馆地下室墙面、隧道、地铁、高铁、人防的防水施工中的应用。
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