CN117024704B - 一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法和应用，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇、固化剂、偶联剂、流平剂、防霉剂、耐水解增强剂、触变剂和催化剂的组合，所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括异氰酸酯、聚四氢呋喃醚多元醇和聚醚嵌段环氧树脂的组合。引入环氧结构，固化后具有高强度特点，拉伸强度大于15MPa；通过偶联剂分子一端的活性基团，与被粘无机物表面结合，而分子另一端的基团和聚氨酯相结合，起到了一定的“架桥”作用，赋予了防水聚氨酯的更优的性能特点。
Description
技术领域
本发明属于化工产品及其制备方法领域，具体涉及一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
卫生间是我们生活中重要的一个空间，因为卫生间水气较重，因此卫生间在装修时都需要进行防水施工，否则容易导致卫生间出现漏水或者墙面发霉的情况。
聚氨酯材料是近些年才发展起来的一种高分子材料，因原材料品种多，加工方法和配方多种多样，可调整范围非常大，性能介于塑料和橡胶中间，是近几年发展最快的材料之一。
防水堵漏聚氨酯是众多防水材料系列的一种产品，其工艺性能好，该材料能够与地面缝隙紧密结合，形成一层坚固的防水层，防水效果出色。
CN104974332A公开了一种无发泡快固化高强聚氨酯堵漏防水灌浆材料，它由A、B两部分原料组成：A组份包括异氰酸酯单体、异氰酸酯预聚物、高憎水环保增塑剂，B组份包括高活性聚醚多元醇、扩链交联剂、高憎水环保增塑剂和防老剂，A、B组份体积比为1：1。该聚氨酯堵漏防水灌浆材料粘度低，便于灌注，且具有无发泡、快固化的特性，堵漏效果好，力学强度和湿粘结强度高，耐老化性能优异，适用于地下工程混凝土裂缝的快速堵漏及防水加固，但其硬度欠佳，应用的范围受限。
CN105255448A公开了可提高灌浆施工时防水堵漏效率的新材料及其制备方法，该可提高灌浆施工时防水堵漏效率的新材料由按重量份数计的下述材料配制而成：聚合物乳液建筑防水涂料100份；无溶剂型聚氨酯8-20份；聚氨酯固化剂4-10份；羟丙基甲基纤维素2-5份；按照“聚合物乳液建筑防水涂料→无溶剂型聚氨酯→羟丙基甲基纤维素→聚氨酯固化剂”的顺序倒入到混料桶内，中速搅拌1-5分钟至混料均匀为止，制成所述可提高灌浆施工时防水堵漏效率的新材料，但其拉伸强度欠佳。
由于现有技术中的防水聚氨酯涂料存在强度低性能不足等问题，目前大部分防水聚氨酯涂料拉伸强度处于2-10MPa之间。因此，开发一种拉伸强度大于15Mpa、硬度高于90邵A的防水堵漏聚氨酯，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法和应用，防水堵漏聚氨酯所述包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，利用多元醇组份和聚氨酯预聚体组份之间的协同作用，通过引入环氧结构，固化后具有高强度特点；赋予防水堵漏聚氨酯高硬度、高强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种防水堵漏聚氨酯，包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇、固化剂、偶联剂、流平剂、防霉剂、耐水解增强剂、触变剂和催化剂的组合，所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括异氰酸酯、聚四氢呋喃醚多元醇和聚醚嵌段环氧树脂的组合。
通过偶联剂分子一端的活性基团，与被粘无机物表面结合，而分子另一端的基团和聚氨酯相结合，起到了一定的“架桥”作用，赋予了聚氨酯的耐久特性；通过聚氨酯的分子结构设计，双组分反应形成坚硬的防水层，阻隔了水分对地面和墙面的渗透腐蚀，通过引入环氧结构，固化后具有高强度特点；聚氨酯预聚体组份聚四氢呋喃醚多元醇改性后异氰酸酯和多元醇组分中固化剂反应后微相分离的协同作用，可以显著提高硬度。
本发明所述防水堵漏聚氨酯的高强度是指拉伸强度大于15MPa，例如可以为15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明所述防水堵漏聚氨酯的高硬度是指硬度大于90邵A，例如可以为90邵A、91邵A、92邵A、93邵A、94邵A、95邵A，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组份以重量份计包括60-74.9份聚环氧丙烷醚多元醇、25-35份固化剂、0.5-3份偶联剂、1-3份流平剂、0.2-0.6份防霉剂、0.3-0.7份耐水解增强剂、2-5份触变剂和0.05-0.1份催化剂。
优选地，所述多元醇组分中聚环氧丙烷醚多元醇的重量份为60-74.9份，例如可以为60份、62份、64份、66份、68份、70份、72份、74份、74.9份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中固化剂的重量份为25-35份，例如可以为25份、27份、29份、31份、33份、35份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中偶联剂的重量份为0.5-3份，例如可以为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中流平剂的重量份为1-3份，例如可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中防霉剂的重量份为0.2-0.6份，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中耐水解增强剂的重量份为0.3-0.7份，例如可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中触变剂的重量份为2-5份，例如可以为2份、3份、4份、5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述多元醇组分中催化剂的重量份为0.05-0.1份，例如可以为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚醚嵌段环氧树脂的制备方法包括：
将聚醚多元醇与环氧树脂混合，在三氟化硼的存在下进行反应，得到所述聚醚嵌段环氧树脂；
优选地，所述环氧树脂与聚醚多元醇的摩尔比为(2-3)：1，例如可以为1.5:1、1.8:1、2:1、2.5:1，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述三氟化硼与环氧树脂的摩尔比为(0.001-0.005)：1，例如可以为0.001:1、0.002:1、0.003:1、0.004:1、0.005：1，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述三氟化硼以滴加的形式加入聚醚多元醇与环氧树脂的混合物中。
优选地，所述三氟化硼的滴加时间为50-70min，例如可以为50min、55min、60min、65min、70min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的温度为80-100℃，例如可以为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的时间为4-6h，例如可以为4h、4.5h、5h、5.5h、6h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚环氧丙烷醚多元醇的数均分子量为1000-6000，例如可以为1000、2000、3000、4000、5000、6000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚环氧丙烷醚多元醇的官能度为2或3。
优选地，所述固化剂包括芳香二胺类固化剂。
优选地，所述芳香二胺类固化剂包括3，5-二甲硫基甲苯二胺、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、二邻氯二苯胺甲烷或二氨基二苯甲烷中的任意一种或至少两种的组合。
通常采用小分子醇作为固化剂，具有反应慢，性能差的缺点；作为本技术方案中，采用芳香二胺类小分子，在反应过程中具有干膜快，性能优的特点。
优选地，所述偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷。
通过偶联剂分子一端的活性基团，与被粘无机物表面结合，而分子另一端的基团和聚氨酯相结合，起到了一定的“架桥”作用，赋予了聚氨酯的耐久特性，再通过聚氨酯的分子结构设计，双组分反应形成坚硬的防水层，阻隔了水分对地面和墙面的渗透腐蚀。
优选地，所述流平剂包括有机硅类流平剂。
优选地，所述有机硅类流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合。
在施工过程中使用流平剂可以得到一个完美平整的涂膜，通过消除表面张力梯度使其表面具有合适的张力，从而达到控制其最终流平。
优选地，所述防霉剂包括胺类防霉剂。
优选地，所述胺类防霉剂包括2-羟甲基氨基乙醇、2-甲基-2-羟甲基氨基丙醇、四甲基二硫化秋兰姆、水杨酰苯胺及其卤代衍生物、N，N-二甲基-N'-苯基(氟二氯甲基硫代)磺酰胺或2，2'-二硫双(N-甲基苯甲酰胺)中的任意一种或至少两种的组合。
霉菌侵蚀涂膜，造成涂膜色变、发黏、穿孔、破坏和剥落，失去附着力，影响涂膜的保护性能及材料的整洁和外观，降低力学性能，缩短使用寿命，给环境卫生造成危害。防霉剂对霉菌有很好的的杀灭作用，通过孢子的细胞膜进入细胞内，阻碍孢子发芽或杀灭孢子。
优选地，所述耐水解增强剂包括聚合型碳化二亚胺化合物抗水解剂。
耐水解增强剂包括分子结构中含有碳化二亚胺或聚碳化二亚胺基团的化学物质，碳化二亚胺基团与羧基有较高的反应活性，并生成结构稳定的脲基化合物。利用碳化二亚胺的这个特性，可以消除容易引起材料自催化水解的羧基，有效抑制聚合物因为水解而引起的分子链断裂和综合物性下降，还可以起到断链接枝的效果，从而恢复或部分恢复聚合物材料的使用性能，延长其使用寿命。
优选地，所述触变剂包括气相二氧化硅。
触变剂的加入，可以让涂料在搅拌和涂布时的高剪切速率下有较低黏度，有利于涂膜的流动，施工较为容易；但在涂料使用之前和之后的低剪切速率下恢复较高黏度，可及时防止湿膜流挂。
优选地，所述催化剂包括有机铅、有机铋、有机锌、有机锡或有机胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚氨酯预聚体组份的制备原料以重量份计包括：40-60份异氰酸酯、40-60份聚四氢呋喃醚多元醇、10-20份聚醚嵌段环氧树脂。
聚氨酯预聚体组份中不需要增塑剂，通过聚醚嵌段环氧树脂在固化过程中环氧基团与与多元醇组分中的胺基反应后产生羟基，形成很强的内聚力，达到高强度和高硬度的效果。
优选地，所述聚醚嵌段环氧树脂包括以下步骤：设计原理如下：在聚醚多元醇两端的羟基上分别接上环氧基团，合成具有ABA型嵌段结构两端带有环氧基团的中间产物，所以环氧树脂E51与聚醚多元醇的物质的量比为2：1。制备方法如下：将聚醚多元醇和环氧树脂E51脱水至水分小于0.05％，升温至90度，滴加催化剂三氟化硼溶液，滴加时间50-70min，控制体系温度90度，反应时间4-6h。
优选地，所述聚氨酯预聚体组份中异氰酸酯的重量份为40-60份，例如可以为40份、45份、50份、55份、60份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚氨酯预聚体组份中聚四氢呋喃醚多元醇的重量份为40-60份，例如可以为40份、45份、50份、55份、60份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚氨酯预聚体组份中聚醚嵌段环氧树脂的重量份为10-20份，例如可以为10份、15份、20份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，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或碳化二亚胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚四氢呋喃醚多元醇的数均分子量为1000-2000，例如可以为1000、1200、1500、1800、2000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚四氢呋喃醚多元醇的官能度为2。
优选地，所述聚四氢呋喃醚多元醇包括聚四氢呋喃醚多元醇。
多元醇组分中固化剂限定范围和预聚体组分中物质组成来共同实现产生的增益效果，其机理是将环氧基团引入分子结构中，固化后赋予了聚氨酯高强度的特点，同时预聚体中的软段结构聚四氢呋喃醚具有高度的规整性和对称性，并且具有一定的柔顺性，更容易和硬段结构形成微相分离结构，也因此具备更高的硬度和性能优势。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述防水堵漏聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括：
将多元醇组份和聚氨酯预聚体组份混合，得到所述防水堵漏聚氨酯。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的防水堵漏聚氨酯在防水材料中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的防水堵漏聚氨酯，通过改性手段创新的引入环氧结构，固化后具有高强度特点；通过偶联剂分子一端的活性基团，与被粘无机物表面结合，而分子另一端的基团和聚氨酯相结合，起到了一定的“架桥”作用，赋予了聚氨酯的优异的性能特点，预聚体中的软段结构聚四氢呋喃醚具有高度的规整性和对称性，并且具有一定的柔顺性，更容易和硬段结构形成微相分离结构，也因此具备更高的硬度可达95邵A，通过双组分反应形成坚硬的防水层，其拉伸强度为20-22MPa，撕裂强度为48-50KN/m，扯断伸长率为400-420％。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例及对比例中用到的实验材料如下：
(1)聚环氧丙烷醚多元醇，牌号PPG3000、PP105，厂家蓝星东大；
(2)聚四氢呋喃醚多元醇，牌号PTMG-2000，厂家巴斯夫；
(3)偶联剂：硅烷偶联剂，牌号KH550，厂家南京向前化工；
(4)流平剂：有机硅类流平剂，牌号K-333，厂家睿科化学；
(5)防霉剂：胺类防霉剂，牌号B02，厂家陶氏化学；
(6)固化剂：3，5-二甲硫基甲苯二胺；牌号E300，厂家能聚化工；
(7)耐水增强剂：牌号H213，厂家上海朗亿；
(8)催化剂：有机锡催化剂T12，厂家赢创；
(9)触变剂：10纳米气相二氧化硅S30，厂家湖北汇富；
(10)异氰酸酯：二苯基甲烷二异氰酸酯，厂家万华化学；
实施例1
本实施例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇29.05份PPG3000和33.05份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、31份固化剂3，5-二甲硫基甲苯二胺、1份硅烷偶联剂KH550、2份有机硅类流平剂K-333、0.4份胺类化合物防霉剂B02、0.5份耐水解增强剂H213、3份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.05份有机锡催化剂T12的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：45.55份聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000和44.45份二苯基甲烷二异氰酸酯、10份聚醚嵌段环氧树脂。
所述聚醚嵌段环氧树脂聚合物制备方法如下：
将2摩尔聚醚多元醇PPG-1000和1摩尔环氧树脂E51脱水至水分小于0.05％，升温至90度，滴加催化剂三氟化硼0.001摩尔，滴加时间50min，控制体系温度90度，反应时间6h。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PPG3000和PP105、3，5-二甲硫基甲苯二胺、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机锡催化剂混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000、所述聚醚嵌段环氧树脂和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比100：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
实施例2
本实施例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇59.03份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、32份固化剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、1.5份硅烷偶联剂KH550、2.5份有机硅类流平剂K-333、0.3份胺类化合物防霉剂B02、0.6份耐水解增强剂H213、4份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.07份有机锡催化剂T12的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：42份聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-1000和43份二苯基甲烷二异氰酸酯、15份聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物。
所述聚醚嵌段环氧树脂制备方法如下：
将2.2摩尔聚醚多元醇PPG-2000和1摩尔环氧树脂E51脱水至水分小于0.05％，升温至90度，滴加催化剂三氟化硼0.002摩尔，滴加时间55min，控制体系温度90度，反应时间5.5h。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PP105、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机锡催化剂混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-1000、所述聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比100：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
实施例3
本实施例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括58.05份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、35份固化剂3，5-二甲硫基甲苯二胺、1份硅烷偶联剂KH550、2份有机硅类流平剂K-333、0.4份胺类化合物防霉剂B02、0.5份耐水解增强剂H213、3份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.05份有机铋催化剂B8118的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：38份聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000和45份二苯基甲烷二异氰酸酯、17份聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物。
所述聚醚嵌段环氧树脂制备方法如下：
将2.4摩尔聚醚多元醇PPG-4000和1摩尔环氧树脂E51脱水至水分小于0.05％，升温至90度，滴加催化剂三氟化硼0.003摩尔，滴加时间60min，控制体系温度90度，反应时间5h。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PP105、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机铋催化剂混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000、所述聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比100：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
实施例4
本实施例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇25.05份PPG3000和40.40份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、25份固化剂二氨基二苯甲烷、3份硅烷偶联剂KH550、1份有机硅类流平剂K-333、0.2份胺类化合物防霉剂B02、0.3份耐水解增强剂H213、5份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.05份有机铋催化剂B8118的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：40份聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000和40份二苯基甲烷二异氰酸酯、20份聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物。
所述聚醚嵌段改性环氧树脂制备方法如下：
将3摩尔聚醚多元醇PPG-6000和1摩尔环氧树脂E51脱水至水分小于0.05％，升温至90度，滴加催化剂三氟化硼0.005摩尔，滴加时间65min，控制体系温度90度，反应时间4.5h。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PP105、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机铋催化剂混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000、所述聚醚嵌段改性环氧树脂E51聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比100：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
对比例1
本对比例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇25.05份PPG3000和40.40份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、20份固化剂3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、0.4份硅烷偶联剂KH550、1份有机硅类流平剂K-333、0.1份胺类化合物防霉剂B02、0.3份耐水解增强剂H213、1份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.04份有机铋催化剂B8118的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：60份聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000和40份二苯基甲烷二异氰酸酯。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PP105、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机铋催化剂B8118混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚四氢呋喃醚多元醇PTMG-2000和二苯基甲烷二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比100：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
对比例2
本对比例提供一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份包括聚环氧丙烷醚多元醇38.23份PPG3000和48.12份PP105(分子量5000、伯羟基含量75％)、10份固化剂3，5-二甲硫基甲苯二胺、0.5份硅烷偶联剂KH550、0.8份有机硅类流平剂K-333、0.1份胺类化合物防霉剂B02、0.2份耐水解增强剂H213、2份触变剂10纳米气相二氧化硅S30和0.05份有机铋催化剂B8118的组合；所述聚氨酯预聚体组份的制备原料包括：66份聚环氧丙烷醚多元醇PPG-1000和31份甲苯二异氰酸酯。
所述防水堵漏聚氨酯的制备方法具体如下：
按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PP105、3，5-二甲硫基甲苯二胺、硅烷偶联剂KH550、有机硅类流平剂K-333、胺类化合物防霉剂B02、耐水解增强剂H213、10纳米气相二氧化硅S30和有机铋催化剂B8118混合，设置温度110℃、压强-0.095MPa的条件，混合均匀并脱水至水分小于0.05％，得到所述多元醇组份；按照前述配方量，将聚环氧丙烷醚多元醇PPG-1000和甲苯二异氰酸酯混合，设置温度70℃的条件，混合均匀并反应2小时，得到所述聚氨酯预聚体组份；将所述多元醇组份和聚氨酯预聚体组份按照混合比140：100的比例混合均匀，控制混合温度25℃，进行混合，得到防水堵漏聚氨酯。
对实施例1-4、对比例1-2提供的防水堵漏聚氨酯进行性能测试，具体方法如下：
(1)不透水性：GB/T 19250-2013《聚氨酯防水涂料》；
(2)硬度：GBT2411-2008塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)标准；
(3)扯断伸长率：GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；
(4)拉伸强度：GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；
(5)撕裂强度：GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；
表1
从表1的数据可知，本发明提供的防水堵漏聚氨酯，硬度达到95邵A，拉伸强度20-22MPa，撕裂强度48-50KN/m，扯断伸长率400-420％，相较于对比例1-2具备更优的性能特点。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种防水堵漏聚氨酯及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (18)
1.一种防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述防水堵漏聚氨酯包括多元醇组份和聚氨酯预聚体组份的组合，所述多元醇组份以重量份计包括60-74.9份聚环氧丙烷醚多元醇、25-35份固化剂、0.5-3份偶联剂、1-3份流平剂、0.2-0.6份防霉剂、0.3-0.7份耐水解增强剂、2-5份触变剂和0.05-0.1份催化剂，所述聚氨酯预聚体组份的制备原料以重量份计包括40-60份异氰酸酯、40-60份聚四氢呋喃醚多元醇和10-20份聚醚嵌段环氧树脂；
所述固化剂包括芳香二胺类固化剂；
所述偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷；
所述聚四氢呋喃醚多元醇的数均分子量为1000-2000，官能度为2；
所述聚醚嵌段环氧树脂的采用以下制备方法进行制备，所述制备方法包括如下步骤：
将聚醚多元醇与环氧树脂混合，在三氟化硼的存在下进行反应，得到所述聚醚嵌段环氧树脂；
所述聚醚多元醇为2摩尔聚醚多元醇PPG-1000、2.2摩尔聚醚多元醇PPG-2000、2.4摩尔聚醚多元醇PPG-4000或3摩尔聚醚多元醇PPG-6000中的任意一种；所述环氧树脂为1摩尔环氧树脂E51；
所述防水堵漏聚氨酯的硬度为95邵A，拉伸强度为20-22MPa。
2.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述三氟化硼与环氧树脂的摩尔比为（0.001-0.005）：1。
3.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述三氟化硼以滴加的形式加入聚醚多元醇与环氧树脂的混合物中。
4.根据权利要求3所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述三氟化硼的滴加时间为50-70 min。
5.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述反应的温度为80-100 ℃。
6.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述反应的时间为4-6 h。
7.根据权利要求1所述防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述聚环氧丙烷醚多元醇的数均分子量为1000-6000，官能度为2或3。
8.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述芳香二胺类固化剂包括3，5-二甲硫基甲苯二胺、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、二邻氯二苯胺甲烷或二氨基二苯甲烷中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述流平剂包括有机硅类流平剂。
10.根据权利要求9所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述有机硅类流平剂包括聚二甲基硅氧烷和/或有机改性聚硅氧烷。
11.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述防霉剂包括胺类防霉剂。
12.根据权利要求11所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述胺类防霉剂包括2-羟甲基氨基乙醇、2-甲基-2-羟甲基氨基丙醇、四甲基二硫化秋兰姆、水杨酰苯胺及其卤代衍生物、N，N-二甲基-N'-苯基（氟二氯甲基硫代）磺酰胺或2，2'-二硫双（N-甲基苯甲酰胺）中的任意一种或至少两种的组合。
13.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述耐水解增强剂包括聚合型碳化二亚胺化合物抗水解剂。
14.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述触变剂包括气相二氧化硅。
15.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述催化剂包括有机铅、有机铋、有机锌、有机锡或有机胺中的任意一种或至少两种的组合。
16.根据权利要求1所述的防水堵漏聚氨酯，其特征在于，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
17.一种如权利要求1-16任一项所述的防水堵漏聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将多元醇组份和聚氨酯预聚体组份混合，得到所述防水堵漏聚氨酯。
18.一种如权利要求1-16任一项所述的防水堵漏聚氨酯在防水材料中的应用。
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