CN101818018A - 刮涂型聚脲防水涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刮涂型聚脲防水涂料，含有质量比1.0～1.5∶1的主剂和固化剂，其中：所述主剂是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，其中以重量百分比计包含30％～40％的聚醚多元醇，30％～45％的二异氰酸酯；所述固化剂是由活性氢化物、增塑剂、无机填料真空脱水后与催化剂、消泡剂、分散剂混合而成，其中以重量百分比计含有活性物质70～95％。发明产品100％固含量，施工中无味、无毒、无污染，并不受环境潮气和水份的影响；成型后膜层具有优异的机械力学性能及耐候性、良好的耐高低温性、良好的耐溶剂性和耐腐蚀性，与水泥、钢材、木材、玻璃钢制品等材料具有良好的粘结性能。
Description
技术领域：
本发明涉及建筑涂料领域，特别是一种刮涂型聚脲防水涂料及其施工方法。
背景技术：
聚脲弹性体是继高固体份涂料、光固化(UV)涂料等先进技术的成熟运用后，为适应混凝土、钢结构及其构件的面层长效保护的需要而研制的一种最新型的防护材料。上世纪80年代中期，美欧率先开发并大面积普及运用，在获得巨大成功之后，该技术在国内外得到了迅速的推广和发展。
20世纪80年代中期，美国Texaco公司Dudley J Primeaux先生率先开发出喷涂聚脲弹性体(简称SPUA))，因而从根本上解决了困扰施工界的重大技术难题。1991年该技术在北美地区投入商业应用，立即显示出其优异的综合性能，受到用户欢迎。经过不断的总结和提高，目前北美地区已逐步淘汰SPU&SPUA体系，正全面推广SPUA体系。美国Huntsman公司推出了喷涂聚脲涂料的拉伸强度≥15MPa，断裂延伸率≥500％。
我国大部分公司开发应用的还多是聚氨酯/聚脲喷涂体系，其产品性能与国外相比还有一定的距离。1995年海洋化工研究院黄微波等人在国内率先开展喷涂聚脲弹性体技术的研究与开发，商品牌号为SPUA。随着我国经济技术、基础设施建设和市政交通工程的快速发展，易于机械化施工又能人工刮涂的聚脲酯类高性能防水涂料受到了人们的重视。刮涂型聚脲防水涂料继承了聚脲涂料的优点，还可以传统涂膜方式施工，降低了原材料成本，市场需求很大。
目前市场上出现的刮涂聚脲强度较低，与高强聚氨酯的物理力学性能无差异。比如北京金筑波建筑技术有限公司推出的刮涂型PUA-75聚脲防水涂料的拉伸强度为6MPa；北京森聚柯高分子材料有限公司推出SJK2580S双组分暴露型手涂PU-PUA路面快速修补涂料拉伸强度为8MPa。本发明所制备的刮涂型聚脲弹性防水涂料的拉伸强度可达10MPa。且较喷涂聚脲而言固化时间较长，给施工人员一定的操作空间；较高强聚氨酯而言固化较快，节省了施工时间，降低了工程成本。
发明内容：
本发明的目的是提供一种刮涂型聚脲防水涂料及其施工方法，在研究中通过控制NCO的含量、异氰酸指数等参数，得到制备该刮涂型聚脲防水涂料的最佳技术参数，为制备高性能的刮涂型聚脲防水涂料提供了技术参考。
本发明提供一种刮涂型聚脲防水涂料，含有质量比1.0～1.5∶1的主剂和固化剂，其中：
所述主剂是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，其中以重量百分比计包含30％～40％的聚醚多元醇，30％～45％的多异氰酸酯；
所述固化剂是由活性氢化物、增塑剂、无机填料和扩链剂真空脱水后与催化剂、消泡剂、分散剂混合而成，其中以重量百分比计含有活性氢化物70～95％。
其中主剂中进一步含有增塑剂。
其中所述活性氢化物为聚醚多元醇、多元胺。
所述的聚醚多元醇选自聚酯二醇类、聚酯三醇类和蓖麻油，且其相对分子质量为2000～5000，羟值为25～550mgKOH/g。
所述的多异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯类和脂肪族二异氰酸酯类。
所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
所述的增塑剂选自邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二壬酯。
所述的催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡，所述的消泡剂为有机硅脱泡剂。
所述扩链剂为胺类扩链剂，选自芳香族二胺扩链剂和脂肪族二胺扩链剂，优选自3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、N，N′-二烷基甲基二胺、N，N′-二烷基苯二胺、异佛尔酮二胺或其混合物。
所述涂料中进一步含有颜料、抗紫外稳定剂、吸水剂和/或防沉降剂。
本发明刮涂型聚脲防水涂料是由主剂(A组分)和固化剂(B组分)两个组分组成，其中主剂是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，固化剂是由聚醚多元醇、多元胺等活性氢化物、分散剂、无机填料真空脱水后与催化剂、消泡剂等助剂混合而成。
我们所研制的刮涂型聚脲涂料，其涂层机械力学性能优异，同时具有优良的防水性能。该涂料无溶剂无挥发份、100％固含量；施工中无味、无毒、无污染，并不受环境潮气和水份的影响；涂层能快速固化，一次涂抹厚度可达1毫米。此项技术的实施实现了绿色环保材料与绿色施工技术的相结合。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
207g聚醚二元醇、80g增塑剂加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入224g二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂，搅拌30min，出料密封即得A组分。
290g聚醚三元醇加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入4.5g钛白粉、加入90g扩链剂，充分搅拌均匀，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50～60℃，加入1.5g二月桂酸二丁基锡、0.3g消泡剂、2.3g紫外吸收剂，0.2g分散剂、0.2g防分色助剂充分搅拌10min，然后加入13.5g分子筛吸水剂，搅拌20min，加入色浆，搅拌均匀后出料，即得B组分。A、B组分混合得本发明防水涂料。
实施例2：
A组分依照实施例1。B组分中扩链剂的量为110g。
实施例3：
A组分依照实施例1。B组分中扩链剂的量为130g。
性能测试：
将上述制备的刮涂型聚脲在指定条件下按建筑防水材料的试验方法GB/T 16777-1997进行一些物理力学性能的测试。其表1列出了刮涂型聚脲的一些基本性能测试结果。
表1刮涂型聚脲防水涂料的性能测试结果
| 性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 拉伸强度/MPa | 10.9 | 11.2 | 12.6 |
| 断裂伸长率/％ | 516 | 509 | 468 |
| 低温弯折性/℃ | -40 | -40 | -40 |
| 撕裂强度/(N/mm) | 56 | 60 | 63 |
| 不透水性/0.4MPa×2h | 不透水 | 不透水 | 不透水 |
| 固体含量/％ | 100 | 100 | 100 |
| 凝胶时间/min | 35 | 32 | 30 |
| 表干时间/min | 69 | 60 | 54 |
实施例4：
200g聚醚二元醇、100g增塑剂加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入200g二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂，搅拌30min，出料密封即得A组分。
280g聚醚三元醇加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入4.5g钛白粉、加入90g扩链剂，充分搅拌均匀，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50～60℃，加入1.5g二月桂酸二丁基锡、0.3g消泡剂、2.3g紫外吸收剂，0.2g分散剂、0.2g防分色助剂充分搅拌10min，然后加入13.5g分子筛吸水剂，搅拌20min，加入色浆，搅拌均匀后出料，即得B组分。两组分混合得本发明涂料。
实施例5
200g聚醚二元醇、100g增塑剂加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入240g二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂，搅拌30min，出料密封即得A组分。
290g聚醚三元醇加到500mL的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入4.5g钛白粉、加入1000g扩链剂，充分搅拌均匀，升温到100℃～120℃真空脱水4h，降温50～60℃，加入1.5g二月桂酸二丁基锡、0.3g消泡剂、2.3g紫外吸收剂，0.2g分散剂、0.2g防分色助剂充分搅拌10min，然后加入13.5g分子筛吸水剂，搅拌20min，加入色浆，搅拌均匀后出料，即得B组分。两组分混合得本发明涂料。
Claims (10)
1.一种刮涂型聚脲防水涂料，含有质量比1.0～1.5∶1的主剂和固化剂，其中：
所述主剂是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，其中以重量百分比计包含30％～40％的聚醚多元醇，30％～45％的多异氰酸酯；
所述固化剂是由活性氢化物、增塑剂、无机填料和扩链剂真空脱水后与催化剂、消泡剂、分散剂混合而成，其中以重量百分比计含有活性氢化物70～95％。
2.如权利要求1所述刮涂型聚脲防水涂料，其中主剂中进一步含有增塑剂。
3.如权利要求1所述刮涂型聚脲防水涂料，其中所述活性氢化物为聚醚多元醇、多元胺。
4.根据权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其特征在于所述的聚醚多元醇选自聚酯二醇类、聚酯三醇类和蓖麻油，且其相对分子质量为2000～5000，羟值为25～550mgKOH/g。
5.根据权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其特征在于所述的多异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯类和脂肪族二异氰酸酯类。
6.如权利要求4所述的刮涂型聚脲防水涂料，其中所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其特征在于所述的增塑剂选自邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二壬酯。
8.根据权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其特征在于所述的催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡，所述的消泡剂为有机硅脱泡剂，所述扩链剂为胺类扩链剂，选自芳香族二胺扩链剂和脂肪族二胺扩链剂。
9.根据权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其特征在于所述扩链剂选自3，3′-二氯4，4′-二氨基二苯基甲烷、N，N′-二烷基甲基二胺、N，N′-二烷基苯二胺、异佛尔酮二胺或其混合物。
10.如权利要求1所述的刮涂型聚脲防水涂料，其中所述涂料中进一步含有颜料、抗紫外稳定剂、吸水剂和/或防沉降剂。
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