CN103031045A - 无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料及其制造方法，公开了一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，由A、B两组份组成；其中A组分以质量百分比计，含有2％-35％的多异氰酸酯和65％-98％端封异氰酸酯预聚体；B组分以质量百分比计，含有20％-60％聚天门冬氨酸酯、10％-40％聚合型改性聚天门冬氨酸酯、5％-30％填料和少量助剂。本发明为原料加工的聚脲涂料比使用聚天门冬氨酸酯加工的聚脲涂料具有施工方便、不需要专门的大型喷涂设备、凝胶时间延长、表干时间缩短、拉伸强度增强、断裂伸长率增加弹性涂膜硬度增加的优点，并且无溶剂、对环境友好和对人体无害。

Description

无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料

技术领域

本发明涉及防水涂料，尤其是涉及一种防水性能好、机械性能优、耐酸碱、耐盐耐水、耐老化、耐腐蚀以及施工方便、不需要专门的大型喷涂设备的无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料。

背景技术

聚天门冬氨酸酯涂料是近几年来聚脲领域发展起来的一种脂肪族、慢反应、高耐候、高性能的一种涂料，被称为第三代聚脲。与传统的聚氨酯涂料相比，其主体树脂聚天门冬氨酸酯为仲氨基二胺，反应速度更快，易于实现厚涂、减少施工时间和次数，且性能优异；同时其具有高固低粘的特点，尤其适合生产溶剂型环保涂料。可减少对人体危害，环保性能好。

防水材料主要指应用于建筑物和构筑物中起着防潮、防漏，保护建筑物和构筑物及其构件不受水浸蚀破坏作用的一类材料。目前已经得到应用的防水材料有刚性防水材料(细石混凝土)、防水卷材(沥青类卷材，高聚物改性沥青卷材，合成高分子卷材)和防水涂料等。作为较新型的防水材料，防水涂料有着其优越的特性，具有施工简便、易操作、防水效果好、易修补、质量易保证等优点。而目前防水涂料主要以聚合物水泥防水涂料、聚合物防水乳液、聚合物改性沥青防水涂料、聚氨酯防水涂料等为主，而在实际应用中这些材料和涂料又在机械性能、耐老化性、耐冷热性等方面存在不足。如混凝土防水材料易开裂、耐温性差对结构形变敏感等。沥青基防水材料耐候性差、低温柔韧性差、对高温敏感、抗拉性差等。高分子防水卷材则施工繁琐、价格昂贵、难形成完整的防水层、易窜水、难修复、一般耐候性差。聚氨酯防水涂料存在机械性能差、耐候性差、不环保、且需涂层较厚等缺点。

聚脲材料作为一种新材料、新工艺、新技术的组合，在防腐、耐磨、防水等领域得到越来越广泛的应用，尤其在防水领域聚脲材料有着优异的表现。现在市场上的喷涂聚脲弹性体(SPUA)虽然作为防水材料已经表现出优越的性能，在使用过程中暴露出一些问题，如反应速度过快凝胶时间只有几秒到十几秒，需要专门的大型喷涂设备，对小面积或不规则表面施工困难，并且表面效果较差；由于反应速度过快，使得这种聚脲对底基材料的浸润性不好；附着力低；并且反应放热集中；热收缩率大；内应力大；同时这种聚脲保色性及耐老化性能差，装饰性能差；在出现问题后不易修补等不足。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明目的在于提供一种防水性能好、机械性能优、耐酸碱、耐盐耐水、耐老化、耐腐蚀以及施工性能好的无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料。

本发明是通过以下技术措施实现的，一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，由A、B两组份组成；其中A组分以质量百分比计，含有2％-35％的多异氰酸酯和65％-98％端封异氰酸酯预聚体；B组分以质量百分比计，含有20％-60％聚天门冬氨酸酯、10％-40％聚合型改性聚天门冬氨酸酯、5％-30％填料和少量助剂。

其中A组分在使用前将多异氰酸酯和端封异氰酸酯预聚体按比例混合均匀，静止，消泡待用。A组分可以根据需要加入滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、玻璃粉、消光粉等粉料，同时可加入钛白、炭黑、酞青兰等颜料，并需要加入消泡剂、流平剂、分散剂、防防沉剂等助剂。加入上述物料总量不应超过30％，并且需要高速分散。将两组组分混合均匀后方可使用。

作为一种选方式，所述多异氰酸酯为官能度2.0-2.9的含两个NCO官能团的异氰酸酯单体或其二聚体或其三聚体。

作为一种选方式，所述含两个NCO官能团的异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。

作为一种选方式，所述封端多异氰酸酯预聚体为多异氰酸酯与多元醇或多元胺化合而成的单体或混合物，封端多异氰酸酯预聚体的官能度为2.0-2.5。

作为一种选方式，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。

作为一种选方式，所述多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚己内酯二醇或无溶剂型线性聚酯多元醇。

具体的，所述聚天门冬氨酸酯结构通式如下：

，其中R为烷基，X为直链或环状的碳链结构。

作为一种选方式，所述聚合型改性聚天门冬氨酸酯为两个或两个以上相同或不同的聚天门冬氨酸酯通过环氧化合物、多异氰酸酯聚合而成。

作为一种选方式，所述环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚氧化丙烯400二缩水甘油醚或烯丙基缩水甘油醚；多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任一单体或多聚体中的一种或多种的混合物。

本发明聚天门冬氨酸酯聚脲防水材料在满足现有市场上喷涂聚脲弹性体(SPUA)物理力学性能的同时，还能很好的解决其存在的不足。本发明的优点在于；第一，优异断裂伸长率、拉伸强度；第二，具有极好的耐候性可用于外部防水并具有装饰性；第三，施工期限和性能可调，根据需要可以从几分钟调到几小时施工期限；可以根据需要改变涂层硬度、弹性等；第四，施工方便，可以刷涂、滚涂、自流平等方式施工，不需要专门的大型喷涂设备；第五，环保、经济，不含有机溶剂，对人体无害，对环境友好。第六，与其他材料相比，本发明只需较小的厚度便可达到相同目的，如聚氨酯防水涂层需2mm厚，本发明只需要0.5-0.6mm厚即可；最后本发明在耐酸碱、耐腐蚀、耐磨、耐冷热、与基材的附着等方面的性能都优于其他防水涂料。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施例1

一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，由两组组份组成。A组分由34.8份甲苯二异氰酸酯(TDI)和100份分子量为1000聚氧化丙烯二醇制备含量6.2％NCO的预聚物，加入15份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，混合均匀后制的NCO含量为9-11％的A组分。

涂料的B组分按照配方依次准确加入后，在高速分散机上至少分散30分钟；

配方如下表：

将分散好的A组分和B组分分别按NC0当量和NH当量配比混合均匀后制板检测，涂登厚度为0.5-0.6mm，检测标准GB/T23446-2009(喷涂聚脲防水材料)和GB/T19250(聚氨酯防水涂料)，检测结果如下；

检测项目	检测结果
		固体含量/％	≥96
拉伸强度/MPa	≥10
		断裂延伸率/％	≥300
低温弯折性/℃	≤-35
		不透水性/0.4MP 2h	不透水

表干时间/min	≤20
		实干时间/h	≤12
撕裂强度/N/mm	≥40
		黏结强度/MP	≥3.0
酸处理240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
		碱处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
盐处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。

实施例2

一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，由两组组份组成。A组分由34.8份甲苯二异氰酸酯(TDI)和100份分子量为1000聚氧化丙烯二醇制备NCO含量6.2％的预聚物，加入7.5份NCO含量21％的HDI三聚体和7.5份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，混合均匀后制的NCO含量为9-11％的A组分。

油漆B组分按照配方依次准确加入后，在高速分散机上至少分散30分钟；

配方如下表

将分散好的A组分和B组分分别按NCO当量和NH当量配比混合均匀后制板检测，涂登厚度为0.5-0.6mm，检测标准GB/T23446-2009(喷涂聚脲防水材料)和GB/T19250(聚氨酯防水涂料)，检测结果如下；

检测项目	检测结果
		固体含量/％	≥96
拉伸强度/MPa	≥15
		断裂延伸率/％	≥300
低温弯折性/℃	≤-35
		不透水性/0.4MP 2h	不透水
表干时间/min	≤30
		实干时间/h	≤12
撕裂强度/N/mm	≥40
		黏结强度/MP	≥3.0
酸处理240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
		碱处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
盐处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。

实施例3

一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，由两组组份组成。A组分由44.4份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和100份分子量为1000聚氧化丙烯二醇制备NCO含量5.8％的预聚物，加入36份二环己基基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后制的NCO含量为11.0％的A组分。

油漆B组分按照配方依次准确加入后，在高速分散机上至少分散30分钟；

配方如下表：

物料组成	加入比例(质量百分比)
		聚天门冬氨酸酯树脂	40.0
聚合聚天门冬氨酸酯树脂	30.0
		助剂	2.0
粉料	25.0
		颜料	3.0

将分散好的A组分和B组分分别按NCO当量和NH当量配比混合均匀后制板检测，涂登厚度为0.5-0.6mm，检测标准GB/T23446-2009(喷涂聚脲防水材料)和GB/T19250(聚氨酯防水涂料)，检测结果如下；

检测项目	检测结果
		固体含量/％	≥96
拉伸强度/MPa	≥17
		断裂延伸率/％	≥300
低温弯折性/℃	≤-35
		不透水性/0.4MP 2h	不透水
表干时间/min	≤90
		实干时间/h	≤24

撕裂强度/N/mm	≥40
		黏结强度/MP	≥3.0
酸处理240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
		碱处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。
盐处理/240h	无起泡、变皱纹、变色、脱落现象。

本发明的防水涂料，由两组组份组成。以质量百分比计，其中A组分由2％-35％的多异氰酸酯和65％-98％端封异氰酸酯预聚体；B组分由20％-60％聚天门冬氨酸酯、10％-40％聚合聚天门冬氨酸酯、5％-30％填料和助剂组成。其优点在于不仅性能上优于以往防水材料，并且施工工艺简便，无需专门的喷涂设备，实现了性能可根据需求调整，无溶剂，对环境友好，对人体无害。

以上是对本发明一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：由A、B两组份组成；其中A组分以质量百分比计，含有2％-35％的多异氰酸酯和65％-98％端封异氰酸酯预聚体；B组分以质量百分比计，含有20％-60％聚天门冬氨酸酯、10％-40％聚合型改性聚天门冬氨酸酯、5％-30％填料和少量助剂。

2.根据权利要求1所述的无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述多异氰酸酯为官能度2.0-2.9的含两个NCO官能团的异氰酸酯单体或其二聚体或其三聚体。

3.根据权利要求2所述的无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述含两个NCO官能团的异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。

4.根据权利要求1所述的无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述封端多异氰酸酯预聚体为多异氰酸酯与多元醇或多元胺化合而成的单体或混合物，封端多异氰酸酯预聚体的官能度为2.0-2.5。

5.根据权利要求4所述无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。

6.根据权利要求4所述无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚己内酯二醇或无溶剂型线性聚酯多元醇。

7.根据权利要求1所述无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯结构通式如下：

，其中R为烷基，X为直链或环状的碳链结构。

8.根据权利要求1所述无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述聚合型改性聚天门冬氨酸酯为两个或两个以上相同或不同的聚天门冬氨酸酯通过环氧化合物、多异氰酸酯聚合而成。

9.根据权利要求8所述无溶剂型聚天门冬氨酸酯聚脲弹性防水涂料，其特征在于：所述环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚氧化丙烯400二缩水甘油醚或烯丙基缩水甘油醚；多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任一单体或多聚体中的一种或多种的混合物。