CN105331274A - 高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法，由A组分与B组分按质量比为1:2.5混合得到，A组分由以下组分含量的原料制备得到：聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、增塑剂、消泡剂、阻聚剂；B组分由以下组分的原料制备得到：填充油、增塑剂、颜填料、溶剂、复合扩链剂、消泡剂、乳化剂、分散剂、阻聚剂、偶联剂、触变剂。与现有技术相比，本发明具有环保无异味、储存性能优异、施工方便且在夏季高温施工环境下具可操作时间长、综合性能优异、成本优势明显等优点。

Description

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防水涂料及其制备方法，尤其是涉及一种高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯防水涂料属于反应化学橡胶高弹防水涂膜，该材料拥有配方调节方便和综合性能优异的优点，因而在建筑领域得到了广泛的应用，在建筑防水领域中占有重要地位。聚氨酯防水涂料根据其组成，可分为单组分和双组分两大类，其中双组分因涂膜密实、性能优异、可一次性厚涂、生产简单，价格便宜等特点被广泛应用。由于双组份聚氨酯防水涂料的固化速度对温度特别敏感，导致水固化聚氨酯防水涂料在夏季施工必须避开高温施工，然而一些特殊的工程由于各方面的原因又必须在夏季高温下施工，一般聚氨酯防水涂料夏季高温施工粘度上升很快，刮涂困难，根本无法达到施工要求，这就限制了聚氨酯的在夏季高温时段的应用。双组份聚氨酯防水涂料的B组分，在储存过程中时常出现沉降问题，严重时甚至产生硬沉淀的结块，对使用造成不变，有时甚至会引起材料性能变差。2014年8月份实施的聚氨酯防水涂料新国标中，将老国标中的Ⅰ型和Ⅱ型合并为新的Ⅰ型，性能指标要求也做了相应的提高，Ⅰ型的防水涂料性能指标提高到拉伸强度2.0MPa，断裂伸长率500％，撕裂强度15N/mm，不透水性上要求0.3MPa、120min不透水，相关指标要求更加严格。目前针对聚氨酯防水涂料的专利很多，如专利CN104559734A报道了一种双组份化学反应触变型聚氨酯防水涂料及制备方法，此种防水涂料对聚氨酯防水涂料的环保性并未进行改善。专利CN104403547A报道了环保型高性能聚氨酯防水涂料及其制备方法，此种防水涂料的环保型实际上并没有得到很大的改善。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有环保无异味、储存性能优异、施工方便且在夏季高温施工环境下具可操作时间长、综合性能优异、成本优势明显的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分按质量比为1:2.5混合得到，

所述的A组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

聚醚多元醇50-75、甲苯二异氰酸酯5-10、二苯基甲烷二异氰酸酯20-35、增塑剂10-20、消泡剂0.1-0.5、阻聚剂0.005-0.05；

所述的B组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

填充油30-50、增塑剂10-30、颜填料30-50、溶剂5-10、复合扩链剂5-10、消泡剂0.1-0.5、乳化剂1-5、分散剂0.1-0.5、阻聚剂0.005-0.05、偶联剂1-5、触变剂0.1-0.5。

所述的聚醚多元醇为PPG类聚醚多元醇，分子量为500-5000，羟值40-400mgKOH/g。

所述的增塑剂选自氯化石蜡、柠檬酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二异壬酯类增塑剂中的一种或多种。

所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。

所述的阻聚剂为正磷酸、酒石酸、苯甲酰氯或苯甲酸中的一种或多种。

所述的填充油为液体石油树脂。

所述的颜填料为炭黑、氧化铁红、氧化铁棕、钛白粉、高岭土、水泥、重钙、轻钙、氧化钙、氢氧化钙、硅灰石或滑石粉中的一种或多种。

所述的溶剂为200#溶剂油。

所述的复合扩链剂为水、1，4-丁二醇、4，4'-二氨基-3，3'-二氯二苯甲烷或三乙醇胺中的一种或多种。

所述的乳化剂为油包水型乳化剂。

所述的分散剂为聚丙烯酸酯类分散剂。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种。

所述的触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡或凹凸棒土中的一种或几种。

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

(1)A组分制备：

(1-1)加入聚醚多元醇与增塑剂，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3h；

(1-2)将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯，70℃-80℃反应1.5h，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，70℃-80℃反应1.5h；

(1-3)将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

(2)B组分制备：在反应器中加入填充油、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂与偶联剂，常温下搅拌0.5-1h后，加入复合扩链剂、颜填料、触变剂，搅拌1-3h后，加入溶剂和阻聚剂，搅拌0.5-1h后出料，即得到B组分；

(3)控制温度为45～55℃，将A组分与B组分按质量比为1:2.5混合并搅拌均匀，即制备得到高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料。

本发明为了实现高温施工下可操作时间长，解决常温储存稳定性差的问题，主要对其进行以下两方面的改进。

(1)A组份中将高反应活性的TDI先加入反应体系中进行反应，反应一段时间后再加入低反应活性的MDI进行反应，体系中高反应活性的TDI先反应，此时反应体系中游离态的TDI含量极低，随后加入的低反应活性的MDI继续与体系中的活性氢反应，这样体系中觉大部分的NCO有低反应活性的MDI提供，这样不仅降低了游离态的TDI，而且游离态的低反应活性MDI以及微量的阻聚剂不仅保证了该涂料具有优异的力学性能，而且环保方面得到大大的改善，更为重要的是延长了高温施工的课操作时间。

(2)B组份中的乳化剂、触变剂以及复合扩链剂协同作用下得到了触变性膏状物，乳化剂和复合扩链剂的引入可以提高膏状物的稳定性，触变剂的引入使得体系具有触变性，从而解决了B组份储存中沉降的问题。

与现有技术相比，本发明制备得到的聚氨酯防水涂料在夏季高温下具有施工操作时间长，储存稳定性优异，力学性能突出，无异味，TDI含量极低，毒性得到最大限度的降低。实验证明：本发明聚氨酯防水涂料在23～30℃可操作时间60～75min，高温50～55℃施工科操作时间45～55℃min，满足了一些夏季施工温度较高的特殊施工工程，扩大了聚氨酯防水涂料的应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

A组分的制备在装有搅拌器、冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000mL四口烧瓶中，首先加入聚醚二元醇(2000D)60份、聚醚三元醇(330N)15份与氯化石蜡10份，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3小时；将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯5份，70℃-80℃反应1.5小时后，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯20份，70℃-80℃反应1.5小时；将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂0.1份，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

在反应器中加入液体石油树脂50份、氯化石蜡30份、分散剂0.5份、乳化剂1份、消泡剂0.1份与硅烷偶联剂1份，常温下搅拌0.5h后，加入复合扩链剂5份、重钙15份、滑石粉10份、轻钙5份、氧化钙15份、氢氧化钙5份、聚酰胺蜡0.1份，搅拌1h至均匀，加入200#溶剂10份和阻聚剂0.005份，搅拌均匀后出料，即得到B组分。

使用时，控制温度为45℃，将A、B组分按质量比1:2.5比例均匀混合，可以制得聚氨酯防水涂膜。

实施例2

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

A组分的制备在装有搅拌器、冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000mL四口烧瓶中，首先加入聚醚二元醇(2000D)65份、聚醚三元醇(330N)10份与氯化石蜡10份，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3小时；将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯5份，70℃-80℃反应1.5小时后，在加入二苯基甲烷二异氰酸酯25份，70℃-80℃反应1.5小时；将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂0.1份，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

在反应器中加入液体石油树脂50份、氯化石蜡30份、分散剂0.5份、乳化剂1份、消泡剂0.1份与硅烷偶联剂1份，充分搅拌后，加入复合扩链剂5份、重钙15份、滑石粉10份、轻钙5份、氧化钙15份、氢氧化钙5份、有机膨润土0.1份，搅拌至均匀后，加入200#溶剂10份和阻聚剂0.005份，搅拌均匀后出料，即得到B组分。

使用时，控制温度为50℃，将A、B组分按质量比1:2.5比例均匀混合，可以制得聚氨酯防水涂膜。

实施例3

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

A组分的制备在装有搅拌器、冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000mL四口烧瓶中，首先加入聚醚二元醇(2000D)60份、聚醚三元醇(330N)15份与氯化石蜡10份，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3小时；将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯5份，70℃-80℃反应1.5小时后，在加入二苯基甲烷二异氰酸酯30份，70℃-80℃反应1.5小时；将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂0.5份，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

在反应器中加入液体石油树脂50份、氯化石蜡30份、分散剂0.5份、乳化剂1份、消泡剂0.1份与钛酸酯偶联剂1份，充分搅拌后，加入复合扩链剂5份、重钙10份、滑石粉10份、轻钙10份、氧化钙10份、氢氧化钙10份、凹凸棒土0.1份，搅拌至均匀后，加入200#溶剂10份和阻聚剂0.005份，搅拌均匀后出料，即得到B组分。

使用时，控制温度为55℃，将A、B组分按质量比1:2.5比例均匀混合，可以制得聚氨酯防水涂膜。

实施例4

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

A组分的制备在装有搅拌器、冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的1000mL四口烧瓶中，首先加入聚醚二元醇(2000D)40份、聚醚二元醇(1000D)20份、聚醚三元醇(330N)10份与氯化石蜡10份，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3小时；将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯5份，70℃-80℃反应1.5小时后，在加入二苯基甲烷二异氰酸酯35份，70℃-80℃反应1.5小时；将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂0.5份，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

在反应器中加入液体石油树脂50份、氯化石蜡30份、分散剂0.5份、乳化剂1份、消泡剂0.1份与钛酸酯偶联剂1份，充分搅拌后，加入复合扩链剂5份、滑石粉10份、轻钙15份、氧化钙20份、氢氧化钙5份、气相二氧化硅0.1份，搅拌至均匀后，加入200#溶剂10份和阻聚剂0.005份，搅拌均匀后出料，即得到B组分。

使用时，将A、B组分按质量比1:2.5比例均匀混合，可以制得聚氨酯防水涂膜。

分别对上述实施例所获得的双组分聚氨酯防水涂料进行性能检测，结果见表1。

表1实施实例1～4双组份聚氨酯防水涂料进行性能检测结果

由表1可知，实施例1～4双组份聚氨酯防水涂料，在23～30℃可操作时间约40～75min，高温50～55℃的施工可操作时间约为31～55min，满足了一些夏季施工温度较高的特殊施工工程，扩大了聚氨酯防水涂料的应用。

从上表可以得出，实例1、2、3、4制备的产品各项性能均可达到本领域的GB/T19250-2013要求的技术指标。

实施例5

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分按质量比为1:2.5混合得到。A组分由以下组分及含量的原料制备得到：聚醚多元醇50g、甲苯二异氰酸酯5g、二苯基甲烷二异氰酸酯20g、增塑剂10g、消泡剂0.1g、阻聚剂0.005g；B组分由以下组分及含量的原料制备得到：填充油30g、增塑剂10g、颜填料30g、溶剂5g、复合扩链剂5g、消泡剂0.1g、乳化剂1g、分散剂0.1g、阻聚剂0.005g、偶联剂1g、触变剂0.1g。

以上原料中，聚醚多元醇为PPG类聚醚多元醇，分子量为500，羟值40mgKOH/g。增塑剂为氯化石蜡。消泡剂为有机硅类消泡剂。阻聚剂为正磷酸。填充油为液体石油树脂。颜填料为炭黑。溶剂为200#溶剂油。复合扩链剂为水。乳化剂为油包水型乳化剂。分散剂为聚丙烯酸酯类分散剂。偶联剂为硅烷偶联剂。触变剂为气相二氧化硅。

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

(1)A组分制备：

(1-1)加入聚醚多元醇与增塑剂，搅拌升温105℃，真空脱水3h；

(1-2)将上述混合物降温至60℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯，70℃反应1.5h，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，70℃反应1.5h；

(1-3)将温度降至50℃，加入消泡剂，搅拌半小时，降温至40℃出料，得到A组分；

(2)B组分制备：在反应器中加入填充油、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂与偶联剂，常温下搅拌0.5h后，加入复合扩链剂、颜填料、触变剂，搅拌1h后，加入溶剂和阻聚剂，搅拌0.5h后出料，即得到B组分；

(3)控制温度为45℃，将A组分与B组分按质量比为1:2.5混合并搅拌均匀，即制备得到高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料。

实施例6

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，由A组分与B组分按质量比为1:2.5混合得到，A组分由以下组分及含量的原料制备得到：聚醚多元醇75g、甲苯二异氰酸酯10g、二苯基甲烷二异氰酸酯35g、增塑剂20g、消泡剂0.5g、阻聚剂0.05g；B组分由以下组分及含量的原料制备得到：填充油50g、增塑剂30g、颜填料50g、溶剂10g、复合扩链剂10g、消泡剂0.5g、乳化剂5g、分散剂0.5g、阻聚剂0.05g、偶联剂5g、触变剂0.5g。

以上原料中，聚醚多元醇为PPG类聚醚多元醇，分子量为5000，羟值400mgKOH/g。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯的混合物。消泡剂为有机硅类消泡剂。阻聚剂为酒石酸。填充油为液体石油树脂。颜填料为氧化铁红。溶剂为200#溶剂油。复合扩链剂为1，4-丁二醇。乳化剂为油包水型乳化剂。分散剂为聚丙烯酸酯类分散剂。偶联剂为钛酸酯偶联剂。触变剂为有机膨润土。

高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，采用以下步骤：

(1)A组分制备：

(1-1)加入聚醚多元醇与增塑剂，搅拌升温115℃，真空脱水3h；

(1-2)将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯，80℃反应1.5h，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，80℃反应1.5h；

(1-3)将温度降至60℃，加入消泡剂，搅拌半小时，降温至45℃出料，得到A组分；

(2)B组分制备：在反应器中加入填充油、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂与偶联剂，常温下搅拌1h后，加入复合扩链剂、颜填料、触变剂，搅拌3h后，加入溶剂和阻聚剂，搅拌1h后出料，即得到B组分；

(3)控制温度为55℃，将A组分与B组分按质量比为1:2.5混合并搅拌均匀，即制备得到高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料。

Claims (9)

1.高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，该防水涂料由A组分与B组分按质量比为1:2.5混合得到，

所述的A组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

聚醚多元醇50-75、甲苯二异氰酸酯5-10、二苯基甲烷二异氰酸酯20-35、增塑剂10-20、消泡剂0.1-0.5、阻聚剂0.005-0.05；

所述的B组分由以下组分及重量份含量的原料制备得到：

填充油30-50、增塑剂10-30、颜填料30-50、溶剂5-10、复合扩链剂5-10、消泡剂0.1-0.5、乳化剂1-5、分散剂0.1-0.5、阻聚剂0.005-0.05、偶联剂1-5、触变剂0.1-0.5。

2.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的聚醚多元醇为PPG类聚醚多元醇，分子量为500-5000，羟值40-400mgKOH/g。

3.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的增塑剂选自氯化石蜡、柠檬酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二异壬酯类增塑剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅类消泡剂，所述的阻聚剂为正磷酸、酒石酸、苯甲酰氯或苯甲酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的填充油为液体石油树脂，所述的颜填料为炭黑、氧化铁红、氧化铁棕、钛白粉、高岭土、水泥、重钙、轻钙、氧化钙、氢氧化钙、硅灰石或滑石粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的溶剂为200#溶剂0油，所述的复合扩链剂为水、1，4-丁二醇、4，4'-二氨基-3，3'-二氯二苯甲烷或三乙醇胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的乳化剂为油包水型乳化剂，所述的分散剂为聚丙烯酸酯类分散剂。

8.根据权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种，所述的触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡或凹凸棒土中的一种或几种。

9.如权利要求1所述的高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)A组分制备：

(1-1)加入聚醚多元醇与增塑剂，搅拌升温105℃-115℃，真空脱水2-3h；

(1-2)将上述混合物降温至60-70℃，加入阻聚剂搅拌均匀后再先加入甲苯二异氰酸酯，70℃-80℃反应1.5h，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，70℃-80℃反应1.5h；

(1-3)将温度降至50℃-60℃，加入消泡剂，搅拌半小时，降温至40℃-45℃出料，得到A组分；

(2)B组分制备：在反应器中加入填充油、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂与偶联剂，常温下搅拌0.5-1h后，加入复合扩链剂、颜填料、触变剂，搅拌1-3h后，加入溶剂和阻聚剂，搅拌0.5-1h后出料，即得到B组分；

(3)控制温度为45～55℃，将A组分与B组分按质量比为1:2.5混合并搅拌均匀，即制备得到高温施工的触变性双组份聚氨酯防水涂料。