CN107663407A - 一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构造的修补施工方法 - Google Patents

一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构造的修补施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防水材料领域，尤其涉及一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构造的修补施工方法。本发明的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，按重量份计，包括：50‑60份聚天冬氨酸酯，20‑30份颜填料，1‑10份分散剂，5‑15份溶剂，20‑30份多元醇异氰酸酯预聚体；其中，颜填料为滑石粉和碳酸钙，分散剂为BYK‑110，溶剂为二甲苯与环己酮。聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，降低了反应速度，涂膜干燥时间为15‑20min，满足了装配式室内防水的要求，同时材料强度高，弹性好，耐久性可达到50年以上，与下层改性硅酮密封橡胶相容，完全可满足装配式建筑室内防水要求。

Description

一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构 造的修补施工方法
技术领域
本发明涉及防水材料领域，尤其涉及一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构造的修补施工方法。
背景技术
装配式住宅是近年来建筑市场的发展新方向，装配式住宅的防水与传统现浇钢结构混凝土建筑防水差异很大。传统建筑的室内防水，由于现浇混凝土强度高，密室，在结构闭水通过一般涂刷一道聚合物水泥防水涂料或聚氨酯防水涂料，厚度在1.5-2.0mm，可确保室内地面正常使用。然而，装配式建筑住宅，由于室内地面是有是预制拼混凝土板装组成，拼装后一般留有缝隙，而且装配过程工期要求紧，装配后使用要求与整体建筑结构同寿命。因此再采用传统的聚合物水泥基防水涂料或聚氨酯防水涂料已经不能满足要求。
现行的办法是对装配式室内尽量减少配水点，或者在卫浴间采取整体浴室装置。显然减少配水点日常生活不便，而整体浴室造价增大，且减少了室内的使用空间。
另，喷涂聚脲防水涂料在国内铁路桥梁，水利大坝等防水工程有应用，但因施工采用高压无气喷涂施工，施工过程起雾，很容易影响已经装配好的室内其他构件。因此急需发明一种能与预制拼装混凝土板结构使用，且材料耐久性好，施工快捷的防水材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料及其制备方法、室内防水构造的修补施工方法，该方法以解决现有技术中防水材料寿命短、施工条件高的问题。
根据本发明的一个方面，本发明提供的一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，按重量份计，包括：
进一步地，颜填料为滑石粉和碳酸钙，分散剂为BYK-110，溶剂为二甲苯与环己酮。
进一步地，所述颜填料中的滑石粉与碳酸钙的质量比为1:(0.5-1.5)；溶剂中二甲苯与环己酮的质量比为1:(1-3)。
进一步地，所述聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，按重量份计，包括：
根据本发明的一个方面，本发明提供的一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，包括步骤：
第一步制备多元醇异氰酸酯预聚体
将聚醚多元醇加入第一反应釜中，升温，并在0.08MPa的真空度下脱水；
将脱水后的聚醚多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯加入第二反应釜中，经混合后反应一段时间得到A组分；
第二步制备聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料
称取一定量的聚天冬氨酸酯、滑石粉、碳酸钙、颜料分散剂BYK-110、二甲苯、环己酮,研磨，过滤得到B组分，A组分与B组分混合。
进一步地，多元醇聚氨酯预聚体中NCO基含量为7.8-8.6％。
进一步地，所述第一反应釜中升温至100-105℃，脱水时间为1-3h；所述第二反应釜中的反应温度为60-80℃，反应时间为2-3h。
进一步地，研磨的工具为三棍机，研磨后的粒度为20-30μm。
进一步地，A组分与B组分混合的质量比为A:B＝1:(4-5)。
根据本发明的一个方面，本发明提供的室内防水构造的修补施工方法，包括步骤：
将改性硅酮密封胶注入混凝土板的缝隙中；
涂刷聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料形成涂层，所述涂层的厚度为1.5-2.0mm；所述防水涂料为本发明第一方面所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料形成的涂层具有拉伸强度高、附着力强、良好的柔韧性、耐水性能好等优点，撕裂强度与断裂伸长率都明显提高，符合环保要求，广泛应用于防水涂料领域；
聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，降低了反应速度，涂膜干燥时间为15-20min，满足了装配式室内防水的要求，同时材料强度高，弹性好，耐久性可达到50年以上，与下层改性硅酮密封橡胶相容，完全可满足装配式建筑室内防水要求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的设置。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的装配式室内防水构造的修补施工方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例与附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，按重量份计包括：50-60份聚天冬氨酸酯，20-30份颜填料，1-10份分散剂，5-15份溶剂，20-30份多元醇异氰酸酯预聚体；其中，颜填料为滑石粉和碳酸钙，分散剂为BYK-110，溶剂为二甲苯与环己酮。
下面详细说明一下本发明所用的各种组分。
聚天冬氨酸酯最早于1990年由Zwiener等人发现，可作为溶剂型聚氨酯涂料的反应型稀释剂，能够与羟基聚酯、羟基丙烯酸酯共聚物混溶，从而降低涂料的溶剂含量。聚天冬氨酸酯的反应活性所以降低是由于氮原子上庞大的屏蔽基团的电子诱导效应和位阻屏蔽效应造成的，它与脂肪族的HDI三聚体反应可以得到耐候性非常好的的新型脂肪族聚脲涂料，一般的聚天冬氨酸酯的结构可表示如下：
只要改变结构，便可以使其与HDI三聚体反应的凝胶时间在5min到2hr之间加以调整。之间加以调整。制备聚天冬氨酸酯的方法可以采用由富马酸酯或马来酸酯与伯胺进行Michael加成反应的途径，此加成反应如下式：
R-NH2+R′OOCHC＝CHCOOR″→R-NHCH(COOR′)CH2COOR″
能够用来与聚天冬氨酸酯混合物反应的多异氰酸酯组分品种很多，包括聚氨酯化学中已知的各种多异氰酸酯。
聚醚多元醇也称为二羟基聚醚，俗称丙二醇聚醚，平均分子量1000～4000。无色或淡黄色透明油状液体，稍有苦味。难溶于水，溶于乙二醇、甲苯等有机溶剂。可燃。无毒。聚醚N220是一种分子量为2000，官能度为2的聚醚多元醇，主要作为聚氨酯弹性体、涂料、胶粘剂、铺装材料的原料，与异氰酸酯反应制得的化学罐浆材料，广泛应用于隧道、水坝、地下工程等防水堵漏等领域。
聚醚KGF3000D(N-330)是一种分子量为3000，官能度为3的聚醚多元醇，主要作为聚氨酯弹性体、涂料、胶粘剂、铺装材料的原料，与异氰酸酯反应制得的化学罐浆材料，广泛应用于隧道、水坝、地下工程等防水堵漏等领域，也可用于生产聚氨酯软泡。
三羟甲基丙烷(TMP)，别名为2,2-二羟甲基丁醇，本发明中作为多元醇与IPDI反应。
异佛尔酮二异氰酸酯简称IPDI，是复合推进剂的聚氨基甲酸酯粘合剂所需羟基预聚物(即聚丙烯乙二醇)的固化剂。在塑料、胶粘剂、医药和香料等行业中应用广泛。
本发明优选异佛尔酮二异氰酸酯(简称IPDI),与聚醚多元醇制备的端NCO基异氰酸酯预聚物。
反应方程式如下
滑石粉为白色或类白色、微细、无砂性的粉末，手摸有油腻感。无臭，无味。本品在水、稀矿酸或稀氢氧化碱溶液中均不溶解。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。
碳酸钙是一种无机化合物，化学式是CaCO3，呈中性，基本上不溶于水，溶于酸。它是地球上常见物质，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内。亦为动物骨骼或外壳的主要成分。碳酸钙是重要的建筑材料，工业上用途甚广。碳酸钙可作为膨松剂、面粉处理剂、抗结剂、酸度调节剂、营养强化剂、固化剂等。
分散剂BYK-110为具有酸性基团的丙烯酸共聚溶液，其可显著降低研磨料粘度。BYK-110分散剂用于溶剂型、无溶剂涂料和印刷油墨的润湿分散剂，稳定无机颜料特别是二氧化钛。化学组成为含酸性基团的共聚物溶液。该助剂通过空间位阻使颜料解絮凝。由于解絮凝的颜料颗粒很小，从而可获得高光泽、增进颜色强度。此外，增加了透明度和遮盖力。该助剂可降低粘度，因而改善了流动性并可提高颜料添加量。
下面通过具体的实施例来阐述本发明，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。
本发明的实施例采用的原料如下：
厂家型号
聚醚多元醇 山东蓝星东大化工有限责任公司N220N330
异佛尔酮二异氰酸酯 德国巴斯夫集团
滑石粉 广东蕉岭金鹏精细化工有限公司
碳酸钙 广东蕉岭金鹏精细化工有限公司
BYK-110 德国毕克化学有限公司
TMP 德国朗盛化学(中国)有限公司
二甲苯 金陵石化公司
环己酮 浙江巨化股份有限公司
实施例1(每份15g)
第一步，制备多元醇聚氨酯预聚体(A组份)：
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入60份聚醚N220，升温到100℃，在真空度0.08MPa脱水2h；然后在第二反应釜中，加入40份IPDI,将脱水后的60份N220与IPDI混合，60℃下反应2h，至NCO基含量达到理论值8.6％。
第二步，制备防水涂料(B组份)：
称取聚天冬氨酸酯N1420树脂50份，400目滑石粉10份，800目碳酸钙10份，10份颜料分散剂BYK-110，二甲苯5份,环己酮10份,经三棍机研磨至粒度为25μm，过滤作为B组分。以质量比为A:B＝1:4混合得到双组分涂料。
第三步，装配式住宅室内防水构造的修补施工方法：
清理预制混凝土板基层及缝隙；
在预制混凝土板缝隙之间涂刷专用底漆，涂刷厚度为0.1mm；
在缝隙中填塞泡沫棒，缝隙周边贴美纹纸；
采用专用胶枪于缝隙中注入改性硅酮密封胶，其宽度为30mm，深度为15mm；
采用塑料压条压实改性硅酮密封胶；
待改性硅酮密封胶干燥，手工涂刷聚天冬氨酸酯聚脲，厚度为1.5mm，施工2-3遍。
实施例2(每份15g)
第一步，制备多元醇聚氨酯预聚体(A组份)：
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入50份聚醚N220，10份N330，升温到103℃，在真空度0.08MPa脱水3h，然后在第二反应釜中，加入40份IPDI,将脱水后的多元醇与IPDI混合，80℃下反应2.5h，至NCO基含量达到理论值8.5％。
第二步，制备防水涂料(B组份)：
称取聚天冬氨酸酯N1420树脂60份，400目滑石粉10份，800目碳酸钙20份，1份颜料分散剂BYK-110，二甲苯2份,环己酮3份,经三棍机研磨至粒度为20μm，过滤作为B组分。以质量比为A:B＝1:4.5混合得到双组分涂料。
第三步，装配式住宅室内防水构造的修补施工方法：
清理预制混凝土板基层及缝隙；
在预制混凝土板缝隙之间涂刷专用底漆，涂刷厚度为0.15mm；
在缝隙中填塞泡沫棒，缝隙周边贴美纹纸；
采用专用胶枪于缝隙中注入改性硅酮密封胶，其宽度为45mm，深度为20mm；
采用塑料压条压实改性硅酮密封胶；
待改性硅酮密封胶干燥，手工涂刷聚天冬氨酸酯聚脲，厚度为1.8mm，施工2-3遍。
实施例3(每份15g)
第一步，制备多元醇聚氨酯预聚体(A组份)：
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入60份聚醚N220，5份三羟甲基丙烷(TMP)，升温到105℃，在真空度0.08MPa脱水1.5h，然后在第二反应釜中，加入35份IPDI,将脱水后的多元醇与IPDI混合，70℃下反应3h，至NCO基含量达到理论值7.8％。
第二步，制备防水涂料(B组份)：
称取聚天冬氨酸酯N1420树脂55份，400目滑石粉15份，800目碳酸钙10份，5份颜料分散剂BYK-110，二甲苯5份,环己酮10份,经三棍机研磨至粒度为30μm，过滤作为B组分。以质量比为A:B＝1:5混合得到双组分涂料。
第三步，装配式住宅室内防水构造的修补施工方法：
清理预制混凝土板基层及缝隙；
在预制混凝土板缝隙之间涂刷专用底漆，涂刷厚度为0.2mm；
在缝隙中填塞泡沫棒，缝隙周边贴美纹纸；
采用专用胶枪于缝隙中注入改性硅酮密封胶，其宽度为60mm，深度为30mm；
采用塑料压条压实改性硅酮密封胶；
待改性硅酮密封胶干燥，手工涂刷聚天冬氨酸酯聚脲，厚度为2.0mm，施工2-3遍。
实施例4
实施例1(每份15g)
第一步，制备多元醇聚氨酯预聚体(A组份)：
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入50份聚醚N220，升温到103℃，在真空度0.08MPa脱水2.5h；然后在第二反应釜中，加入40份IPDI,将脱水后的50份N220与IPDI混合，60℃下反应2h，至NCO基含量达到理论值7.8％。
第二步，制备防水涂料(B组份)：
称取聚天冬氨酸酯N1420树脂55份，400目滑石粉10份，800目碳酸钙15份，8份颜料分散剂BYK-110，二甲苯5份,环己酮5份,经三棍机研磨至粒度为25μm，过滤作为B组分。以质量比为A:B＝1:4混合得到双组分涂料。
第三步，装配式住宅室内防水构造的修补施工方法：
清理预制混凝土板基层及缝隙；
在预制混凝土板缝隙之间涂刷专用底漆，涂刷厚度为0.1mm；
在缝隙中填塞泡沫棒，缝隙周边贴美纹纸；
采用专用胶枪于缝隙中注入改性硅酮密封胶，其宽度为30mm，深度为15mm；
采用塑料压条压实改性硅酮密封胶；
待改性硅酮密封胶干燥，手工涂刷聚天冬氨酸酯聚脲，厚度为1.5mm，施工2-3遍。
表1本发明的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料性能指标和实测值如下
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，其特征在于，按重量份计，包括：
2.根据权利要求1所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，其特征在于，颜填料为滑石粉和碳酸钙，分散剂为BYK-110，溶剂为二甲苯与环己酮。
3.根据权利要求2所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，其特征在于，所述颜填料中的滑石粉与碳酸钙的质量比为1:(0.5-1.5)；溶剂中二甲苯与环己酮的质量比为1:(1-3)。
4.根据权利要求3所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料，其特征在于，按重量份计，包括：
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
第一步 制备多元醇异氰酸酯预聚体
将聚醚多元醇加入第一反应釜中，升温，并在0.07-0.09MPa的真空度下脱水；
将脱水后的聚醚多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯加入第二反应釜中，经混合后反应一段时间得到A组分；
第二步 制备聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料
称取一定量的聚天冬氨酸酯、滑石粉、碳酸钙、颜料分散剂BYK-110、二甲苯、环己酮，研磨，过滤得到B组分，A组分与B组分混合。
6.根据权利要求5所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，多元醇聚氨酯预聚体中NCO基含量为7.8-8.6％。
7.根据权利要求5所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，所述第一反应釜中升温至100-105℃，脱水时间为1-3h；所述第二反应釜中的反应温度为60-80℃，反应时间为2-3h。
8.根据权利要求5所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，研磨的工具为三棍机，研磨后的粒度为20-30μm。
9.根据权利要求5所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于，A组分与B组分混合的质量比为A:B＝1:(4-5)。
10.一种室内防水构造的修补施工方法，其特征在于，包括步骤：
将改性硅酮密封胶注入混凝土板的缝隙中；
涂刷聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料形成涂层，所述涂层的厚度为1.5-2.0mm；所述防水涂料为根据权利要求1-4任一项所述的聚天冬氨酸酯聚脲防水涂料。
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