CN113831811A - 一种建筑钢构节点用pmma防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其包括：由A组分和B组分组成，所述A组分包括以下原料：六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA‑6)、甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、促进剂、防沉剂和颜填料；所述B组分为过氧化二苯甲酰(BPO)，本发明解决防水卷材搭接界面粘结不牢、开裂漏水的问题；解决钢构、建筑拐点接缝处开裂漏水的问题；可低温施工，固化速度快；相比聚氨酯、聚脲类防水材料，成本较低。

Description

一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料及其制备方法。
背景技术
随着房地产行业、交通基建行业的持续发展，对防水产品的需求也在持续增长。
目前国内常见的防水材料包括：改性沥青防水卷材、高分子聚合物防水卷材、聚合物水泥防水涂料、聚氨酯防水涂料、喷涂聚脲防水材料等，虽产品种类繁多，但每种都有其缺陷，比如防水卷材容易出现搭接界面粘结不牢、开裂；聚氨酯、聚脲等防水涂料价格昂贵，成本较高；许多材料无法在低温环境下施工，导致施工工期延长；国内的防水材料应用过程中，一个普遍的问题是粘结不牢、开裂导致漏水的问题，不管是防水卷材搭接界面漏水，还是钢构、建筑拐点接缝处开裂，都会导致所做的防水功亏一篑；对于常规防水涂料，并不能解决竖立面流挂、水平面流淌等问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料及其制备方法，可以有效解决以上缺陷，PMMA防水涂料可以用在防水卷材搭接界面的粘结，可在低温环境下施工，固化成膜速度快，可大大缩短施工周期，成本大大低于聚氨酯、聚脲材料，具有优异的耐酸、耐碱、耐候等性能。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其包括：由A组分和B组分组成，所述A组分和B组分的质量比为100:2，
所述A组分包括以下按质量份计的原料：6-20份的六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、30-44份的甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、0.2-0.8份促进剂、2-6份防沉剂和20-45份颜填料；
所述B组分为按质量份计的0.5-2份过氧化二苯甲酰(BPO)。
进一步地，所述促进剂由N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺按重量比为2：6：2混合而成。
进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅和膨润土按重量比为2：1混合而成。
进一步地，所述颜填料由钛白粉、滑石粉、碳酸钙按重量比为5：2：3混合而成。
进一步地，所述六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-85份的4000分子量聚醚、质量份为5-15份的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和质量份为0.003份的有机锡催化剂DBTL，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入质量份为3-8份的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、质量份为0.05份的阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)和质量份为0.005份的有机锡催化剂DBTL，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)。
进一步地，所述甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-90份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、质量份为10-20份的丙烯酸丁酯(BA)、质量份为10-20份的丙烯酸异辛酯(EHA)和质量份为0.3-0.6份的过氧化二苯甲酰(BPO)，升温至70-80℃，保温1-2h，加入质量份为0.5-2份的石蜡，降温出料，得到甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)。
一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料的制备方法，具体如下：A组分的制备步骤如下：将六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、促进剂置于塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入防沉剂，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入颜填料，继续搅拌30min，制成A组分；而后A组分和B组分的质量比为100:2进行混合得到建筑钢构节点用PMMA防水涂料。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：PUA-6采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4000分子量聚醚和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)经两步反应合成。通过分子设计可以合成设定性能的低聚物。而且PUA-6分子中含有氨酯键，能在高分子链间形成多种氢键，使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性，断裂伸长率高，同时具有良好的耐化学品性和耐高、低温性能，对各种基材有较好的附着力；PMMA采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(EHA)通过过氧化二苯甲酰(BPO)在一定温度下引发自由基聚合，降低涂料配方中单体的使用量，减少单体的挥发，提高涂料粘度，提高涂膜固含，增加涂膜的交联密度，提高涂膜的耐水性、强度、柔韧性；防沉助剂明显提升涂料粘度，防止涂料储存沉降、施工流挂问题；解决防水卷材搭接界面粘结不牢、开裂漏水的问题；解决钢构、建筑拐点接缝处开裂漏水的问题；可低温施工，固化速度快；相比聚氨酯、聚脲类防水材料，成本较低。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明一个实施例的，一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其包括：由A组分和B组分组成，所述A组分和B组分的质量比为100:2，
所述A组分包括以下按质量份计的原料：6-20份的六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、30-44份的甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、0.2-0.8份促进剂、2-6份防沉剂和20-45份颜填料；
所述B组分为按质量份计的0.5-2份过氧化二苯甲酰(BPO)。
进一步地，所述促进剂由N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺按重量比为2：6：2混合而成。
进一步地，所述防沉剂为气相二氧化硅和膨润土按重量比为2：1混合而成。
进一步地，所述颜填料由钛白粉、滑石粉、碳酸钙按重量比为5：2：3混合而成。
进一步地，所述六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-85份的4000分子量聚醚、质量份为5-15份的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和质量份为0.003份的有机锡催化剂DBTL，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入质量份为3-8份的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、质量份为0.05份的阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)和质量份为0.005份的有机锡催化剂DBTL，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)。
进一步地，所述甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-90份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、质量份为10-20份的丙烯酸丁酯(BA)、质量份为10-20份的丙烯酸异辛酯(EHA)和质量份为0.3-0.6份的过氧化二苯甲酰(BPO)，升温至70-80℃，保温1-2h，加入质量份为0.5-2份的石蜡，降温出料，得到甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)。
一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料的制备方法，具体如下：A组分的制备步骤如下：将六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、促进剂置于塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入防沉剂，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入颜填料，继续搅拌30min，制成A组分；而后A组分和B组分的质量比为100:2进行混合得到建筑钢构节点用PMMA防水涂料。
PUA-6采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4000分子量聚醚和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)经两步反应合成。通过分子设计可以合成设定性能的低聚物。而且PUA-6分子中含有氨酯键，能在高分子链间形成多种氢键，使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性，断裂伸长率高，同时具有良好的耐化学品性和耐高、低温性能，对各种基材有较好的附着力；PMMA采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(EHA)通过过氧化二苯甲酰(BPO)在一定温度下引发自由基聚合，降低涂料配方中单体的使用量，减少单体的挥发，提高涂料粘度，提高涂膜固含，增加涂膜的交联密度，提高涂膜的耐水性、强度、柔韧性；防沉助剂明显提升涂料粘度，防止涂料储存沉降、施工流挂问题。
涂料成膜机理：六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)与甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)在常温下过氧化二苯甲酰(BPO)引发聚合成膜，几乎不受环境温度的影响，可在低温施工，固化速度快，加快施工周期；可快速渗透到基材内部反应聚合，可提高优异的基材附着性；良好的柔韧性和断裂伸长率，不易开裂。
实施例1：
1)制备PUA-6：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入4000分子量聚醚70份、HDI15份、有机锡催化剂DBTL 0.003份，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入PETA 8份，MEHQ 0.05份，有机锡催化剂DBTL 0.005份，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到PUA-6。
2)制备PMMA：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入MMA 70份，BA 20份，EHA 10份，BPO 0.3份，升温至70℃，保温2h，加入0.5份石蜡，降温出料，得到PMMA预聚体。
3)PMMA节点防水涂料制备
本PMMA节点防水涂料包含A、B两个组分。
其中A组份制备过程如下：
①将6份PUA-6、44份PMMA、0.2份促进剂(N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺重量比按2：6：2)置于第一塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入所述的6份防沉剂(气相二氧化硅、膨润土按重量比2：1)，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入20份颜填料，继续搅拌30min，制成A组分涂料；
B组份：2份BPO。
A组分和B组分的质量比为100:2进行混合。
实施例2
1)制备PUA-6：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入4000分子量聚醚80份，HDI 10份，有机锡催化剂DBTL 0.003份，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入PETA 5份，阻聚剂MEHQ 0.05份，有机锡催化剂DBTL 0.005份，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到PUA-6。
2)制备PMMA：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入MMA 80份，BA 15份，EHA 15份，BPO 0.5份，升温至75℃，保温1.5h，加入1份石蜡，降温出料，得到PMMA预聚体。
3)PMMA节点防水涂料制备
本PMMA节点防水涂料包含A、B两个组分。
其中A组份制备过程如下：
①将14份(质量份，以下同)去PUA-6、35份PMMA、0.5份促进剂(N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺重量比按2：6：2)置于第一塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入所述的4份防沉剂(气相二氧化硅、膨润土按重量比2：1)，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入30份颜填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙重量比按5：2：3)，继续搅拌30min，制成A组分涂料；
B组份：1份BPO。
A组分和B组分的质量比为100:2进行混合。
实施例3
1)制备PUA-6：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入4000分子量聚醚85份，HDI 5份，有机锡催化剂DBTL 0.003份，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入PETA 3份，阻聚剂MEHQ 0.05份，有机锡催化剂DBTL 0.005份，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到PUA-6。
2)制备PMMA：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入MMA 90份，BA 10份，EHA 20份，BPO 0.6份，升温至80℃，保温1h，加入2份石蜡，降温出料，得到PMMA预聚体。
3)PMMA节点防水涂料制备
本PMMA节点防水涂料包含A、B两个组分。
其中A组份制备过程如下：
①将20份(质量份，以下同)PUA-6、30份PMMA、0.8份促进剂(N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺重量比按2：6：2)置于第一塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入所述的2份防沉剂(气相二氧化硅、膨润土按重量比2：1)，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入45份颜填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙重量比按5：2：3)，继续搅拌30min，制成A组分涂料；
B组份：0.5份BPO。
A组分和B组分的质量比为100:2进行混合。
实施例4
1)制备PUA-6：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入4000分子量聚醚85份，HDI 10份，有机锡催化剂DBTL 0.003份，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入PETA 6份，阻聚剂MEHQ 0.05份，有机锡催化剂DBTL 0.005份，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到PUA-6。
2)制备PMMA：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入MMA 83份，BA 10份，EHA 10份，BPO 0.4份，升温至75℃，保温1h，加入1份石蜡，降温出料，得到PMMA预聚体。
3)PMMA节点防水涂料制备
本PMMA节点防水涂料包含A、B两个组分。
其中A组份制备过程如下：
①将14份(质量份，以下同)PUA-6、35份PMMA、0.4份促进剂(N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺重量比按2：6：2)置于第一塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入所述的4份防沉剂(气相二氧化硅、膨润土按重量比2：1)，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入40份颜填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙重量比按5：2：3)，继续搅拌30min，制成A组分涂料；
B组份：1份BPO。
A组分和B组分的质量比为100:2进行混合。
实施例5
1)制备PUA-6：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入4000分子量聚醚87份，HDI 8份，有机锡催化剂DBTL 0.003份，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入PETA 4份，阻聚剂MEHQ 0.05份，有机锡催化剂DBTL 0.005份，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到PUA-6。
2)制备PMMA：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入MMA 75份，BA 10份，EHA 20份，BPO 0.4份，升温至75℃，保温1h，加入0.6份石蜡，降温出料，得到PMMA预聚体。
3)PMMA节点防水涂料制备
本PMMA节点防水涂料包含A、B两个组份。
其中A组份制备过程如下：
①将12份(质量份，以下同)PUA-6、37份PMMA、0.4份促进剂(N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺重量比按2：6：2)置于第一塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入所述的4份防沉剂(气相二氧化硅、膨润土按重量比2：1)，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入42份颜填料(钛白粉、滑石粉、碳酸钙重量比按5：2：3)，继续搅拌30min，制成A组分涂料；
B组份：1份BPO。
A组分和B组分的质量比为100:2进行混合。
对实施例测试，结果如下：
Figure BDA0003356603360000091
Figure BDA0003356603360000101
由上表可以得知：本涂料具有一定的防腐性能，具有优异的耐酸、耐碱、耐盐、耐候性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，其包括：由A组分和B组分组成，所述A组分和B组分的质量比为100:2，
所述A组分包括以下按质量份计的原料：6-20份的六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、30-44份的甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、0.2-0.8份促进剂、2-6份防沉剂和20-45份颜填料；
所述B组分为按质量份计的0.5-2份过氧化二苯甲酰(BPO)。
2.如权利要求1所述一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，所述促进剂由N-N二甲基对甲苯胺、N-N二甲基苯胺、N-N二异丙醇对甲苯胺按重量比为2：6：2混合而成。
3.如权利要求1所述一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅和膨润土按重量比为2：1混合而成。
4.如权利要求1所述一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，所述颜填料由钛白粉、滑石粉、碳酸钙按重量比为5：2：3混合而成。
5.如权利要求1所述一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，所述六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-85份的4000分子量聚醚、质量份为5-15份的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和质量份为0.003份的有机锡催化剂DBTL，升温至65℃，保温2h，待反应完全后，加入质量份为3-8份的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、质量份为0.05份的阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)和质量份为0.005份的有机锡催化剂DBTL，保温2h，直至反应完全，降温出料，得到六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)。
6.如权利要求1所述一种建筑钢构节点用PMMA防水涂料，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)由以下步骤制得：在装有搅拌器、冷凝回流管、温度计装置的四口烧瓶中，加入质量份为70-90份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、质量份为10-20份的丙烯酸丁酯(BA)、质量份为10-20份的丙烯酸异辛酯(EHA)和质量份为0.3-0.6份的过氧化二苯甲酰(BPO)，升温至70-80℃，保温1-2h，加入质量份为0.5-2份的石蜡，降温出料，得到甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)。
7.一种如权利要求1所述的建筑钢构节点用PMMA防水涂料的制备方法，其特征在于，具体如下：A组分的制备步骤如下：将六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA-6)、甲基丙烯酸甲酯预聚体(PMMA)、促进剂置于塑料罐中，然后在转速为500RPM下加入防沉剂，之后逐渐提高转速到1500RPM，持续搅拌30min,加入颜填料，继续搅拌30min，制成A组分；而后A组分和B组分的质量比为100:2进行混合得到建筑钢构节点用PMMA防水涂料。
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