一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法

2023-10-10 01:44:24

專利名稱：一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種建築防水材料，特別是涉及一種採用普通石油樹脂作為輔料，製得具有超高拉伸強度的雙組份聚氨酯防水塗料。
背景技術：
目前，我國市場上供應的聚氨酯防水塗料有單組份聚氨酯防水塗料和雙組份聚氨酯防水塗料兩種規格的產品，雙組份聚氨酯防水塗料又按拉伸強度的高低分為普通強度的雙組份聚氨酯防水塗料和高強度的雙組份聚氨酯防水塗料。經過幾年的實際應用得到，聚氨酯防水塗料具有許多優點，如1.塗膜耐低溫性能優越。能適應於_40°C以下的高寒地區使用，大幅度地擴展了產品的應用範圍；2.能在潮溼、乾濕不均及各種異型結構的基層上直接施工。塗料液體可滲入到基層的微細縫隙內，與基面牢固粘結合，形成一體；3.塗膜具有良好的抗拉強度和低溫柔韌性。可有效地避免因基層移動或開裂對工程防水質量的影響；4.塗膜緻密，防水層完整。固化後的防水膜可與基底及各種管道周邊形成整體的防水層，無接縫，無滲漏之憂；5.施工簡便。可用手工進行小面積的刷塗、滾塗或刮塗，也可用機械設備進行大面積的噴塗，還可方便地使用於局部破損滲漏處的維修。為此，聚氨酯防水塗料在諸多大小工程上得到大量的推廣應用。但是，隨著社會的進步、建築業的迅猛發展、人們生活水平的不斷提高和各種新型防水材料的出現，現有聚氨酯防水塗料的性能顯得有點遜色，尤其是拉伸強度，目前應用的普通聚氨酯防水塗料的拉伸強度只有2. 45MPa,鐵路用的高強聚氨酯防水塗料的拉伸強度也只有6. OMPa0另外，耐磨和耐衝擊等物理指標也顯不足。所以，不適用於一些重要的工程上使用。因此，研製一種性能優異、拉伸強度超高、價格適宜、施工方便的聚氨酯防水塗料，將會具有很好的市場應用前景，且也會給企業帶來一定的經濟和社會效益，對引導聚氨酯防水塗料的發展方向具有十分重要的意義。

發明內容
本發明的目的在於提高現有聚氨酯防水塗料的拉伸強度和斷裂延伸性能，從而， 提供一種以石油樹脂為輔料製得具有超高拉伸強度的雙組份聚氨酯防水塗料。本發明的另一目的在於製備一種超高強聚氨酯防水塗料的方法。本發明解決上述技術問題的技術方案是本發明的聚氨酯防水塗料的基本化學反應原理是一種主要由二苯甲烷_4，4: 二異氰酸酯組分(簡稱A組分)，與3.3』二氯-4. 4』-二苯甲基烷二胺組分(簡稱B組分)反應生成的一種彈性體物質。其中，A組分可以是單體、聚合物、二苯甲烷_4，4: 二異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物。預聚物和半預聚物是由端羥基化合物與二苯甲烷_4，4: 異氰酸酯反應製得的；B組分以聚醚、硫化劑、顏填料和助劑等組成，其化學反應如下a. R-NC0+R-NH2—R-HN-CO-NH-R
b. R-NC0+R-0H --R-HN-COO-R
本發明按照以下方法製備得到
一、原料組成
A組分為
聚醚二元醇60. 0-70. 0 1i量份
聚醚多元醇10. 0-20. 0 ii量份
擴鏈劑15. 0-25. 0 1i量份
B組分為
氯化石蠟30. 0--35.0重量份硫化劑20. 0--25.0重量份聚醚多元醇5. Ο--10.0重量份石油樹脂ΙΟ. 0--15.0重量份填料15. 0--20.0重量份助劑0. 03--0.2重量份溶劑5.0-10.0重量份二、製備方法本發明的聚氨酯防水塗料的製備方法按以下步驟進行a.首先，將反應釜用溶劑噴洗兩遍後烘乾備用；b.檢查反應釜各連接處的密封性和真空泵的適配性，保證釜內的真空度能達到產品的生產要求；c.啟動真空泵，打開真空閥門和吸料閥，向反應釜內抽入配方中聚醚的定量配比。 然後，關閉真空閥門；d.開啟高速攪拌機，並同時打開向反應釜供熱的蒸汽閥門，開始升溫，當溫度升到80°C時，開啟真空泵，打開真空閥門，使釜內負壓小於-0. 085MPa,繼續升溫到110°C，在 IlO0C 士5°C溫度下脫水2小時；e.脫水完成後，關閉真空閥門，從取樣口取樣檢測釜內聚醚的含水率。如果，含水率達不到要求時，需再打開真空閥門，繼續脫水；f.當含水率達到萬分之五以下後，關閉供熱的蒸汽閥門和真空閥門，打開反應釜的冷卻循環系統，快速降溫至60°C以下；g.再次啟動真空泵，打開真空閥門抽真空，當真空度小於_0.085MPa時，打開吸料閥門，按配方要求吸入異氰酸酯的全部數量；h.吸入異氰酸酯後升溫至80°C，達到溫度後立即關掉供熱的蒸汽閥門，在 80-85°C溫度下，恆溫保持2小時；i.反應完成後，降溫至60°C以下，經檢驗合格後放料，並用100目濾網過濾，裝入包裝桶內，封蓋入庫。在上述的技術方案中，所述的聚醚二元醇為聚醚N220或聚醚EP-2000或聚醚N220 30. 0-35. 0重量份和聚醚EP-2000 30. 0-35. 0重量份中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的聚醚多元醇為聚醚DL-2000或聚醚DL-2000D中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的擴鏈劑為二苯甲烷_4，- 二異氰酸酯；所述的二苯甲烷_4，4: 二異氰酸酯為MDI-50 15. 0-25. 0重量份或MDI-10015. 0-18. 0重量份中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的氯化石蠟為42#氯化石蠟或52#氯化石蠟中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的硫化劑為3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺；所述的3. 3，二氯-4. 4，-二苯甲基烷二胺為MOCA I型或MOCA II型或MOCA III型中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的石油樹脂為C9石油樹脂或C5石油樹脂或C5/C9共聚石油樹脂或C5、c9的加氫石油樹脂中的任意一種或其中兩種任意比例的混合物；在上述的技術方案中，所述的填料為滑石粉或高嶺土或重質鈣中的一種或兩種的任意比例的混合物；所述的滑石粉、高嶺土、重質鈣的粉體粒度為600-800目；在上述的技術方案中，所述的助劑為消泡劑和催化劑；所述的消泡劑為市場上供應的有機矽類消泡劑；所述的催化劑為二月桂酸酯二丁基錫或有機鉛中的任意一種；在上述的技術方案中，所述的環保溶劑為120#溶劑汽油。本發明提供的製備一種超高強度的聚氨酯防水塗料的方法，按照以下步驟進行本發明的聚氨酯防水塗料的基本化學反應原理是一種由異氰酸酯(簡稱A組分)， 與氨基硫化劑組分(簡稱B組分)反應生成的一種彈性體物質。其中，A組分可以是單體、 聚合物、異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物。預聚物和半預聚物是由端羥基化合物與異氰酸酯反應製得的；B組分以聚醚、硫化劑、顏填料和助劑等組成，其化學反應如下a. R-NC0+R-NH2—R-HN-CO-NH-R
b. R-NC0+R-0H --R-HN-COO-R
本發明按照以下方法製備得到
一、原料組成
A組分為
聚醚二元醇60. 0-70. 0 1i量份
聚醚多元醇10. 0-20. 0 ii量份
擴鏈劑15. 0-25. 0 1i量份
B組分為
氯化石蠟硫化劑聚醚多元醇石油樹脂填料助劑
溶劑
30. 0-35. 0 20. 0-25. 0 5. 0-10.0 10. 0-15.0 15. 0-20. 0 0.03- 0.2
5.0- 10.0
重量份重量份重量份重量份重量份重量份
重量份二、製備方法本發明的聚氨酯防水塗料的製備方法按以下步驟進行a.首先，將反應釜用溶劑噴洗兩遍後烘乾備用；b.檢查反應釜各連接處的密封性和真空泵的適配性，保證釜內的真空度能達到產品的生產要求；c.啟動真空泵，打開真空閥門和吸料閥，向反應釜內抽入配方中聚醚的定量配比。 然後，關閉真空閥門；d.開啟高速攪拌機，並同時打開向反應釜供熱的蒸汽閥門，開始升溫，當溫度升到80°C時，開啟真空泵，打開真空閥門，使釜內負壓小於-0. 085MPa,繼續升溫到110°C，在 IlO0C 士5°C溫度下脫水2小時；e.脫水完成後，關閉真空閥門，從取樣口取樣檢測釜內聚醚的含水率。如果，含水率達不到要求時，需再打開真空閥門，繼續脫水；f.當含水率達到萬分之五以下後，關閉供熱的蒸汽閥門和真空閥門，打開反應釜的冷卻循環系統，快速降溫至60°C以下；g.再次啟動真空泵，打開真空閥門抽真空，當真空度小於_0.085MPa時，打開吸料閥門，按配方要求吸入異氰酸酯的全部數量；h.吸入異氰酸酯後升溫至80°C，達到溫度後立即關掉供熱的蒸汽閥門，在 800C -85°C溫度下，恆溫保持2小時；i.反應完成後，降溫至60°C以下，經檢驗合格後放料，並用100目濾網過濾，裝入包裝桶內，封蓋入庫。所述的聚醚二元醇為聚醚N220或聚醚EP-2000或聚醚N220 30. 0-35. 0重量份和聚醚EP-2000 30. 0-35. 0重量份中的任意一種；所述的聚醚多元醇為聚醚DL-2000或聚醚DL-2000D中的任意一種；所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4，- 二異氰酸酯；所述的二苯甲烷_4，- 二異氰酸酯為MDI-50 15. 0-25. 0重量份或MDI-100 15. 0-18. 0重量份中的任意一種；所述的氯化石蠟為42#氯化石蠟或52#氯化石蠟中的任意一種；所述的硫化劑為3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺；所述的3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺為MOCA I型或MOCA II型或MOCA III型中的任意一種；所述的石油樹脂為C9石油樹脂或C5石油樹脂或C5/C9共聚石油樹脂或C5、C9的加氫石油樹脂中的任意一種或其中兩種任意比例的混合物；
所述的填料為滑石粉或高嶺土或重質鈣中的一種或兩種的任意比例的混合物；所述的滑石粉、高嶺土、重質鈣的粉體粒度為600-800目；所述的助劑為消泡劑和催化劑；所述的消泡劑為市場上供應的有機矽類消泡劑； 所述的催化劑為二月桂酸酯二丁基錫或有機鉛中的任意一種；所述的環保溶劑為120#溶劑汽油。本發明的有益效果為在上述的技術方案中，所述的一種超高強聚氨酯塗料的反應過程中，a、b兩種反應均存在於體系中，a式反應機理為聚脲反應，佔整個反應程序中的主要成分；b式反應機理為聚氨酯反應，佔整個反應程序中的少量成分。因此，反應產生的生成物既能體現聚氨酯的高彈性體和高強附著力，又體現了聚脲的高強度、耐穿刺性、耐撕裂性、耐化學性和耐候性， 大幅度提高了產品的綜合性能。本發明的超高強雙組份聚氨酯防水塗料的原料中添加了石油樹脂，因石油樹脂本身的不飽和鍵，使得聚氨酯在生成過程中與其結合增長了分子鏈。從而，大幅度地提高了塗膜的拉伸強度和斷裂伸長率，比不添加石油樹脂的產品具有更好的機械性能。同時，由於石油樹脂的價格低，取材方便，使雙組份聚氨酯防水塗料的成本降低，具有更好的經濟效益。本發明的超高強聚氨酯塗料還在配方設計中考慮了延長雙組分混合後的固化時間。因此，可以在任意曲面、斜面、垂直面及管道內、外壁上塗刷成型，施工面積不受制約，強化了產品性能，擴大了產品應用範圍，改善了工人施工條件和勞動強度，美化了環境，有益社會有益健康。本發明的製備超高強度聚氨酯的方法操作簡單，流程簡短，設備投入少，在反應過程中的溫度易控制。合成後的成品無汙染，性能穩定，固化後的塗層膜具有拉伸強度高，斷裂延伸率大的特點。本發明的超高強度雙組份聚氨酯防水塗料主要性能的檢測結果見表1.，本發明的超高強度雙組份聚氨酯防水塗料主要性能的檢測結果與現有的普通雙組份聚氨酯防水塗料和高強雙組份聚氨酯防水塗料的主要性能對照見表2.表1.超高強度雙組份聚氨酯防水塗料主要性能的檢測結果
序號項目技術指標
權利要求
1. 一種超高強度的聚氨酯防水塗主要由二苯甲烷_4，4: 二異氰酸酯組分(簡稱A組分)，與3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺組分(簡稱B組分)反應生成的一種彈性體物質。其中，A組分可以是單體、聚合物、二苯甲烷_4，4: 二異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物。預聚物和半預聚物是由端羥基化合物與二苯甲烷-4，4、_ 二異氰酸酯反應製得的； B組分以聚醚、硫化劑、顏填料和助劑等組成，其化學反應如下a.R-NCCHR-NH2 — R-HN-CO-NH-Rb.R-NC0+R-0H — R-HN-COO-R 本發明按照以下方法製備得到 一、原料組成A組分為聚醚二元醇60.0--70.0重量份聚醚多元醇10.0--20.0重量份擴鏈劑15.0--25.0重量份B組分為氯化石蠟30. 0--35.0重量份硫化劑20. 0--25.0重量份聚醚多元醇5. Ο--10.0重量份石油樹脂ΙΟ. 0--15.0重量份填料15. 0--20.0重量份助劑0. 03--0.2重量份溶劑5.0-10.0重量份二、製備方法本發明的聚氨酯防水塗料的製備方法按以下步驟進行a.首先，將反應釜用溶劑噴洗兩遍後烘乾備用；b.檢查反應釜各連接處的密封性和真空泵的適配性，保證釜內的真空度能達到產品的生產要求；c.啟動真空泵，打開真空閥門和吸料閥，向反應釜內抽入配方中聚醚的定量配比。然後，關閉真空閥門；d.開啟高速攪拌機，並同時打開向反應釜供熱的蒸汽閥門，開始升溫，當溫度升到 800C時，開啟真空泵，打開真空閥門，使釜內負壓小於-0. 085MPa,繼續升溫到110°C，在 IlO0C 士5°C溫度下脫水2小時；e.脫水完成後，關閉真空閥門，從取樣口取樣檢測釜內聚醚的含水率。如果，含水率達不到要求時，需再打開真空閥門，繼續脫水；f.當含水率達到萬分之五以下後，關閉供熱的蒸汽閥門和真空閥門，打開反應釜的冷卻循環系統，快速降溫至60°C以下；g.再次啟動真空泵，打開真空閥門抽真空，當真空度小於-0.09MPa時，打開吸料閥門， 按配方要求吸入異氰酸酯的全部數量；h.吸入異氰酸酯後升溫至80°C，達到溫度後立即關掉供熱的蒸汽閥門，在80°C-85°C 溫度下，恆溫保持2小時；i.反應完成後，降溫至60°C以下，經檢驗合格後放料，並用100目濾網過濾，裝入包裝桶內，封蓋入庫。
2.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的聚醚二元醇為聚醚N220或聚醚EP-2000或聚醚N220 30. 0-35. 0重量份和聚醚 EP-2000 30. 0-35. 0重量份中的任意一種。
3.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於所述的聚醚多元醇為聚醚DL-2000或聚醚DL-2000D中的任意一種。
4.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於，所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4，4: 二異氰酸酯；所述的二苯甲烷-4，4: 二異氰酸酯為 MDI-50 15. 0-25. 0重量份或MDI-100 15. 0-18. 0重量份中的任意一種。
5.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的氯化石蠟為42#氯化石蠟或52#氯化石蠟中的任意一種。
6.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的硫化劑為3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺；所述的3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺為MOCA I型或MOCA II型或MOCA III型中的任意一種。
7.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的石油樹脂為C9石油樹脂或C5石油樹脂或c5/c9共聚石油樹脂或c5、c9的加氫石油樹脂中的任意一種或其中兩種任意比例的混合物。
8.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的填料為滑石粉或高嶺土或重質鈣中的一種或兩種的任意比例的混合物；所述的滑石粉、高嶺土、重質鈣的粉體粒度為600-800目。
9.按權利要求1所述的一種超高強度的聚氨酯防水塗料及其製備方法，其特徵在於， 所述的助劑為消泡劑和催化劑；所述的消泡劑為市場上供應的有機矽類消泡劑；所述的催化劑為二月桂酸酯二丁基錫或有機鉛中的任意一種；所述的環保溶劑為120#溶劑汽油。
10.本發明提供的製備一種超高強度的聚氨酯防水塗料的方法，按照以下步驟進行一、原料組成A組分為聚醚二元醇60.0--70.0重量份聚醚多元醇10.0--20.0重量份擴鏈劑15.0--25.0重量份B組分為氯化石蠟30. 0-35. 0重量份硫化劑20.0-25.0重量份聚醚多元醇5. 0-10. 0重量份石油樹脂10. 0-15.0重量份填料15. 0-20.0重量份助劑0.03- 0.2重量份溶劑5.0- 10.0重量份二、製備方法本發明的聚氨酯防水塗料的製備方法按以下步驟進行a.首先，將反應釜用溶劑噴洗兩遍後烘乾備用；b.檢查反應釜各連接處的密封性和真空泵的適配性，保證釜內的真空度能達到產品的生產要求；c.啟動真空泵，打開真空閥門和吸料閥，向反應釜內抽入配方中聚醚的定量配比。然後，關閉真空閥門；d.開啟高速攪拌機，並同時打開向反應釜供熱的蒸汽閥門，開始升溫，當溫度升到 80°C時，開啟真空泵，打開真空閥門，使釜內負壓小於-0. 09MPa,繼續升溫到110°C，在 IlO0C 士5°C溫度下脫水2小時；e.脫水完成後，關閉真空閥門，從取樣口取樣檢測釜內聚醚的含水率。如果，含水率達不到要求時，需再打開真空閥門，繼續脫水；f.當含水率達到萬分之五以下後，關閉供熱的蒸汽閥門和真空閥門，打開反應釜的冷卻循環系統，快速降溫至60°C以下；g.再次啟動真空泵，打開真空閥門抽真空，當真空度小於-0.09MPa時，打開吸料閥門， 按配方要求吸入異氰酸酯的全部數量；h.吸入異氰酸酯後升溫至80°C，達到溫度後立即關掉供熱的蒸汽閥門，在80°C-85°C 溫度下，恆溫保持2小時；i.反應完成後，降溫至60°C以下，經檢驗合格後放料，並用100目濾網過濾，裝入包裝桶內，封蓋入庫。所述的聚醚二元醇為聚醚N220或聚醚EP-2000或聚醚N220 30. 0-35. 0重量份和聚醚 EP-2000 30. 0-35. 0重量份中的任意一種；所述的聚醚多元醇為聚醚DL-2000或聚醚DL-2000D中的任意一種；所述的擴鏈劑為二苯甲烷_4，- 二異氰酸酯；所述的二苯甲烷_4，- 二異氰酸酯為 MDI-50 15. 0-25. 0重量份或MDI-100 15. 0-18. 0重量份中的任意一種；所述的氯化石蠟為42"氯化石蠟或52#氯化石蠟中的任意一種；所述的硫化劑為3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺；所述的3. 3』 二氯-4. 4』 - 二苯甲基烷二胺為MOCA I型或MOCA II型或MOCA III型中的任意一種；所述的石油樹脂為C9石油樹脂或C5石油樹脂或C5/C9共聚石油樹脂或C5、C9的加氫石油樹脂中的任意一種或其中兩種任意比例的混合物；所述的填料為滑石粉或高嶺土或重質鈣中的一種或兩種的任意比例的混合物；所述的滑石粉、高嶺土、重質鈣的粉體粒度為600-800目；所述的助劑為消泡劑和催化劑；所述的消泡劑為市場上供應的有機矽類消泡劑；所述的催化劑為二月桂酸酯二丁基錫或有機鉛中的任意一種； 所述的環保溶劑為120#溶劑汽油。
全文摘要
本發明涉及一種用石油樹脂製得超高強度的雙組份聚氨酯防水塗料，該聚氨酯防水塗料是按以下方法製得，原料由A組分的聚醚二元醇60.0-70.0重量份、聚醚多元醇10.0-20.0重量份、擴鏈劑15.0-25.0重量份和B組分的氯化石蠟30.0-35.0重量份、硫化劑20.0-25.0重量份、聚醚多元醇5.0-10.0重量份、石油樹脂10.0-15.0重量份、填料15.0-20.0重量份、助劑0.03-0.1重量份和溶劑5.0-10.0重量份組成。本發明的超高強雙組份聚氨酯防水塗料的原料中添加了石油樹脂，因石油樹脂本身的不飽和鍵，使得聚氨酯在生成過程中與其結合增長了分子鏈。從而，大幅度地提高了塗膜的拉伸強度和斷裂伸長率，比不添加石油樹脂的產品具有更好的機械性能。同時，由於石油樹脂的價格低，取材方便，使雙組份聚氨酯防水塗料產品的成本降低，具有更好的經濟效益。
文檔編號C09D175/02GK102433061SQ20111026318
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者周擇東, 房文靜, 段霓華, 王政昌, 趙文龍 申請人:北京立高科技股份有限公司, 北京立高防水工程有限公司