一種噴塗聚脲高強彈性防水塗料的製作方法

2023-08-08 11:40:31

專利名稱：一種噴塗聚脲高強彈性防水塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴塗聚脲高強彈性防水塗料。
背景技術：
隨著經濟和科技的發展以及國內防水質量意識和環保意識的不斷增強，隨著住宅產業、城市基礎設施建設、小城鎮建設和西部建設的發展，施工性能和防水防護性能優異的防水塗料具有廣闊的市場前景。目前，常用的柔性防水塗料主要包括:反應型雙組份聚氨酯防水塗料、丙烯酸酯乳液防水塗料、矽橡膠防水塗料、有機和無機複合型防水塗料等。它們都存在以下明顯不足:延伸率高而強度不足，在施工過程中容易受到外力損傷，且不宜外露使用；耐穿刺力極低，不適合於用做綠化屋面的耐根系穿刺防水層；固化速度慢，立面厚塗時流掛現象嚴重，需多道施工才能達到設計厚度且塗層之間的施工間隔時間長，施工效率低；對施工環境的溫度和溼度敏感，如在潮溼、低溫環境中使用時，容易出現起泡、固化慢甚至不固化、附著力不良等；另外，大多數固化反應型防水塗料都含有易揮發性溶劑，難以滿足環境保護的要求。這些都不利於提高防水工程的施工質量。發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種100%固含量的、雙組份快速反應成形的噴塗聚脲高強彈性防水塗料。
本發明為解決其技術問題所採用的技術方案在於:
本發明提供的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，由A、B兩組份組成，其中A組份是在非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑存在下，由聚醚多元醇與化學計量過量的低官能度多異氰酸酯反應合成的半預聚物，按重量百分比計，聚醚多元醇用量為28% -50%,多異氰酸酯用量為41% -60%，稀釋劑用量為8% -12% ;B組份包括胺封端聚醚樹脂、胺鏈增長劑、活性填料，按重量百分比計，胺封端聚醚樹脂用量為28% _65%，胺鏈增長劑用量為27% -64%、活性填料用量為4% -8% ;使用時，A組份和B組份按1:1的體積比混合。
A組分中，所述的聚醚多元醇可以是數均分子量為1000-5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或它們的混合物，優選聚醚多元醇的數均分子量為2000-5000。
所述的多異氰酸酯選自碳化二亞胺改性MD1、2，4_MDI的含量為35% -50% (重量百分比)的MDI或它們的混合物。
所述的 多異氰酸酯選自由碳化二亞胺改性MDI與2，4_MDI的含量為50% (重量百分比)的MDI組成的混合物。
所優選的多異氰酸酯混合物中，碳化二亞胺改性MDI與2，4_MDI的含量為50%(重量百分比)的MDI之間的重量比可以是50: 50-70: 30，更優選為50: 50。
所述的聚醚多元醇選自聚醚二元醇、聚醚三元醇或它們的混合物。
所述的非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑選自鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯或碳酸亞烷基酯其中的一種或兩種的混合。其中鄰苯二甲酸二異壬酯是優選的。B組分中，氨基樹脂可以是不同官能度的數均分子量不小於2000的以伯胺或仲胺封端的聚醚樹脂，優選數均分子量為2000-5000的主要以伯胺封端的胺封端聚醚樹脂。所述的胺鏈增長劑選取自2，4- 二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯、3，5- 二甲硫基甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯二胺、4，4』 -雙仲丁氨基二苯基甲烷、1，4_雙仲丁氨基苯、2，4_ 二氨基-3，5-二甲硫基氯苯、4，4』 -亞甲基雙(2，6-二異丙基)苯胺、4，4』 -亞甲基雙(2，6-二乙基)苯胺、脂肪族多元胺其中的一種或者其中兩種或兩種以上的混合物。優選的是其中兩種或兩種以上的混合物，混合比例可以根據最終塗膜性能的需要來確定。所述的活性填料選自活性氧化鋅或活性氧化鋁或活性氧化鎂。該活性填料是活性金屬氧化物，該活性金屬氧化物應具有吸水性，能與H20和C02反應生成鹽。合適的活性填料包括例如活性氧化鋅、活性氧化鋁或活性氧化鎂等，特別合適的是活性氧化鎂。根據需要可以向B組份中加入抗氧劑、紫外光吸收劑，優選相互具有協同效應的抗氧劑和紫外光吸收劑。所加入的抗氧劑、紫外光吸收劑的量和種類是可以變化的。根據需要可以向B組份中加入色漿以調成不同的顏色，所加入的色漿的量和種類應是合適的。根據需要可以向B組份中加入必要的塗料助劑，如流平劑、潤溼分散劑、消泡劑、防分色劑和防沉劑等，以提高塗膜的質量。所加入助劑的種類和量應是可以變化的且合適的。本發明噴塗聚脲高強彈性防水塗料的A組份和B組份按1:1的體積比使用。本發明A組份和B組份按1:1的體積比混合後其A、B組份之間的-NCO的物質的量與-NH2的物質的量之比是0.95-1.15。本發明還提供一種生產如權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料的方法，其中所述的A組份的合成方法為:將精確計量的非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑和聚醚多元醇加入反應釜中，在90°C -100°C下減壓脫水1-2小時，取樣測定含水率，當含水率達到0.08%以下時，停止脫水，冷卻至80°C _85°C並維持在該溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加精確計量的第一部分多異氰酸酯，該步驟加入的多異氰酸酯的重量按η,/η_Νω = 1.05計算(η-ΟΗ:羥基的物質的量；n-NC0:異氰酸酯基的物質的量)，滴加完畢後，在80°C -85°C溫度範圍繼續反應2小時，然後維持在80 V -85°C溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加剩餘的多異氰酸酯，滴加完畢後繼續保溫反應2小時，冷卻出料。本發明通過上述方法生產的噴塗聚脲高強彈性防水塗料A組份最終含有12% -16% (重量百分比)的異氰酸酯基(-NC0)。本發明通過高壓動態撞擊混合A組份和B組份來噴塗施工。本發明通過製備並且測試一系列塗膜以評價A組份的合成方法對噴塗聚脲高強彈性防水塗膜性能的影響。可以觀察到:與將聚醚一次性滴加入多異氰酸酯中以合成半預聚物的工藝相比，本發明將 配方量的多異氰酸酯分兩步滴加入聚醚中，第一步按n_ffl/n_Na)=1.05計量滴加完畢後並保溫反應，使多異氰酸酯成為小分子擴鏈劑，充分反應擴鏈，更有利於提高聚合物的分子量，從而使所製備的噴塗聚脲高強彈性防水塗膜具有更高的強度、彈性和耐磨性；與由碳化二亞胺改性MDI合成的半預聚物作為A組鈴所製備的噴塗聚脲高強彈性防水塗膜相比，由碳化二亞胺改性MDI與2，4-MDI的含量為50% (重量百分比)的MDI組成的混合物合成的半預聚物作為A組分，所製備的噴塗聚脲高強彈性防水塗膜具有更高的拉伸強度、伸長率和抗撕裂性。另一個方面，在A組份的合成中選用碳化二亞胺改性MDI，可使所製備的噴塗聚脲高強彈性防水塗膜的耐熱性和耐水性進一步得到改善。本發明提供的噴塗聚脲高強彈性防水塗料為100%固含量的雙組份快速反應型聚脲防水塗料，其利用A組分的-NCO與B組分的-NH2之間的迅速反應而固化成膜，並通過雙組份撞擊混合噴塗施工，具有無毒環保、快速固化、對施工環境的溫度和溼度不敏感、施工效率高、立面厚塗不流掛、底材適應性好、抗拉強度高、彈性豐富、耐磨損、耐穿刺、耐撕裂和抗衝擊等優勢。它有效克服了傳統柔性防水材料的諸多缺陷，是一種施工性能和防水性能優異的新型的防水塗料。本發明提供的噴塗聚脲高強彈性防水塗料具有以下有益效果:無毒環保、快速固化、施工效率高、對施工環境的溫度和溼度不敏感、立面厚塗不流掛、底材適應性好、塗膜強度高、柔韌性好、耐磨損、耐穿刺、耐撕裂、抗衝擊、耐腐蝕等顯著優勢，有效克服了傳統柔性防水塗料的以下缺陷:延伸率高而強度不足，在施工過程中容易受到外力損傷，且不宜外露使用；固化速度慢，立面厚塗時流掛現象嚴重，需多道施工才能達到設計厚度且塗層之間的施工間隔時間長，施工效率低；對施工環境的溫度和溼度敏感，如在潮溼、低溫環境中使用時，容易出現起泡、固化慢甚至不固化、附著力不良等；大多數固化反應型防水塗料都含有易揮發性溶劑，難以滿足環境保護的要求；不耐穿刺，不能用於綠化屋面的耐根系穿刺防水層。因此，本發明的噴塗聚脲高強彈性防水塗料可用於各種建築物和構築物的高等級防水工程，如建築物的屋面和地下室、人防工程、地鐵、路橋、水池等的防水抗滲和混凝土保護，特別適合於綠化屋面的耐根系穿刺防水層，從而延長建築物和構築物的使用壽命。本發明的噴塗聚脲高強彈性防水塗料由於其優異的綜合性能，還可用於石油化工謾施及火力發電設施的防腐、海洋與漁政設施的防護、礦山設備的耐磨防護、防滑耐磨地坪等領域。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面對本發明進一步詳細說明:實施例一:將10% (重量百分比)的鄰苯二甲酸二異壬酯和30.4% (重量百分比)的聚醚二元醇(分子量為2000、羥值為56mgKH/g)加入反應釜中，在90°C -100°C下減壓脫水1_2小時，取樣測定含水率，當含水率達到0.08%以下時，停止脫水。冷卻至80°C -85°C並維持在該溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加4.1% (重量百分比)的MD1-100LL(碳化二亞胺改性MDI)，滴加完畢後，在80°C _85°C溫度範圍繼續反應2小時。然後維持在80°C _85°C溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加剩餘的55.5% (重量百分比)MD1-100LL，滴加完畢後繼續保溫反應2小時，取樣測定-NC0%。冷卻至40°C以下 ，加入消泡劑並攪拌15分鐘，出料。由此製得含-NCO為16.0% (重量百分比)的A組份。將56% (重量百分比)的相對分子質量為5000的脂肪族伯胺封端的聚氧化丙烯三胺、19.9% (重量百分比)的二乙基甲苯二胺、15.1% (重量百分比)的二甲硫基甲苯二胺、7% (重量百分比)的活性氧化鎂、1.5% (重量百分比)的色漿和0.5% (重量百分比)的助劑加入拉缸中，高速攬拌分散，由此製得B組份。
A、B組份通過噴槍按體積比1:1噴塗形成聚脲防水塗膜，該塗膜的主要物理性能見表I。
表I實施例一的噴塗聚脲防水塗膜主要物理性能
權利要求
1.一種噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:由A、B兩組份組成，其中A組份是在非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑存在下，由聚醚多元醇與化學計量過量的低官能度多異氰酸酯反應合成的半預聚物，按重量百分比計，聚醚多元醇用量為28% -50%，多異氰酸酯用量為41% -60%，稀釋劑用量為8% -12% ；B組份包括胺封端聚醚樹脂、胺鏈增長劑、活性填料，按重量百分比計，胺封端聚醚樹脂用量為28% _65%，胺鏈增長劑用量為27% -64%、活性填料用量為4% -8% ;使用時，A組份和B組份按1:1的體積比混合。
2.根據權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的多異氰酸酯選自碳化二亞胺改性MD1、2，4-MDI的含量為35% -50% (重量百分比)的MDI或它們的混合物。
3.根據權利要求2所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的多異氰酸酯選自由碳化二亞胺改性MDI與2，4-MDI的含量為50% (重量百分比)的MDI組成的混合物。
4.根據權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的聚醚多元醇選自聚醚二元醇、聚醚三元醇或它們的混合物。
5.根據權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑選自鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯或碳酸亞烷基酯其中的一種或兩種的混合。
6.根據權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的胺鏈增長劑選取自2，4_ 二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯、3，5_ 二甲硫基甲苯二胺、3，5_ 二乙基甲苯二胺、4，4 』 -雙仲丁氨基二苯基甲烷、I，4-雙仲丁氨基苯、2，4- 二氨基-3，5- 二甲硫基氯苯、4，4』_亞甲基雙(2，6_ 二異丙基)苯胺、4，4』_亞甲基雙(2，6_ 二乙基)苯胺、脂肪族多元胺其中的一種或者其中兩種或兩種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料，其特徵在於:所述的活性填料選自活性氧化鋅或活性氧化鋁或活性氧化鎂。
8.—種生產如權利要求1所述的噴塗聚脲高強彈性防水塗料的方法，其特徵在於:所述的A組份的合成方法為:將精確計量的非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑和聚醚多元醇加入反應釜中，在90°C -100°C下減壓脫水1-2小時，取樣測定含水率，當含水率達到0.08 %以下時，停止脫水，冷卻至80 V -85 V並維持在該溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加精確計量的第一部分多異氰酸酯，該步驟加入的多異氰酸酯的重量按n_ffl/n_Na) = 1.05計算，滴加完畢後，在80°C _85°C溫度範圍繼續反應2小時，然後維持在80°C _85°C溫度範圍，邊攪拌邊向釜中滴加剩餘的多異氰酸酯，滴加完畢後繼續保溫反應2小時，冷卻出料。
9.根據權利要求8所述的生產噴塗聚脲高強彈性防水塗料的方法，其特徵在於:通過高壓動態撞擊混合A組份和B組份來噴塗施工。
全文摘要
本發明提供一種噴塗聚脲高強彈性防水塗料，由A、B兩組份組成，其中A組份是在非揮發性液體的非異氰酸酯反應性稀釋劑存在下，由聚醚多元醇與化學計量過量的低官能度多異氰酸酯反應合成的半預聚物，按重量百分比計，聚醚多元醇用量為28％-50％，多異氰酸酯用量為41％-60％，稀釋劑用量為8％-12％；B組份包括胺封端聚醚樹脂、胺鏈增長劑、活性填料，按重量百分比計，胺封端聚醚樹脂用量為28％-65％，胺鏈增長劑用量為27％-64％、活性填料用量為4％-8％；使用時，A組份和B組份按1∶1的體積比混合。
文檔編號C08G18/10GK103173111SQ201310142950
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月22日 優先權日2013年4月22日
發明者房培忠 申請人:上海派睿斯化工有限公司