一種納米ZnO石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料的製作方法

2023-10-20 00:35:42

本發明涉及一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料的製備方法，屬於防水塗料製備技術領域。

背景技術：

聚氨酯防水塗料具有強度高、延伸率大、與水泥砂漿等建築材料底材粘接性強、耐久性長、施工方便等特點。但由於聚氨酯的原材料價格昂貴，只在某些特殊的場合得到應用。在防水工程中普遍使用的是含有填充劑的由甲、乙兩組分組成的聚氨酯防水塗料。甲組分是由聚醚和甲苯二異氰酸酯合成的預聚體，端基為異氰酸基；乙組分由固化劑、填充增塑劑、稀釋劑等構成。施工時將甲乙組分按一定量混合攪拌均勻，塗抹於防水底材表面，經化學反應，於12h以內即可形成富橡膠彈性且連續的整體防水層。我國聚氨酯防水塗料的研究開發始於20世紀70年代末80年代初，普遍採用廉價而又性能卓越的煤焦油作添充增塑物質，使聚氨酯防水塗料在越來越多的工程中被廣泛地應用，其已被用於北京地下商場、亞運村、人民大會堂的翻修，釣魚臺國賓館等國家重點工程中。1991年聚氨酯防水塗料的研究應用曾被國家列為重點推廣項目。隨著經濟的發展和社會的進步,國家建設部於1998年作出了限制、並逐步禁止在聚氨酯防水塗料中使用煤焦油的決定。在近幾年時間內，研究出非煤焦油填充型聚氨酯防水塗料以雙組份石油瀝青和聚氨酯防水塗料為主要發展方向，但由於石油瀝青雙組份聚氨酯防水塗料存在相容性較差，塗膜耐酸耐候防水性能較差，塗膜硬度抗張性能較低的問題，制約了其發展。因此，研製親和性、防水性好的石油瀝青作為填充增塑物質的石油瀝青填充增塑的聚氨酯防水塗料無論在理論上和實踐上都具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題：針對石油瀝青雙組分聚氨酯防水塗料親和性較差，導致塗膜耐酸耐候防水性能較差，塗膜硬度抗張性能較低的弊端，提供了一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料的製備方法，通過納米zno進行改性，改善兩者親和性，提高塗膜耐候、抗張性能和防水性能。

為解決上述技術問題，本發明採用如下所述的技術方案是：一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料的製備方法，其具體製備步驟為：

（1）將聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇真空乾燥2～3h後，按質量比1:2進行緩慢攪拌混合，置於三口燒瓶中形成聚醚多元醇混合溶液，並按聚醚多元醇混合溶液和甲苯二異氰酸酯質量比50:1的比例，將甲苯二異氰酸酯按3s/滴的速度緩慢滴加於三口燒瓶中，並在滴加過程中對三口燒瓶升溫至30～40℃，待甲苯二異氰酸酯緩慢滴加完成後，再對三口燒瓶升溫至70～80℃，回流2～3h，得聚氨酯預聚體；

（2）將回流後的聚氨酯預聚體採用紅外光譜進行檢測，每隔30min進行取樣檢測，當樣品在紅外波數為2272cm-1時，出現強烈吸收峰後，即可對上述聚氨酯預聚體停止加熱，使其自然冷卻至室溫，將其取出即可製備得聚氨酯預聚體組分；

（3）將zno粉末通過高壓碾磨裝置，在壓力為15～20mpa下，進行高壓氣流碾磨，形成粒徑大小為5～10μm的納米zno粉末，隨後，按重量份數計，選取6～10份的鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、20～65份的瀝青、5～10份的二甲基乙醇胺、15～20份的3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、7～32份的輕質碳酸鈣、2～8份的納米zno進行配比，並將上述材料真空乾燥5～8h；

（4）將上述真空乾燥完成的材料依次加入三口燒瓶中，在20～30℃，轉速為300～500r/min下緩慢攪拌至其完全混合，待攪拌5～10min後，通過超聲波進行輔助振蕩2～3min，使組分充分分散，即可製得瀝青組分，最終即可製得一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料。

本發明製備得到的納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料聚氨酯預聚體組分為棕黃色、透明粘稠液，粘度為300～500mpa.s；瀝青組分為黑色、乳濁液。

本發明的應用方法：塗刷前將基層處理平整、清除灰塵和油漬，再將製備得到的聚氨酯預聚體組分和瀝青組分按質量比1:2比例進行混合均勻，用毛刷將混合均勻的塗料直接塗刷在基面上，保持力度均勻，塗刷厚度為0.5～0.8mm，1～2h後，用清水溼潤塗層，再用毛刷垂直十字交叉塗刷一次，塗刷厚度為0.5～0.8mm，待其固化即可；測得塗膜抗張強度為5～6mpa，斷裂伸長率達550～600%，相容性親和性和防水性能好。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）該方法通過納米zno進行改性，改善石油瀝青和聚氨酯塗料兩者親和性，提高塗膜耐候、抗張性能；

（2）有效阻止水的滲出，提高抗滲能力，防水作用持續長久。

具體實施方式

首先將聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇真空乾燥2～3h後，按質量比1:2進行緩慢攪拌混合，置於三口燒瓶中形成聚醚多元醇混合溶液，並按聚醚多元醇混合溶液和甲苯二異氰酸酯質量比50:1的比例，將甲苯二異氰酸酯按3s/滴的速度緩慢滴加於三口燒瓶中，並在滴加過程中對三口燒瓶升溫至30～40℃，待甲苯二異氰酸酯緩慢滴加完成後，再對三口燒瓶升溫至70～80℃，回流2～3h，得聚氨酯預聚體；然後將回流後的聚氨酯預聚體採用紅外光譜進行檢測，每隔30min進行取樣檢測，當樣品在紅外波數為2272cm-1時，出現強烈吸收峰後，即可對上述聚氨酯預聚體停止加熱，使其自然冷卻至室溫，將其取出即可製備得聚氨酯預聚體組分；再將zno粉末通過高壓碾磨裝置，在壓力為15～20mpa下，進行高壓氣流碾磨，形成粒徑大小為5～10μm的納米zno粉末，隨後，按重量份數計，選取6～10份的鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、20～65份的瀝青、5～10份的二甲基乙醇胺、15～20份的3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、7～32份的輕質碳酸鈣、2～8份的納米zno進行配比，並將上述材料真空乾燥5～8h；最後將上述真空乾燥完成的材料依次加入三口燒瓶中，在20～30℃，轉速為300～500r/min下緩慢攪拌至其完全混合，待攪拌5～10min後，通過超聲波進行輔助振蕩2～3min，使組分充分分散，即可製得瀝青組分，最終即可製得一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料。

實例1

首先將聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇真空乾燥2h後，按質量比1:2進行緩慢攪拌混合，置於三口燒瓶中形成聚醚多元醇混合溶液，並按聚醚多元醇混合溶液和甲苯二異氰酸酯質量比50:1的比例，將甲苯二異氰酸酯按3s/滴的速度緩慢滴加於三口燒瓶中，並在滴加過程中對三口燒瓶升溫至30℃，待甲苯二異氰酸酯緩慢滴加完成後，再對三口燒瓶升溫至70℃，回流2h，得聚氨酯預聚體；將回流後的聚氨酯預聚體採用紅外光譜進行檢測，每隔30min進行取樣檢測，當樣品在紅外波數為2272cm-1時，出現強烈吸收峰後，即可對上述聚氨酯預聚體停止加熱，使其自然冷卻至室溫，將其取出即可製備得聚氨酯預聚體組分；再將zno粉末通過高壓碾磨裝置，在壓力為15mpa下，進行高壓氣流碾磨，形成粒徑大小為5μm的納米zno粉末，隨後，按重量份數計，選取8份的鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、35份的瀝青、8份的二甲基乙醇胺、15份的3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、28份的輕質碳酸鈣、6份的納米zno進行配比，並將上述材料真空乾燥5h；最後將上述真空乾燥完成的材料依次加入三口燒瓶中，在20℃，轉速為300r/min下緩慢攪拌至其完全混合，待攪拌5min後，通過超聲波進行輔助振蕩2min，使組分充分分散，即可製得瀝青組分，最終即可製得一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料。

塗刷前將基層處理平整、清除灰塵和油漬，再將製備得到的聚氨酯預聚體組分和瀝青組分按質量比1:2比例進行混合均勻，用毛刷將混合均勻的塗料直接塗刷在基面上，保持力度均勻，塗刷厚度為0.5mm，1h後，用清水溼潤塗層，再用毛刷垂直十字交叉塗刷一次，塗刷厚度為0.5mm，待其固化即可；測得塗膜抗張強度為5mpa，斷裂伸長率達550%，相容性親和性和防水性能好。

實例2

首先將聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇真空乾燥2.5h後，按質量比1:2進行緩慢攪拌混合，置於三口燒瓶中形成聚醚多元醇混合溶液，並按聚醚多元醇混合溶液和甲苯二異氰酸酯質量比50:1的比例，將甲苯二異氰酸酯按3s/滴的速度緩慢滴加於三口燒瓶中，並在滴加過程中對三口燒瓶升溫至35℃，待甲苯二異氰酸酯緩慢滴加完成後，再對三口燒瓶升溫至75℃，回流2.5h，得聚氨酯預聚體；將回流後的聚氨酯預聚體採用紅外光譜進行檢測，每隔30min進行取樣檢測，當樣品在紅外波數為2272cm-1時，出現強烈吸收峰後，即可對上述聚氨酯預聚體停止加熱，使其自然冷卻至室溫，將其取出即可製備得聚氨酯預聚體組分；再將zno粉末通過高壓碾磨裝置，在壓力為18mpa下，進行高壓氣流碾磨，形成粒徑大小為5μm的納米zno粉末，隨後，按重量份數計，選取10份的鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、45份的瀝青、5份的二甲基乙醇胺、15份的3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、20份的輕質碳酸鈣、5份的納米zno進行配比，並將上述材料真空乾燥7h；最後將上述真空乾燥完成的材料依次加入三口燒瓶中，在25℃，轉速為400r/min下緩慢攪拌至其完全混合，待攪拌8min後，通過超聲波進行輔助振蕩3min，使組分充分分散，即可製得瀝青組分，最終即可製得一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料。

塗刷前將基層處理平整、清除灰塵和油漬，再將製備得到的聚氨酯預聚體組分和瀝青組分按質量比1:2比例進行混合均勻，用毛刷將混合均勻的塗料直接塗刷在基面上，保持力度均勻，塗刷厚度為0.7mm，1.5h後，用清水溼潤塗層，再用毛刷垂直十字交叉塗刷一次，塗刷厚度為0.6mm，待其固化即可；測得塗膜抗張強度為5.5mpa，斷裂伸長率達570%，相容性親和性和防水性能好。

實例3

首先將聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇真空乾燥3h後，按質量比1:2進行緩慢攪拌混合，置於三口燒瓶中形成聚醚多元醇混合溶液，並按聚醚多元醇混合溶液和甲苯二異氰酸酯質量比50:1的比例，將甲苯二異氰酸酯按3s/滴的速度緩慢滴加於三口燒瓶中，並在滴加過程中對三口燒瓶升溫至40℃，待甲苯二異氰酸酯緩慢滴加完成後，再對三口燒瓶升溫至80℃，回流3h，得聚氨酯預聚體；將回流後的聚氨酯預聚體採用紅外光譜進行檢測，每隔30min進行取樣檢測，當樣品在紅外波數為2272cm-1時，出現強烈吸收峰後，即可對上述聚氨酯預聚體停止加熱，使其自然冷卻至室溫，將其取出即可製備得聚氨酯預聚體組分；再將zno粉末通過高壓碾磨裝置，在壓力為20mpa下，進行高壓氣流碾磨，形成粒徑大小為5μm的納米zno粉末，隨後，按重量份數計，選取6份的鄰苯二甲酸二（2-乙基己）酯、55份的瀝青、7份的二甲基乙醇胺、18份的3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、10份的輕質碳酸鈣、4份的納米zno進行配比，並將上述材料真空乾燥8h；最後將上述真空乾燥完成的材料依次加入三口燒瓶中，在30℃，轉速為500r/min下緩慢攪拌至其完全混合，待攪拌10min後，通過超聲波進行輔助振蕩3min，使組分充分分散，即可製得瀝青組分，最終即可製得一種納米zno石油瀝青聚氨酯雙組份親和防水塗料。

塗刷前將基層處理平整、清除灰塵和油漬，再將製備得到的聚氨酯預聚體組分和瀝青組分按質量比1:2比例進行混合均勻，用毛刷將混合均勻的塗料直接塗刷在基面上，保持力度均勻，塗刷厚度為0.8mm，2h後，用清水溼潤塗層，再用毛刷垂直十字交叉塗刷一次，塗刷厚度為0.8mm，待其固化即可；測得塗膜抗張強度為6mpa，斷裂伸長率達600%，相容性親和性和防水性能好。