CN102181225A - 水固化聚氨酯防水涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组分水固化聚氨酯防水涂料，其中所述单组分涂料是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，以重量比计聚醚多元醇和多异氰酸酯的比例为2～10∶1；本发明产品生态环保，具有优异的力学性能、良好的耐高低温性、良好的耐溶剂性和耐腐蚀性，能在潮湿基面施工，不影响粘结性能，高性价比，比重小，单位面积用量少，综合造价低。
Description
技术领域：
本发明涉及一种应用于建筑涂料领域尤其是可在潮湿基面施工的聚氨酯防水涂料，特别是一种以水为固化剂的环保型聚氨酯防水涂料及其制备工艺。
背景技术：
聚氨酯防水涂料是一种新型高档防水材料，具有整体防水效果优异、强度高、弹性好、粘结力强、耐高低温、耐腐蚀、施工简便，受到国内外防水界的青睐。
聚氨酯防水涂料是20世纪60年代在欧美及日本出现的一种新型高分子防水材料，最早是美国轮胎橡胶公司研制的双组分液态橡胶型聚氨酯防水涂料，后来又推广到加拿大、中东以及东南亚各国。1962年德国研制成功无溶剂聚氨酯防水涂料，用于混凝土保护涂层和建筑防水层。日本于1964年从美国杜邦公司引进聚氨酯防水涂料专利技术后迅速发展，1969年日本颁布了聚氨酯防水涂料的工业标准，目前，国外聚氨酯防水涂料在建筑防水涂料中占有重要的地位，其生产技术比较成熟、品种齐全、应用普遍，可根据不同防水工程的要求生产不同功能的聚氨酯防水涂料。
从20世纪70年代末开始，随着我国科学技术进步和化学建材工业的发展，聚氨酯防水涂料也获得了发展。北京市建筑工程研究所从1974年开始进行聚醚型聚氨酯防水涂料的理论研究。90年代后，聚氨酯防水涂料取得迅速发展，1990年建设部将聚氨酯防水涂料列为“八五”计划重点推广项目之一。经过二十多年的发展，尤其在年代的迅速发展和广泛应用，我国已逐渐形成了品种齐全、性能各异的聚氨酯防水涂料。
随着人们环保意识的增强和科技的进步，焦油型聚氨酯防水涂料由于污染环境、危害人类的健康，其应用日益受到限制，国家正提倡采用非焦油型聚氨酯防水涂料和聚醚型聚氨酯防水涂料。现有技术中聚氨酯防水涂料多以3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷(MOCA)作为固化剂，而MOCA具有致癌危险，对环境和人类健康具有很大危害。水固化聚氨酯防水涂料是聚醚型、无溶剂环保型的高档合成高分子防水涂料，与传统的焦油型、石油沥青聚氨酯防水涂料相比，有着无溶剂挥发、无毒、无味、施工无污染、固化迅速等优点，符合生态发展和环境保护的要求，在施工配漆时以水为固化剂，这与其他单或双组分聚氨酯防水涂料明显不同，体现出聚氨酯防水涂料研制开发的新思路、新工艺，具有广阔的市场前景，但市售产品很少见，很难满足客户的需求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种环保简单的水固化聚氨酯防水涂料及其制备方法，在研究中通过控制NCO的含量、异氰酸酯指数等参数，得到制备该水固化聚氨酯防水涂料的最佳技术参数，为制备高性能的水固化聚氨酯防水涂料提供了技术参考。
本发明提供一种单组分水固化聚氨酯防水涂料，其中所述单组分涂料是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，以重量比计聚醚多元醇和多异氰酸酯的比例为2～10∶1。
进一步含有增塑剂、催化剂、消泡剂、偶联剂和/或填料。
所述的聚醚多元醇选自选自聚醚二醇类、聚醚三醇类，且其相对分子质量为2000～5000，羟值为30～60mgKOH/g。
所述的多异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯类。
所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯。
所述的增塑剂选自邻苯二甲酸酯或邻苯二甲酸二壬酯。
所述的催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂。
所述的填料为无机填料，其选自高岭土、重钙、滑石粉或其混合物。
所述涂料中进一步含有颜料、分散剂、气体吸收剂、吸水剂和/或防沉降剂。
使用时加入单组分水固化聚氨酯防水涂料的5％～30％重量百分比的水即可固化。
本发明水固化聚氨酯防水涂料使用时直接加水做固化剂，涂料中的活性基团与水分子反应固化，形成坚韧、富有弹性的防水涂膜。
其涂层具有优异的力学性能和化学性能，同时具有优良的防水性能。该涂料不含疑为致癌的物质摩卡、不含焦油、沥青、溶剂和重金属，生态环保，产品经北京疾病预防控制中心依据GB15193.3-2003《急性毒性试验》标准检测属无毒产品，产品符合HJ/T 201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》的有害物质限量指标要求；能在潮湿基面施工，不影响粘结性能，其潮湿基层粘结强度可达1.2Mpa；高性价比，比重小，每平方米每毫米厚度的涂膜约使用0.9～1.2kg，单位面积用量少，综合造价低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
1253g聚醚二元醇、210g聚醚三元醇、853g增塑剂、8.4g分散剂加到5L的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入259g滑石粉和259g重钙，升温至100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入224g甲苯二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂、催化剂、偶联剂、吸水剂、气体吸收剂，搅拌1h，出料密封即得本发明防水涂料。
实施例2：
1253g聚醚二元醇、210g聚醚三元醇、853g增塑剂、8.4g分散剂加到5L的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入259g滑石粉和259g重钙，升温至100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入322g二苯基甲烷二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂、催化剂、偶联剂、吸水剂、气体吸收剂，搅拌1h，出料密封即得本发明防水涂料。
实施例3：
1253g聚醚二元醇、210g聚醚三元醇、853g增塑剂、8.4g分散剂加到5L的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入318g高岭土和318g重钙，升温至100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入224g甲苯二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂、催化剂、偶联剂、吸水剂、气体吸收剂，搅拌1h，出料密封即得本发明防水涂料。
实施例4：
756g聚醚二元醇、148g聚醚三元醇、762g增塑剂、7.9g分散剂加到5L的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入276g高岭土和276g重钙，升温至100℃～120℃真空脱水4h，降温50℃以下，加入452g甲苯二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度80～85℃，真空条件下反应2.5h，降温50～60℃，加入消泡剂、催化剂、偶联剂、吸水剂、气体吸收剂，搅拌1h，出料密封即得本发明防水涂料。
实施例5：
1253g聚醚二元醇、210g聚醚三元醇、800g增塑剂、7.9g分散剂加到5L的四口反应烧瓶中，升温到80℃，加入300g高岭土和300g重钙，升温至1℃真空脱水4h，降温5℃以下，加入146g甲苯二异氰酸酯，慢速升温加热，控制温度8℃，真空条件下反应2.5h，降温5℃，加入消泡剂、催化剂、偶联剂、吸水剂、气体吸收剂，搅拌1h，出料密封即得本发明防水涂料。
性能测试：
将上述制备的水固化聚氨酯防水涂料加入20％的水混合搅拌均匀涂膜，在指定条件下按建筑防水材料的试验方法GB/T 16777-2008进行一些物理力学性能的测试。其表1列出了水固化聚氨酯防水涂料的一些基本性能测试结果。
表1水固化聚氨酯防水涂料的性能测试结果
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度/MPa 2.43 2.67 4.17
断裂伸长率/％ 800 783 723
低温弯折性/℃ -40 -40 -40
撕裂强度/(N/mm) 13.56 15.98 21.06
不透水性/0.3MPa×30min 不透水 不透水 不透水
潮湿基面粘结度/Mpa 0.86 1.00 1.21
从上表可以看出，实施例1、2、3制备的产品的各项性能均达到并超过了本领域所熟知的GB/T 19250-2003的技术指标。
Claims (9)
1.一种单组分水固化聚氨酯防水涂料，其中所述单组分涂料是由聚醚多元醇真空脱水后与多异氰酸酯反应得到的端NCO基预聚体，以重量比计聚醚多元醇和多异氰酸酯的比例为2～10∶1。
2.如权利要求1所述单组分水固化聚氨酯防水涂料，其中涂料中进一步含有增塑剂、催化剂、消泡剂、偶联剂和/或填料。
3.如权利要求1或2所述单组分水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的聚醚多元醇选自选自聚醚二醇类、聚醚三醇类，且其相对分子质量为2000～5000，羟值为30～60mgKOH/g。
4.根据权利要求1或2所述的单组分水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的多异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯类。
5.如权利要求4所述的单组分水固化聚氨酯防水涂料，其中所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯。
6.根据权利要求2所述的单组分水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的增塑剂选自邻苯二甲酸酯或邻苯二甲酸二壬酯。
7.根据权利要求2所述的单组分水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂。
8.根据权利要求2所述的水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的填料为无机填料，其选自高岭土、重钙、滑石粉或其混合物。
9.根据权利要求1所述的水固化聚氨酯防水涂料，其特征在于所述涂料中进一步含有颜料、分散剂、气体吸收剂、吸水剂和/或防沉降剂。
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