CN109233608B - 一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料及其制备方法，所述防水涂料，包括以下组分：超支化嵌段聚醚多元醇、微晶白云母粉、阻燃型聚醚胺、粉体填充剂、十二碳二异氰酸酯、三官能度噁唑烷共聚物、附着力促进剂、渗透流平剂、渗透剂。本发明聚氨酯防水涂料，专门用于地下管廊，在喷涂到混凝土基层后，渗透性强，涂料极易渗入混凝土的多相多孔结构，起到封堵隔绝的作用；其优异的力学性能、弹性恢复率及粘结强度，防止结构变形、开裂，防水耐久性高。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料领域，尤其涉及一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料及其生产工艺。
背景技术
地下管廊是用来收容自来水、电力电信、冷热水管及燃气等功能的大型地下空间，能够有效减少路面开挖造成的交通堵塞，同时便于日常检查和线路维修。地下管廊起源于欧洲，在国外运行已有上百年，已经发展较为成熟，而在国内尚属早期发展阶段。
CN201410833840.6含聚醚多元醇/纳米 杂化材料的水性聚氨酯涂料；CN201510813186.7一种高强度环保聚氨酯阻燃防水涂料及其制备方法；虽然现有技术有很多聚氨酯涂料，但公开的聚氨酯涂料用于城市地下设施地下管廊，性能明显较差，漏水、难修复等问题大量存在。
地下管廊作为城市地下设施动脉工程，对于城市建设具有长远的战略意义，但渗漏水问题也一直困扰着地下管廊的建设。从目前已建设的部分工程来看，有几个难点困扰着地下管廊工程的建设和维修整治：（1）难修复，管廊长期埋于地下，一旦出现渗漏很难对防水层进行修复；（2）使用年限久，管廊工程的结构使用年限为100年，对防水材料的质量和使用年限均要求高；（3）结构易变形，管廊一般位于城市行车道之下，长期动荷载作用以及受周围建（构）筑物影响，结构容易发生变形开裂，要求防水材料能很好的适应结构的变形；（4）细部节点多，管廊是一种地下细长结构，施工缝、变形缝、穿墙套管、穿墙螺栓、预留接口等结点部位较多，防水难度大，要求防水材料有良好的渗透性和粘结强度；（5）管廊钢筋混凝土的多相多孔体系易受地下水的侵蚀，减少使用寿命，而且管廊内有高压电缆，如有湿渍或渗水，易引起电缆的锈蚀和打火，所以不允许结构表面有湿渍和漏水。
发明内容
因上述诸多的难点，一般的防水材料很难满足地下管廊的应用要求，而本发明则针对地下管廊工程的严苛需求，提供如下一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料及其生产工艺，经该工艺生产的聚氨酯防水涂料拥有良好的绝缘性、弹性及粘结强度，耐水耐腐蚀，优异的渗透性可保证涂料极易渗入混凝土的多相多孔结构，起到封堵隔绝的作用，满足地下管廊工程项目的防水要求。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，以重量份计，包括：
超支化嵌段聚醚多元醇28~45份、微晶白云母粉6~20份、阻燃型聚醚胺6~15份、粉体填充剂7~13份、十二碳二异氰酸酯17~30份、三官能度噁唑烷共聚物8~20份、附着力促进剂0.5~4份、渗透流平剂1~5份、渗透剂0.3~2份。
所述的地下管廊专用聚氨酯防水涂料为单一组分，无需称量搅拌，可直接使用，产品施工时采用喷涂方式。
所述的超支化嵌段聚醚多元醇分子量为1800~3000，羟值为38.5~42.0KOHmg/g；
所述的微晶白云母粉，SiO2的含量≥42%，磁性物含量≥280×10-6，含水量≤0.5%，粒度为800目~2500目。
所述的阻燃型聚醚胺，为卤代聚醚胺，溴含量约24~31%，氯含量约7.5~12%，羟值约120~150mgKOH/g。
所述的粉体填充剂为聚醚胺改性蒙脱土，其采用聚醚胺D230进行改性，胺值为0.35—0.56meq/g。
所述的附着力促进剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂，类型为焦磷酸型DNZ-201。
所述的渗透流平剂为含氟的丙烯酸酯类共聚物，含氟量为46%，表面张力为8~15.5dyn/cm。
所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其碳链R值为C7~C9，n值为5，水分≤0.1%，HLB值为6.5~8。
一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺，其生产工艺步骤如下：
（1）向1#反应釜中加入阻燃型聚醚胺6~15份、粉体填充剂7~13份，升温至115±5℃，在真空度-0.09~-0.1MPa下脱水3h，期间通入氮气置换2次，然后降温到50~55℃，加入十二碳二异氰酸酯17~30份，然后缓慢升温至80~85℃，恒温搅拌2.5h，制得异氰酸酯封端的聚合物。
（2）向2#反应釜中加入超支化嵌段聚醚多元醇28~45份、微晶白云母粉6~20份，升温至115±5℃，在真空度-0.09~-0.1MPa下脱水2h，降温到65~70℃，通入氮气，然后将1#反应釜制得的共聚物打入2#反应釜中，升温至83~88℃，反应2h，降温至75~78℃后，加入三官能度噁唑烷共聚物8~20份，开启高速分散，40min后加入附着力促进剂0.5~4份、渗透流平剂1~5份、渗透剂0.3~2份，搅拌30min后关闭氮气，真空脱泡20min，出料。
有益效果：
通过上述地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺所生产出的聚氨酯防水涂料性能为：拉伸强度为6.8-7.7MPa、断裂伸长率为920-980%、撕裂强度为30-34 N/mm、固体含量为99%、低温弯折性为-40℃无裂纹、不透水性为0.4 MPa，120min不透水、粘结强度为3.0-3.6MPa、弹性回复率为93-96%、涂膜绝缘电阻为1100-1200MΩ/km、涂膜阻燃性能为B1级、混凝土渗透量为0.43-0.46kg/m2、酸处理拉伸强度保持率为98-99%、碱处理拉伸强度保持率为98-99%、热处理拉伸强度保持率为100%、盐处理拉伸强度保持率为98-99%。
采用本发明方法生产的聚氨酯防水涂料，在喷涂到混凝土基层后，其优异的渗透性可保证涂料极易渗入混凝土的多相多孔结构，起到封堵隔绝的作用；其优异的力学性能、弹性恢复率及粘结强度能很好地适应结构变形、开裂，达到地下管廊防水耐久性的要求；本发明的地下管廊专用聚氨酯防水涂料是一种具有良好绝缘性、粘结强度、渗透性及阻燃性，与基层粘结力强，耐水耐腐蚀，可满足地下管廊工程项目要求的防水涂料。
具体实施方式
为便于说明，对发明的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料及其生产工艺做详细说明。
实施例1：
一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，以重量份计算，其中包括：
超支化嵌段聚醚多元醇36份、微晶白云母粉10份、阻燃型聚醚胺11份、粉体填充剂9份、十二碳二异氰酸酯25份、三官能度噁唑烷共聚物14份、附着力促进剂1.5份、渗透流平剂2.5份、渗透剂1份。
所述的超支化嵌段聚醚多元醇分子量为1800~3000，羟值为38.5~42.0KOHmg/g；
所述的微晶白云母粉，SiO2的含量≥42%，磁性物含量≥280×10-6，含水量≤0.5%，粒度为800目~2500目。
所述的阻燃型聚醚胺，为卤代聚醚胺，溴含量约24~31%，氯含量约7.5~12%，羟值约120~150mgKOH/g。
所述的粉体填充剂为聚醚胺改性蒙脱土，其采用聚醚胺D230进行改性，胺值为0.35—0.56meq/g。
所述的附着力促进剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂，类型为焦磷酸型DNZ-201。
所述的渗透流平剂为含氟的丙烯酸酯类共聚物，含氟量为46%，表面张力为8~15.5dyn/cm。
所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其碳链R值为C7~C9，n值为5，水分≤0.1%，HLB值为6.5~8。
一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺，其生产工艺步骤如下：
（1）向1#反应釜中加入阻燃型聚醚胺11份、粉体填充剂9份，升温至（115±5）℃，在真空度（-0.09~-0.1）MPa下脱水3h，期间通入氮气置换2次，然后降温到50~55℃，加入十二碳二异氰酸酯25份，然后缓慢升温至80~85℃，恒温搅拌2.5h，制得异氰酸酯封端的聚合物。
（2）向2#反应釜中加入超支化嵌段聚醚多元醇36份、微晶白云母粉10份，升温至（115±5）℃，在真空度（-0.09~-0.1）MPa下脱水2h，降温到65~70℃；
然后，通入氮气；将1#反应釜制得的异氰酸酯封端的聚合物打入2#反应釜中，升温至83~88℃，反应2h，降温至75~78℃后，加入三官能度噁唑烷共聚物14份，开启高速分散，40min后加入附着力促进剂1.5份、渗透流平剂2.5份、渗透剂1份，搅拌30min后关闭氮气，真空脱泡20min，出料。
实施例2：
一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，与实施例1对比，在其它条件完全与实施例1相同的情况下，仅仅改变阻燃型聚醚胺的份数，实施例2中取8份阻燃型聚醚胺，其它各组分的重量份不改变，并按照实施例1中所述的地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺生产，制备地下管廊专用聚氨酯防水涂料。
实施例3：
一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，与实施例1对比，在其它条件完全与实施例1相同的情况下，仅仅改变阻燃型聚醚胺的份数，实施例3中取14份阻燃型聚醚胺，其它各组分的重量份不改变，并按照实施例1中所述的地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺生产，制备地下管廊专用聚氨酯防水涂料。
将依照上述三个实施例制备出来的地下管廊专用聚氨酯防水涂料进行性能检测，检测结果如表1中所示：
表1
通过表1中可知，阻燃型聚醚胺的添加量对制备的地下管廊专用聚氨酯防水涂料的影响如下：断裂伸长率、弹性回复率和混凝土渗透量随着阻燃型聚醚胺添加量的增加而提高；拉伸强度、撕裂强度和粘结强度随着添加量的增加而降低；阻燃型聚醚胺添加量的变化对于地下管廊专用聚氨酯防水涂料的低温折弯性、不透水性及酸碱热盐处理后的拉伸强度影响不大。
经检测得出的数据可知，阻燃型聚醚胺的添加量对地下管廊专用聚氨酯防水涂料的性能起到关键性作用，其添加量影响了步骤1中异氰酸酯封端聚合物的扩链程度，从而影响后续预聚体的合成反应，影响涂料成膜后的各种性能。
上述三个实施例中均能满足目前的行业标准和地下管廊使用要求，特别是渗透性能和阻燃性。但是经过综合考虑地下管廊专用聚氨酯防水涂料的使用环境、施工条件及方式等，通过实施例1所制备的地下管廊专用聚氨酯防水涂料综合性能优于实施例2和实施例3所制备的地下管廊专用聚氨酯防水涂料，实施例1所述的聚氨酯防水涂料属于最优技术方案，制得的地下管廊专用聚氨酯防水涂料综合性能最好。
需要说明的是，本发明专利除有特殊声明外，所述由成分的配比关系均按照重量份进行计算。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，其特征在于：
所述防水涂料，以重量份计，包括以下组分：超支化嵌段聚醚多元醇28~45份、微晶白云母粉6~20份、阻燃型聚醚胺6~15份、粉体填充剂7~13份、十二碳二异氰酸酯17~30份、三官能度噁唑烷共聚物8~20份、附着力促进剂0.5~4份、渗透流平剂1~5份、渗透剂0.3~2份；
所述的超支化嵌段聚醚多元醇分子量为1800~3000，羟值为38.5~42.0mgKOH/g；
所述的微晶白云母粉，SiO2的含量≥42%，含水量≤0.5%，粒度为800目~2500目；
所述的阻燃型聚醚胺，为卤代聚醚胺，溴含量24~31%，氯含量7.5~12%，羟值120~150mgKOH/g；
所述的粉体填充剂为聚醚胺改性蒙脱土，其采用聚醚胺D230进行改性，胺值为0.35-0.56meq/g；
所述的附着力促进剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂，类型为焦磷酸型，型号为DNZ-201；
所述的渗透流平剂为含氟的丙烯酸酯类共聚物，含氟量为46%，表面张力为8~15.5dyn/cm；
所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其碳链R值为C7~C9，n值为5，水分≤0.1%，HLB值为6.5~8。
2.根据权利要求1所述的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述防水涂料，以重量份计，包括以下组分：超支化嵌段聚醚多元醇36份、微晶白云母粉10份、阻燃型聚醚胺8份、粉体填充剂9份、十二碳二异氰酸酯25份、三官能度噁唑烷共聚物14份、附着力促进剂1.5份、渗透流平剂2.5份、渗透剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：
包括以下步骤：制备异氰酸酯封端的聚合物；
所述制备异氰酸酯封端的聚合物：向1#反应釜中加入阻燃型聚醚胺、粉体填充剂，升温至115±5℃，在真空度-0.09~-0.1MPa下脱水3h，期间通入氮气置换2次，然后降温到50~55℃，加入十二碳二异氰酸酯，然后缓慢升温至80~85℃，恒温搅拌2.5h，制得异氰酸酯封端的聚合物。
4.根据权利要求3所述的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：还包括以下步骤：向2#反应釜中加入超支化嵌段聚醚多元醇、微晶白云母粉，升温至115±5℃，在真空度-0.09~-0.1MPa下脱水2h，降温到65~70℃。
5.根据权利要求4所述的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：还包括以下步骤：通入氮气，将1#反应釜制得的异氰酸酯封端的聚合物打入2#反应釜中，升温至83~88℃，反应2h，降温至75~78℃后，加入三官能度噁唑烷共聚物，开启高速分散，40min后加入附着力促进剂、渗透流平剂、渗透剂，搅拌30min后关闭氮气，真空脱泡20min。
6.根据权利要求1所述的一种地下管廊专用聚氨酯防水涂料，其特征在于：用于地下管廊，所述聚氨酯防水涂料：弹性回复率为93-96%、涂膜阻燃性能为B1级、混凝土渗透量为0.43-0.46kg/m2、酸处理拉伸强度保持率为98-99%。
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