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CN111073486A - 一种环保聚氨酯防水材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保聚氨酯防水材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保聚氨酯防水材料，涉及防水材料领域，其由A组分和B组分组成；A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成。本发明还公开了其制备方法，通过分别制备A组分和B组分得到成品。本发明的优点在于：由于通过采用植物油多元醇作为聚合用单体醇得到A组分，使得聚氨酯防水材料在铺设过程中，挥发的VOC少，更加环保；并且通过在B组分中增加潜固化剂，从而能够减少铺设过程中异氰酸酯基水解，能够有效的提高固化速度，并且能够实现在潮湿环境下固化铺设，扩大了双组分聚氨酯防水材料的适用范围。

Description

一种环保聚氨酯防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯防水材料领域，特别涉及一种环保聚氨酯防水材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯防水材料作为现有技术中常用的一种防水材料，具备较多优点。以良好的延伸性和柔韧性，低温不脆裂，高温不流淌，抗撕裂性能好，对于因地基下沉、墙体裂缝等建筑物变形具有很好的适应性。聚氨酯防水材料耐磨性能优异，并具有良好的耐候性、耐水性、耐油、耐酸碱性能；它与水泥等基材有优异的粘接能力；使用寿命比传统沥青防水材料要长，服务寿命大于10年，而且维护检修费用低。聚氨酯防水材料重量轻，能减轻房屋负荷，且局部造型的适应性强，可以自由着色，增加了屋面防水的色彩选择性。并且聚氨酯防水材料，施工中无接缝，且施工简便。然而现有技术中的聚氨酯防水材料通常采用异氰酸酯和聚醚醇作为原料聚合，在施工和使用过程中产生的VOC浓度较高，现场施工味道较大，且环保性较差。现有技术中也有采用环保增塑剂等材料进行改性生产环保聚氨酯防水材料的，然而现有技术中的类似聚氨酯防水材料在潮湿环境下的固化速度较慢，且成膜的强度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提高聚氨酯防水材料的环保性同时兼顾低固化时间。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种环保聚氨酯防水材料，由A组分和B组分组成；所述A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；所述B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成。
优选的，所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000011
优选的，所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000012
Figure BDA0002317849760000021
优选的，所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000022
优选的，所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000023
优选的，所述强有机酸为苯磺酸、三氯乙酸和三氟甲磺酸中的一种或多种。
优选的，所述除水剂为恶唑烷除水剂。
优选的，所述填充剂为滑石粉。
优选的，所述催化剂为锡催化剂或有机铋催化剂。
本发明的另一个目的是提供一种如前所述的一种环保聚氨酯防水材料的制备方法，其通过分别制备A组分和B组分得到环保聚氨酯防水材料；
制备A组分：将甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇在50-60℃温度下搅拌10-30分钟使充分混合；加入强有机酸后进行充分混合，在70-80℃温度下反应3小时，反应完全后冷却至常温加入除水剂和消泡剂混合后得到A组分；
制备B组分：将二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂在常温下充分搅拌混合得到B组分。
采用上述技术方案，由于通过采用植物油多元醇作为聚合用单体醇，与甲苯二异氰酸酯反应得到A组分，使得聚氨酯防水材料在铺设过程中，挥发的VOC少，更加环保；并且通过在B组分中增加潜固化剂，从而能够减少铺设过程中异氰酸酯基水解，能够有效的提高固化速度，并且能够实现在潮湿环境下固化铺设，扩大了双组分聚氨酯防水材料的适用范围。
附图说明
图1为本发明中的环保聚氨酯防水材料的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本具体实施例披露了一种环保聚氨酯防水材料，由A组分和B组分组成；所述A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；所述B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成；优选的，其中所述A组分与B组分的重量比为1：1。
优选的，在本具体实施例中，所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000031
优选的，所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000032
Figure BDA0002317849760000041
可行的，所述强有机酸为苯磺酸、三氯乙酸和三氟甲磺酸中的一种或多种，采用强有机酸形成强酸环境，作为甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇的聚合催化剂，可以有效的降低其聚合所需的温度，使得其在较低的环境下就可以完成两个单体的聚合。
优选的，所述除水剂为恶唑烷除水剂，噁唑烷环在分解过程中会消耗水分，从而可以去除聚氨酯原料中的水分，其原理是，噁唑烷化合物遇到微量水分或暴露在湿气中，噁唑烷优先与水反应，生成仲氨基醇和挥发性的酮(或醛)，噁唑烷除水剂的反应产物变成聚氨酯的一部分，另外产生的酮完全从聚氨酯膜中逸出，因而避免异氰酸酯与水分反应产生CO2。
优选的，所述填充剂采用滑石粉，采用滑石粉填充剂，可以有效的保持聚氨酯的流动性，从而利于施工。优选的，所述催化剂为锡催化剂或有机铋催化剂，其中锡催化剂可以采用二月桂酸二丁基锡和单丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡可以同时作为交联剂，而单丁基氧化锡则可以用于将混合后的树脂酯化。而采用有机铋催化剂时则可以采用异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋、氧化铋和硝酸铋中的一种或多种。
可行的，增塑剂则可以采用DOP即邻苯二甲酸二辛酯。
可行的，消泡剂可以采用有机硅消泡剂，具体是硅油有机硅成分。
可行的，潜固化剂采用亚胺类潜固化剂，可以是酮亚胺类潜固化剂或醛亚胺类。聚氨酯中加入潜固化剂后，优先与水反应，生成醇胺或是伯胺，生产的胺再与异氰酸酯反应。由于没有由于没有CO2产生产生，加上合理的控制物理气泡，从而使材料无气孔和气泡的现象。这样可以使得聚氨酯防水材料可以在潮湿环境下施工，从而不影响潮湿环境下的固化，并且可以有效的加快固化速度。
由于采用双组分构成，双组分配比简单，可以在现场混合，并且通过采用植物油多元醇作为聚合用单体醇，与甲苯二异氰酸酯反应得到A组分，使得聚氨酯防水材料在铺设过程中，挥发的VOC少，更加环保；并且通过在B组分中增加潜固化剂，从而能够减少铺设过程中异氰酸酯基水解，能够有效的提高固化速度，并且能够实现在潮湿环境下固化铺设，扩大了双组分聚氨酯防水材料的适用范围。该实施例中的成品采用气相法测定VOC浓度为200g/L，产生的VOC低于于传统聚酯防水材料。
实施例2
本具体实施例披露了一种环保聚氨酯防水材料，由A组分和B组分组成；所述A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；所述B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成；优选的，其中所述A组分与B组分的重量比为1：1。
优选的，所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000051
优选的，所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000052
可行的，所述强有机酸为苯磺酸、三氯乙酸和三氟甲磺酸中的一种或多种，采用强有机酸形成强酸环境，作为甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇的聚合催化剂，可以有效的降低其聚合所需的温度，使得其在较低的环境下就可以完成两个单体的聚合。
优选的，所述除水剂为恶唑烷除水剂，噁唑烷环在分解过程中会消耗水分，从而可以去除聚氨酯原料中的水分，其原理是，噁唑烷化合物遇到微量水分或暴露在湿气中，噁唑烷优先与水反应，生成仲氨基醇和挥发性的酮(或醛)，噁唑烷除水剂的反应产物变成聚氨酯的一部分，另外产生的酮完全从聚氨酯膜中逸出，因而避免异氰酸酯与水分反应产生CO2。
优选的，所述填充剂采用滑石粉，采用滑石粉填充剂，可以有效的保持聚氨酯的流动性，从而利于施工。优选的，所述催化剂为锡催化剂或有机铋催化剂，其中锡催化剂可以采用二月桂酸二丁基锡和单丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡可以同时作为交联剂，而单丁基氧化锡则可以用于将混合后的树脂酯化。而采用有机铋催化剂时则可以采用异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋、氧化铋和硝酸铋中的一种或多种。
可行的，增塑剂则可以采用DOP即邻苯二甲酸二辛酯。
可行的，消泡剂可以采用有机硅消泡剂，具体是硅油有机硅成分。
可行的，潜固化剂采用噁唑烷，聚氨酯中加入潜固化剂后，优先与水反应，生成醇胺或是伯胺，生产的胺再与异氰酸酯反应。由于没有CO2产生，加上合理的控制物理气泡，从而使材料无气孔和气泡的现象。这样可以使得聚氨酯防水材料可以在潮湿环境下施工，从而不影响潮湿环境下的固化，并且可以有效的加快固化速度。该实施例中的成品采用气相法测定VOC浓度为226g/L，产生的VOC低于于传统聚酯防水材料。
实施例3
本具体实施例披露了一种环保聚氨酯防水材料，由A组分和B组分组成；所述A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；所述B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成；优选的，其中所述A组分与B组分的重量比为1：1。
优选的，所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000061
优选的，所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure BDA0002317849760000062
可行的，所述强有机酸为苯磺酸、三氯乙酸和三氟甲磺酸中的一种或多种，采用强有机酸形成强酸环境，作为甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇的聚合催化剂，可以有效的降低其聚合所需的温度，使得其在较低的环境下就可以完成两个单体的聚合。
优选的，所述除水剂为恶唑烷除水剂，噁唑烷环在分解过程中会消耗水分，从而可以去除聚氨酯原料中的水分，其原理是，噁唑烷化合物遇到微量水分或暴露在湿气中，噁唑烷优先与水反应，生成仲氨基醇和挥发性的酮(或醛)，噁唑烷除水剂的反应产物变成聚氨酯的一部分，另外产生的酮完全从聚氨酯膜中逸出，因而避免异氰酸酯与水分反应产生CO2。
优选的，所述填充剂采用滑石粉，采用滑石粉填充剂，可以有效的保持聚氨酯的流动性，从而利于施工。优选的，所述催化剂为锡催化剂或有机铋催化剂，其中锡催化剂可以采用二月桂酸二丁基锡和单丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡可以同时作为交联剂，而单丁基氧化锡则可以用于将混合后的树脂酯化。而采用有机铋催化剂时则可以采用异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋、氧化铋和硝酸铋中的一种或多种。
可行的，增塑剂则可以采用DOP即邻苯二甲酸二辛酯。
可行的，消泡剂可以采用有机硅消泡剂，具体是硅油有机硅成分。
可行的，潜固化剂采用噁唑烷类，聚氨酯中加入潜固化剂后，优先与水反应，生成醇胺或是伯胺，生产的胺再与异氰酸酯反应。由于没有CO2产生，加上合理的控制物理气泡，从而使材料无气孔和气泡的现象。这样可以使得聚氨酯防水材料可以在潮湿环境下施工，从而不影响潮湿环境下的固化，并且可以有效的加快固化速度。该实施例中的成品采用气相法测定VOC浓度为240g/L，产生的VOC低于于传统聚酯防水材料。
实施例4
本具体实施例披露了一种如实施例1-3中的一种环保聚氨酯防水材料的制备方法，其通过分别制备A组分和B组分得到环保聚氨酯防水材料；
制备A组分：将甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇在50-60℃温度下搅拌10-30分钟使充分混合；加入强有机酸后进行充分混合，在70-80℃温度下反应3小时，反应完全后冷却至常温加入除水剂和消泡剂混合后得到A组分；
制备B组分：将二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂在常温下充分搅拌混合得到B组分。
施工是将A组分和B组分混合后铺设，正常风干后即完成防水材料的整体铺设，从而实现防水功效。
上述制备过程中的各组分添加量采用上述实施例1-3中的添加量。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：由A组分和B组分组成；所述A组分由甲苯二异氰酸酯、植物油多元醇、强有机酸、除水剂和消泡剂组成；所述B组分由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure FDA0002317849750000011
3.根据权利要求2所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述A组分由如下重量份的成分组成；
Figure FDA0002317849750000012
4.根据权利要求1所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure FDA0002317849750000013
5.根据权利要求4所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述B组分由如下重量份的成分组成；
Figure FDA0002317849750000014
Figure FDA0002317849750000021
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述强有机酸为苯磺酸、三氯乙酸和三氟甲磺酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述除水剂为恶唑烷除水剂。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种环保聚氨酯防水材料，其特征在于：所述催化剂为锡催化剂或有机铋催化剂。
10.一种如权利要求1-5任意一项所述的一种环保聚氨酯防水材料的制备方法，其特征在于：通过分别制备A组分和B组分得到环保聚氨酯防水材料；
制备A组分：将甲苯二异氰酸酯和植物油多元醇在50-60℃温度下搅拌10-30分钟使充分混合；加入强有机酸后进行充分混合，在70-80℃温度下反应3小时，反应完全后冷却至常温加入除水剂和消泡剂混合后得到A组分；
制备B组分：将二苯基甲烷二异氰酸酯、聚丙二醇、填充剂、增塑剂、氯化石蜡、催化剂、消泡剂和潜固化剂在常温下充分搅拌混合得到B组分。
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