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CN101100582A - 一种双组份高强聚氨酯防水涂料 - Google Patents

一种双组份高强聚氨酯防水涂料 Download PDF

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许利民
田凤兰
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Beijing Oriental Yuhong Waterproof Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种双组份高强聚氨酯防水涂料，其由A、B两种组分组成。A组分由120～200份的聚醚二元醇、40～180份聚醚三元醇、47～80份的甲苯二异氰酸酯、1.5～3份二丁酯、0.1～1份酒石酸反应生成。B组分由50～90份填充油、20～50份氯化石蜡、10～30份二丁酯、45～70份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺、60～360份聚醚三元醇、50～60份滑石粉、10～50份高岭土、50～60份重质碳酸钙、3.5～4.5份氧化铁棕或碳黑、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份二月桂酸二异丁基锡混合制成。本发明防水涂料具有高强度，高延伸、高粘接力、高固体含量、施工方便、无污染等的优秀特性，可为基础设施建设和市政交通工程，尤其是高速铁路提供优质产品。

Description

一种双组份高强聚氨酯防水涂料
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯防水涂料，具体来说涉及一种双组份高强聚氨酯防水涂料。
背景技术
聚氨酯涂料是在20世纪后期发展起来的一种新型材料。它具有耐磨、耐油、耐酸碱、耐水及化学药品和施工范围广等多种优异的性能，是目前综合性能较好的涂料品种之一。在上世纪70年代已进入我国防水材料市场，被广泛应用于屋面、地下工程与厨卫间，取得了良好的防水效果，是我国“十五”期间重点推广的防水涂料产品之一。
聚氨酯防水涂料包括单组分聚氨酯防水涂料与多组分聚氨酯防水涂料两个品种，根据涂膜的组成及固化机理，聚氨酯涂料分为单组分和多组分两种形式。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物和含羟基树脂两部分组成。产品按拉伸性能分为I、II两类。聚氨酯防水涂料由于防水性能、低温柔性好，延伸率高、拉伸强度大、粘结性能与抗化学腐蚀性能良好、施工方便等特点。
但是现有的双组份聚氨酯防水涂料具有以下共同缺点：1、拉伸强度及撕裂强度较低，不能满足高档建筑及特殊工程对聚氨酯类防水涂料的使用要求；2、粘接强度较低，特别是潮湿基面的粘接强度，以及与混凝土的粘接强度都不能达到高档建筑及高速铁路等国家重点工程对防水材料的使用要求；3、普通双组分聚氨酯防水涂料含有有机溶剂，施工时会产生有机溶剂的挥发从而造成对环境的污染、及人体的伤害。
为了满足基础设施建设和市政交通工程的快速发展，尤其是时速250公里/小时以上的高速铁路轨道交通线对聚氨酯防水材料的物理力学性能、化学性能材料的疲劳寿命、与混凝土基层的粘接及于上面保护层混凝土的粘接的要求越来越高，现有的国标GB/T19250-2003《聚氨酯防水涂料》标准的聚氨酯防水涂料已不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于基础设施建设和市政交通工程的双组份高强聚氨酯防水涂料，其具有高强、高延伸、高粘接力、高固体含量的特性。
本发明的另一目的是提供双组份高强聚氨酯防水涂料的制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明的双组份高强聚氨酯防水涂料由A、B两种组分组成。120～200份的聚醚二元醇、40～180份聚醚三元醇、47～80份的甲苯二异氰酸酯、1.5～3份二丁酯、0.1～1份酒石酸反应生成A组份为预聚体；50～90份填充油、20～50份氯化石蜡、10～30份二丁酯、45～70份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)、60～360份聚醚三元醇、50～60份滑石粉、10～50份高岭土、50～60份重质碳酸钙、3.5～4.5份氧化铁棕、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份二月桂酸二异丁基锡混合制成固化剂即为B组份。使用时，将A、B组份按重量比1∶1的比例混合，A组份的-NCO和B组份中的-NH2、-OH发生固化反应，生成聚氨酯防水涂膜。
上述的聚醚二元醇为丙二醇聚氧丙烯醚、聚氧丙烯-精制蓖麻油二元醇或聚丁二烯二醇，所述聚醚三元醇为丙三醇聚氧丙烯醚或聚氧丙烯-精制蓖麻油三元醇，所述的二丁酯为邻苯二甲酸二丁酯。所述的填充油为石油树脂，所述消泡剂为有机硅消泡剂(如PERENOLE7)。
A组分的制备：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，加入聚醚二元醇、聚醚三元醇和二丁酯，在搅拌的状态下慢慢升温到110～130℃，真空压力-0.098MPa以下放置2h。将温度降低到60℃以下，加入甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)，温度控制在70～90℃，在搅拌状态下，真空脱水反应2h～3h。反应结束后，将温度降到60℃以下出料，冲充氮保护即得A组分。
B组分的制备：将填充油、氯化石蜡、二丁酯、聚醚三元醇加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，慢慢升温到80℃-120℃后，高速搅拌下慢慢加入3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)、滑石粉、高岭土、重质碳酸钙、氧化铁棕或碳黑。升温到120℃±5℃，保持真空压力-0.098MPa以下脱水2h～3h。再将温度降到60℃以下，加入消泡剂、催化剂二月桂酸二异丁基锡搅拌15min后出料。
本发明的双组分高强聚氨酯防水涂料可为基础设施建设和市政交通工程，尤其是高速铁路提供优质产品，满足高速铁路系统对高性能、高质量、施工方便且环保的产品需求。本发明的双组分高强聚氨酯防水涂料的性能指标为：拉伸强度大于6Mpa，断裂伸长率大于45％，不透水性为0.4Mpa，不透水潮湿基面粘接强度大于0.6Mpa，与混凝土粘接强度大于2.5MPa。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
A组份的制备工艺如下：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，加入200份聚醚二元醇(丙二醇聚氧丙烯醚)、150份丙三醇聚氧丙烯醚、2.5份邻苯二甲酸二丁酯、0.1份酒石酸，在搅拌的状态下慢慢升温到120℃，真空压力-0.098MPa以下放置2h。将温度降低到60℃以下，加入55份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)，温度控制在70℃，在搅拌状态下，真空脱水反应2h。反应结束后，将温度降到60℃以下出料，充氮保护即得A组分。
B组分的制备工艺如下：将50份石油树脂、20份氯化石蜡、10份邻苯二甲酸二丁酯、60份聚醚三元醇(GEP-330N)加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，慢慢升温到80℃后，高速搅拌下慢慢加入65份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)、45滑石粉(1250目)、50份高岭土(800目)、60份重质碳酸钙(CARB5)、4.5份氧化铁棕(S868)。升温到120℃，保持真空压力-0.098MPa以下脱水2h。再将温度降到60℃以下，加入0.2份消泡剂(E-7)、0.5份催化剂二月桂酸二异丁基锡搅拌20min后出料即得B组分。
实施例2
A组份的制备工艺如下：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，加入120份聚醚二元醇(聚氧丙烯-精制蓖麻油二元醇)、40份聚醚三元醇(丙三醇聚氧丙烯醚)、1.5份邻苯二甲酸二丁酯、0.5份酒石酸，在搅拌的状态下慢慢升温到110℃，真空压力-0.098MPa以下放置2h。将温度降低到60℃以下，加入47份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)，温度控制在80℃，在搅拌下，真空脱水反应3h，反应结束后待将温度降到60℃以下后出料充氮保护即得A组分。
B组分的制备工艺如下：将60份石油树脂、50份氯化石蜡、20份邻苯二甲酸二丁酯、360份聚醚三元醇(GEP-330N)加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，慢慢升温到120℃后，高速搅拌下慢慢加入45份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)、50份滑石粉(1250目)、40份高岭土(800目)、55份重质碳酸钙(CARB5)、3.5份氧化铁棕(S 868)。升温到120℃，在真空压力-0.098MPa以下脱水3h。再将温度降到60℃以下，加入0.3份消泡剂(E-7)、0.2份催化剂二月桂酸二异丁基锡搅拌10min后出料即得B组分。
实施例3
A组份的制备工艺如下：在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，加入150份聚醚二元醇(聚丁二烯二醇)、3份邻苯二甲酸二丁酯、180份聚氧丙烯-精制蓖麻油三元醇、1份酒石酸，在搅拌的状态下慢慢升温到130℃，真空压力-0.098MPa以下放置2h。将温度降低到60℃以下，加入80份甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)，温度控制在90℃，搅拌下真空脱水反应3h。反应结束后，将温度降到60℃以下后出料，充氮保护即得A组分。
B组分的制备工艺如下：将90份石油树脂、30份氯化石蜡、30份邻苯二甲酸二丁酯、200份聚醚三元醇(GEP-330N)、分散剂(FA196)加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的500ml磨口三口瓶内，慢慢升温到100℃后，搅拌下慢慢加入25份钛白粉并继续高速搅拌30分钟后，慢慢加入70份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺(MOCA)并高速搅拌30分钟后，在高速搅拌下60份滑石粉(1250目)、10份高岭土(800目)、50份重质碳酸钙(CARB5)、4份碳黑升温到120℃，在真空压力-0.098MPa以下脱水3h。再将温度降到60℃以下，加入0.5份消泡剂(E-7)、0.3份催化剂二月桂酸二异丁基锡搅拌15min后出料即得B组分。
分别对上述实施例所获得的双组分高强聚氨酯防水涂料进行性能检测，结果见表1。
表1实施例1-3双组分高强聚氨酯防水涂料性能检测结果
  项目   指标    实施例1    实施例2   实施例3 试验方法
  拉伸强度(MPa)   ≥6.0    8.7    8.0     9.1 GB/T19250
拉伸强度保持率   加热处理(％) ≥100 116 110 114
  碱处理(％) ≥70 81 82 81
  酸处理(％) ≥80 84 83 84
断裂伸长率   无处理(％) ≥450 545 550 709
  加热处理(％) ≥450 530 532 656
  碱处理(％) ≥450 542 543 695
  酸处理(％) ≥450 520 525 670
低温弯折性   无处理 ≤-35℃无裂纹 -35℃，无裂纹 -35℃，无裂纹 -35℃，无裂纹
  加热处理
  碱处理
  酸处理
  表干时间(h)   ≤4    2   2    2 GB/T9265
  实干时间(h)   ≤24    5   5    5
  不透水性0.4MPa，2h   不透水 不透水 不透水 不透水
加热伸缩率(％)   ≥-4.0，≤1.0 -0.3 -0.4 -0.3
耐碱性，饱和Ca(OH)2溶液，500h   无开裂，无起皮剥落 无开裂，无起皮剥落 无开裂，无起皮剥落 无开裂，无起皮剥落
  固体含量(％)   ≥98    99.5   99.4    99.5 GB/T19250
  潮湿基面粘结强度(MPa) ≥0.6 0.8 1.1 1.18
  与混凝土粘结强度(MPa) ≥2.5 2.9 2.97 3.2
  保护层混凝土与固化聚氨酯防水涂料粘结强度(MPa) ≥0.5 1.0 1.5 1.1
  撕裂强度(N/mm)   ≥35.0    46   50    42   GB/T529
  与混凝土剥离强度(N/mm) ≥3.5 3.7 3.8 3.7 GB/T2790
结论：本发明的双组分高强聚氨酯防水涂料，其拉伸强度大于6Mpa，断裂伸长率大于45％，不透水性为0.4Mpa，不透水潮湿基面粘接强度大于0.6Mpa，与混凝土粘接强度大于2.5MPa。可用于基础设施建设和市政交通工程，尤其是可满足高速铁路系统的需求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1、一种双组份高强聚氨酯防水涂料，其特征在于为A、B两组分，其重量混合比为1∶1，A组分按重量比由以下组分组成：120～200份的聚醚二元醇、40～180份聚醚三元醇、47～80份的甲苯二异氰酸酯、1.5～3份二丁酯、0.1～1份酒石酸，B组分按重量比由以下组分组成：50～90份填充油、20～50份氯化石蜡、10～30份二丁酯、45～70份3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺、60～360份聚醚三元醇、50～60份滑石粉、10～50份高岭土、50～60份重质碳酸钙、3.5～4.5份氧化铁棕或碳黑、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份二月桂酸二异丁基锡。
2、根据权利要求1所述的双组份高强聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述聚醚二元醇为丙二醇聚氧丙烯醚、聚氧丙烯-精制蓖麻油二元醇或聚丁二烯二醇，所述聚醚三元醇为丙三醇聚氧丙烯醚或聚氧丙烯-精制蓖麻油三元醇，所述的二丁酯为邻苯二甲酸二丁酯。
3、根据权利要求1或2所述的双组份高强聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述填充油为石油树脂，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的双组分高强聚氨酯防水涂料A组分的方法，其特征在于，在反应容器内加入聚醚二元醇、聚醚三元醇和二丁酯，搅拌的状态下升温到110～130℃，真空压力-0.098MPa以下放置2小时，将温度降低到60℃以下，加入甲苯-2，4-二异氰酸酯，在70～90℃搅拌状态下，真空脱水2～3小时，反应结束后，将温度降到60℃以下出料，充氮保护。
5.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的双组分高强聚氨酯防水涂料B组分的方法，其特征在于，将填充油、氯化石蜡、二丁酯和聚醚三元醇加入反应容器内升温到80～120℃后，搅拌下加入3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺、滑石粉、高岭土、重质碳酸钙、氧化铁棕或碳黑，升温到120±5℃，保持真空压力-0.098MPa以下脱水2～3小时，再将温度降到60℃以下，加入消泡剂和二月桂酸二异丁基锡搅拌10～20分钟后出料。
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