專利名稱：一種水固化瀝青聚氨酯復(fù)合防水涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯防水涂料，具體涉及一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料及其制備方法，屬于建筑防水材料領(lǐng)域。該聚氨酯防水涂料適用于地下室、橋梁、隧道、涵洞等建筑的防水、防滲和防潮，特別適用于潮濕基面的防水工程。
背景技術(shù)：
建筑防水材料是建筑防水工程的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的好壞直接影響建筑防水工程的質(zhì)量和建筑物的使用壽命。建筑防水材料品種多樣、性能各異，主要有防水卷材、防水涂料、防水密封材料三大系列。一方面，防水卷材主要通過膠黏劑粘接或熱熔粘結(jié)拼接施工，施工過程中如接縫不嚴(yán)極易造成滲漏；另一方面防水卷材適用于平整基面的施工，對形狀復(fù)雜的基面鋪貼時(shí)較困難；防水密封材料主要針對建筑物裂縫或接縫起密封作用，不適于建筑物 表面的防水工程。而建筑防水涂料主要通過涂膜在基層表面形成具有一定厚度堅(jiān)韌的防水膜，適合任何構(gòu)造復(fù)雜的建筑基面的防水、防滲，具有整體防水效果優(yōu)異、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外防水界的青睞。聚氨酯防水涂料由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、低溫柔性和粘結(jié)性能，在國外建筑防水工程的應(yīng)用中占有重要的地位。我國自20世紀(jì)70年代后期開始研制和使用聚氨酯防水涂料，為了降低成本，在聚氨酯防水涂料中摻入煤焦油等液體填料，煤焦油中含有大量的脂肪族和芳香族化合物，具有易揮發(fā)的有毒物質(zhì)和刺激性氣味，而且致使涂料的耐老化性能差；與此同時(shí)，為了調(diào)節(jié)黏度、改善施工性能，在聚氨酯防水涂料的生產(chǎn)與使用時(shí)加入甲苯、二甲苯、石油溶劑油等有機(jī)溶劑。另外，聚氨酯防水涂料常用的固化劑主要為3，3’ - 二氯_4，4’一二氨基二苯基甲烷(MOCA) ,MOCA常溫下為固體，需高溫生產(chǎn)加工，且屬于可疑致癌物。為了減少環(huán)境污染，科技工作人員積極探索非揮發(fā)性的化合物來代替煤焦油制備聚氨酯防水涂料。如專利“高鐵專用阻燃聚氨酯防水涂料及其制備方法”(公開號CN101619193A)、“一種高性能聚氨酯防水涂料及其制備方法”(公開號CN 101475772A)、“高性能環(huán)保型聚氨酯防水涂料及其制備工藝”(公開號CN 101230235A)等利用古馬隆、石油樹脂、減四油等制備聚氨酯復(fù)合防水涂料。石油浙青作為一種傳統(tǒng)的防水材料，不僅具有優(yōu)異的防水防腐特性，而且價(jià)廉、無味、無污染，符合環(huán)境保護(hù)的要求，但石油浙青的極性遠(yuǎn)比煤焦油低，與聚氨酯的相容性很差，加入適當(dāng)?shù)南嗳輨┗蛑軇┦侵苽涫驼闱嗑郯滨シ浪苛系年P(guān)鍵，如專利“雙組份環(huán)保型納米改性浙青聚氨酯防水涂料”(公開號CN 1151216C)、專利“環(huán)保型水性浙青聚氨酯防水涂料”(公開號CN 1155671C)等將石油浙青進(jìn)行乳化或加入相容劑等改性材料制備浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料。與此同時(shí)，利用水作固化劑取代MOCA是一種較好的選擇，如專利“高性能聚氨酯防水涂料及生產(chǎn)工藝”(公開號CN 1952030A )、專利“水固化環(huán)保型聚氨酯防水涂料及其制備工藝”(公開號CN101230233A)等以石油樹脂或古馬隆為軟化劑、水為固化劑制備具有優(yōu)異性能的聚氨酯防水涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料及其制備方法。本發(fā)明的第一個(gè)目的在于以水為固化劑，用以代替M0CA，成本低廉、避免使用具有可疑致癌性物質(zhì)MOCA ；本發(fā)明的第二個(gè)目的在于以石油浙青為液體軟化劑，用以代替煤焦油、古馬隆、石油樹脂等，避免了焦油的刺激性氣味、污染少，而且充分利用石油浙青本身良好的耐水性和防水性能，延長產(chǎn)品的使用壽命、降低成本；本發(fā)明的第三個(gè)目的在于該浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料不添加二甲苯等任何有機(jī)溶劑，減少有機(jī)溶劑的污染。該浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料不僅環(huán)境友好、成本低，而且不需高溫加工生產(chǎn)，其生產(chǎn)工藝更簡單。本發(fā)明所涉及的一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料主要由甲組分和乙組分組成，其中
所述的甲組分是由聚醚多元醇與異氰酸酯經(jīng)縮聚反應(yīng)得到的聚氨酯預(yù)聚體和增塑劑組成，具體由以下質(zhì)量份的組分組成 聚醚多元醇60 85份
異氰酸酯10 25份
增塑劑2 10份
所述的乙組分是由石油浙青、相容劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、水、填料和催化劑等復(fù)合而成的固化體系，具體由以下質(zhì)量份的組分組成
石油浙青40 70份
相容劑5 20份
增塑劑6 25份
穩(wěn)定劑0. 5 4份
水I 12份
填料25 55份
氫氧化鈣8 20份
催化劑0. I 2份
所述的水主要用作該浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料的固化劑，其質(zhì)量份組成為I 12份，優(yōu)選2 8份；
所述的石油浙青主要作液體軟化劑；
所述的聚醚多元醇為聚醚二元醇或聚醚三元醇，或者其中兩種或多種的混合物，其羥值為 20 200 mg KOH/g，優(yōu)選 30 150 mg KOH/g ；
所述的異氰酸酯主要為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯；
所述相容劑是高沸點(diǎn)酯類化合物，如脂肪酸甘油酯(脂肪酸甘油酯34型或脂肪酸甘油酯36型等)、三辛酸甘油酯或十六酸季戊四醇酯中一種或幾種的混合物。所述的增塑劑主要為鄰苯二甲酸及其酯，如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等一種或幾種的混合物；
所述的穩(wěn)定劑是分子中含有親水和親油基團(tuán)的表面活性劑，能改善油水相容性，防止水和油性液體分層，本發(fā)明選用親水親油平衡值(HLB值)為3 10的表面活性劑，如單硬脂酸甘油酯、司盤-20、司盤-80、丙二醇單月桂酸酯、聚氧乙烯油醇醚中一種或幾種的混合物。所述的填料主要為無機(jī)填料，如滑石粉、鈦白粉、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、膨潤土、石灰粉、云母粉或粉煤灰等一種或幾種的混合物，其細(xì)度要求300目以上，優(yōu)選500 900 目；
所述的氫氧化鈣為浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料水固化時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳的吸收劑；
所述的催化劑主要為有機(jī)金屬或叔胺類化合物，如辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺、三乙胺、三乙醇胺中的一種或幾種的混合物；
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料的制備工藝。本發(fā)明所涉及的一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料的制備包括以下步驟
(I)甲組分的制備方法
將聚醚多元醇計(jì)量加入到反應(yīng)釜中，攪拌并加熱至105 130 °C，在真空壓力為-0. 06 0. 09 MPa下減壓脫水I 4 h，通氮?dú)獗Ｗo(hù)后將其冷卻至50±5 V ;再加入異氰酸酯，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 40 min ;然后升溫至65 80 °C,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)I. 5 5 h ;最后降溫至室溫后加入增塑劑攪拌均勻，包裝出料，即得甲組分。(2)乙組分的制備方法
將石油浙青加熱至60 120 °C，計(jì)量加入反應(yīng)釜，依次加入相容劑、增塑劑，攪拌混合均勻后降溫至3(T60 °C;再加入穩(wěn)定劑和水,高速攪拌I 3 h,使水充分分散均勻；然后依次加入填料、氫氧化鈣和催化劑，攪拌I 5 h使其充分分散均勻；最后將所得的混合料經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨2 3遍，包裝出料，即得乙組分。本發(fā)明所涉及的一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料及其制備方法，針對甲組分，在加料和反應(yīng)過程中為了使反應(yīng)物混合均勻，反應(yīng)更充分，最好保持?jǐn)嚢?，攪拌速率?00 2000 rpm范圍內(nèi)攪拌均勻即可達(dá)到此目標(biāo)；針對乙組分，為了使石油浙青與各種助劑充分分散均勻，除了高速攪拌分散外，最后須用三輥研磨機(jī)研磨。使用時(shí)將所得的甲組分和乙組分按質(zhì)量比2 :1 I :2. 5混合均勻，分2 3次涂抹于需要防水施工的基面上，經(jīng)固化反應(yīng)后，形成I. 5 土 0.2 mm的防水涂膜。該浙青聚氨酯復(fù)合防水涂膜具有高強(qiáng)度和高彈性，符合GB/T 19250-2003《聚氨酯防水涂料》中雙組分聚氨酯防水涂料的II級標(biāo)準(zhǔn)。所得的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料物理力學(xué)性能指標(biāo)如下表所示
權(quán)利要求
1.一種水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，由甲組分和乙組分組成，其中 所述的甲組分是由聚醚多元醇與異氰酸酯經(jīng)縮聚反應(yīng)得到的聚氨酯預(yù)聚體和增塑劑組成，具體由以下質(zhì)量份的組分組成 聚醚多元醇60 85份 異氰酸酯10 25份 增塑劑2 10份 所述的乙組分是由石油浙青、相容劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、水、填料、氫氧化鈣和催化劑等復(fù)合而成的固化體系，具體由以下質(zhì)量份的組分組成 石油浙青40 70份 相容劑5 20份 增塑劑6 25份 穩(wěn)定劑0. 5 4份 水I 12份 填料25 55份 氫氧化鈣8 20份 催化劑0. I 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的聚醚多元醇為聚醚二元醇和/或聚醚三元醇，其羥值為20 200 mg KOH/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯；所述的相容劑為脂肪酸甘油酯、三辛酸甘油酯或十六酸季戊四醇酯中一種或幾種的混合物；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑選用一種或多種親水親油平衡值HLB為3 10的表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、司盤-20、司盤-80、丙二醇單月桂酸酯或聚氧乙烯油醇醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的填料為滑石粉、鈦白粉、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、膨潤土、石灰粉、云母粉或粉煤灰中一種或幾種的混合物，填料的細(xì)度在300目以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的催化劑為有機(jī)金屬或叔胺類化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料，其特征在于，所述的催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺、三乙胺、三乙醇胺中的一種或幾種的混合物。
9.權(quán)利要求I所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料的制備方法，包括以下步驟 (I)甲組分的制備 將聚醚多元醇計(jì)量加入到反應(yīng)釜中，攪拌并加熱至105 130 °C，在真空壓力為-0. 06 0. 09 MPa下減壓脫水I 4 h，通氮?dú)獗Ｗo(hù)后將其冷卻至50 ±5 V ;再加入異氰酸酯，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)20 40 min ;然后升溫至65 80 °C,恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)I. 5 5 h ;最后降溫至室溫后加入增塑劑攪拌均勻，包裝出料，即得甲組分； (2)乙組分的制備 將石油浙青加熱至60 120 °C，計(jì)量加入反應(yīng)釜，依次加入相容劑、增塑劑，攪拌混合均勻后降溫至3(T60 °C;再加入穩(wěn)定劑和水,高速攪拌I 3 h,使水充分分散均勻；然后依次加入填料、氫氧化鈣和催化劑，攪拌I 5 h使其充分分散均勻；最后將所得的混合料經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨2 3遍，包裝出料，即得乙組分。
10.權(quán)利要求I所述的水固化浙青聚氨酯復(fù)合防水涂料的應(yīng)用，其特征在于， 將甲組分和乙組分在質(zhì)量比2 :1 I :2. 5范圍內(nèi)混合施工，得到具有不同物理力學(xué)性能的防水涂 膜。
全文摘要
一種水固化瀝青聚氨酯復(fù)合防水涂料，主要由甲乙兩組分組成，按質(zhì)量份計(jì)，其中甲組分由聚醚多元醇60～85份、異氰酸酯10～25份、增塑劑2～10份組成；乙組分由石油瀝青40～70份、相容劑5～20份、增塑劑6～25份、穩(wěn)定劑0.5～4份、水1～12份、填料25～55份、氫氧化鈣8～20份、催化劑0.1～2份等組成。使用時(shí)，將甲組分和乙組分混合均勻，直接涂抹在建筑防水基面上，經(jīng)固化形成具有高強(qiáng)度、高彈性和良好低溫柔性的防水涂膜。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、成本低；不含煤焦油和任何有機(jī)溶劑，符合環(huán)境保護(hù)的要求；適用于屋面、地下室、橋梁、隧道、涵洞等建筑工程的防水、防滲和防潮，特別適用于潮濕基面的防水工程。
文檔編號C08G18/66GK102775900SQ201210236138
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者付梅芳, 李偉, 王志華, 覃彩芹, 顏永斌 申請人:湖北工程學(xué)院