一種單組份無溶劑聚氨酯防水涂料的制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種建筑行業(yè)領(lǐng)域用環(huán)保型防水涂料的制備方法，尤其涉及一種具有 高拉伸強度、高斷裂伸長率的單組份無溶劑聚氨酯防水涂料的制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 建筑中混凝土的大量使用在提高建筑質(zhì)量的同時，但其不防水(滲水、漏水）的缺 陷需要對其表層進行防水處理，特別是在建筑物的頂部、地下室及衛(wèi)生間等能長期積水的 地方，建筑防水尤為重要。目前常用的防水涂料為聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、改 性乳化瀝青防水涂料等。其中聚氨酯防水涂料由于其涂膜具有彈性且延伸性好、抗拉強度 高、粘結(jié)性好、體積收縮小、涂膜防水層無接縫，對基層裂縫伸縮性的變形有較強的適應(yīng)性， 施工維修方便（聚氨酯防水涂料固化前為無定形粘稠狀液態(tài)物質(zhì)），在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜的基 層表面均易于施工、易于調(diào)節(jié)組分比例等特點，可用于建筑物不同部位的防水堵漏，在防水 領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)重要地位。
[0005] 最近幾年內(nèi)，聚氨酯防水保護涂料得到了大力發(fā)展，已開發(fā)了多種聚氨酯防水涂 料，其中單組份聚氨酯防水涂料因其施工方便，省去了施工前的配料工序，不會發(fā)生計量差 錯等優(yōu)點大受追捧，這方面的專利包括：這方面的專利報道較多，如：CN201110007526. 9、 CN201110033097. 2、CN201110333955. 5、CN201210537883. 0、CN201310041967. X、 CN201410038016. 1、CN201410210676. 3、CN201410459714. 9、CN201410294925. 1 等。雖然目 前單組份聚氨酯防水涂料已取得不錯的進展，但仍存在機械性能不佳，特別是斷裂伸長率 較低，不能滿足目前一些建筑工程的施工相關(guān)要求；成本高，難于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0006] 為克服上述問題，本發(fā)明開發(fā)了一種基于雙官能度和多官能度聚醚多元醇的單組 份聚氨酯防水涂料，通過對聚氨酯樹脂分子結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計，控制交聯(lián)密度及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)，合成了具有高斷裂伸長率的單組份水固化聚氨酯防水涂料。該聚氨酯樹脂以水為固化 劑，施工時加入50%~80%的水?dāng)嚢杈鶆蚬袒蠹纯尚纬芍旅艿木郯滨椥泽w涂膜，具有 高度安全性。由于其合成工藝簡單，成本低，可望在實際生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有高斷裂伸長率的單組份無溶劑聚氨酯防水涂料 的制備方法，以解決現(xiàn)有聚氨酯防水涂料機械性能不佳、成本高等問題。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明開發(fā)了一種基于雙官能度和多官能度聚醚多元醇的單組 份水固化聚氨酯防水涂料，其制備方法為： 于反應(yīng)釜中加入按一定質(zhì)量混合的聚醚二醇和多官能度聚醚多元醇的混合多元醇，經(jīng) 脫水后加入異氰酸酯，50-80°C反應(yīng)I- 4h，降至室溫，加入預(yù)先干燥過的增塑劑、消泡劑、 抗氧化劑及紫外線吸收劑，混合均勻后制得聚氨酯防水涂料；其中，所用多官能度聚醚多 元醇為聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，聚醚二醇為環(huán)氧乙烷 和環(huán)氧丙烷的共聚物，聚醚二醇和多官能度聚醚多元醇的質(zhì)量比為1:2~1:6,異氰酸酯的 加入量以保證混合多元醇中羥基完全反應(yīng)為基準，優(yōu)選異氰酸酯基團與羥基的摩爾比為 2:1-4:1，增塑劑的加入量為混合多元醇用量的3-8wt%，消泡劑的加入量為混合多元醇用 量的0. 5-lwt%，抗氧化劑的加入量為混合多元醇用量的0. Ι-lwt%，紫外線吸收劑的加入量 為混合多元醇用量的0. 1-lwt%。
[0010] 所述聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚的分子量為2000-10000,氧化乙烯的含量為10-30 wt%，其分子結(jié)構(gòu)中聚氧乙烯和聚氧丙烯為嵌段分布或無規(guī)分布。
[0011] 所述聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚的分子量為2000-10000,氧化乙烯的含量為 10-30 wt%，其分子結(jié)構(gòu)中聚氧乙烯和聚氧丙烯為嵌段分布或無規(guī)分布。
[0012] 所述聚醚二醇為末端為羥基的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物（ΑΒΑ型或BAB 型）或無規(guī)共聚物，分子量為2000-10000,環(huán)氧乙烷的含量為10-30 wt%。
[0013] 所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰 酸酯、奈二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯 中的一種或幾種混合物。
[0014] 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸二 辛酯中的一種或幾種混合物。
[0015] 所述消泡劑為有機硅消泡劑。
[0016] 所述抗氧化劑為四(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸）季戊四醇、雙 [β (3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基）丙酸]三甘醇酯、三（3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基） 異氰尿酸酯、2,6_二叔丁基-4-甲基苯酚中的一種或幾種混合物。
[0017] 所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2_( 2' -羥基-3'，5' -二 [1,1-二甲基苯基])-苯并三唑。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點： 本發(fā)明工藝簡單，成本低。所用多元醇原料為環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的線性、三臂或四臂 共聚物，廉價易得，成本低；多元醇經(jīng)脫水后，采用一步法即可合成目標產(chǎn)品，不需要加入擴 鏈劑、中和劑等，簡捷高效，工藝簡單，易于操作過程的放大以及實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 本發(fā)明所合成的聚氨酯防水涂料力學(xué)性能優(yōu)良。采用聚醚二醇和聚醚多元醇為原 料，聚醚多元醇由于其官能度大于2,后期反應(yīng)成膜時可實現(xiàn)化學(xué)交聯(lián)，提高交聯(lián)密度，同時 引入聚醚二醇，有效調(diào)節(jié)交聯(lián)點的疏密度，在保證具有較高拉伸強度的同時，賦予材料具有 優(yōu)異的斷裂伸長率。
[0020] 本發(fā)明中合成工藝綠色環(huán)保，無"三廢"排放。由于引入了可化學(xué)交聯(lián)的成分，反 應(yīng)中不需要加入擴鏈劑即可保證成膜后的力學(xué)性能。由于擴鏈劑的引入會提高反應(yīng)體系的 粘度，一般需要加入稀釋劑才能保證反應(yīng)的正常進行，而本發(fā)明無需加入擴鏈劑，可實現(xiàn)無 溶劑反應(yīng)，綠色環(huán)保。
[0021] 本發(fā)明所合成的聚氨酯防水涂料以水為固化劑，施工時加入50%~80%的水?dāng)?拌均勻固化后即可形成致密的聚氨酯彈性體涂膜，環(huán)保無毒，具有高度安全性。與水混合 后，體系粘度小，凝膠時間較慢，可有效滲入混凝土內(nèi)部，防水性能優(yōu)良，同時可降低傳統(tǒng)防 水涂料因表面刮擦(破壞表層防水膜）而導(dǎo)致的漏水現(xiàn)象。由于引入了多官能度活性基團， 遇水固化后可形成致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的力學(xué)性能(薄膜拉伸強度大于4MPa，斷 裂伸長率大于1000%)，可作為一種優(yōu)異的防水材料，應(yīng)用前景廣闊。
[0022]
【具體實施方式】
[0023] 通過下述實施例將有助于理解本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0024] 以下實施例中PE代表聚醚二醇，即末端為羥基的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物， A代表聚氧乙烯，B代表聚氧丙烯；EO代表環(huán)氧乙烷，PO代表環(huán)氧丙烷。
[0025] 實施例1 : 于反應(yīng)瓶中加入20g PE (Mn=2000, EO和PO無規(guī)分布，EO wt%=30%)，10g聚氧乙烯聚 氧丙稀甘油醚（Mn=1000 O, EO wt%=10%，聚氧乙稀和聚氧丙稀為嵌段分布)，120°C真空脫水 2h，降溫至50°C，加入甲苯二異氰酸酯4. 0g，50°C反應(yīng)2h，降至室溫，加入鄰苯二酚甲酸二 癸酯〇. 9g，有機硅系消泡劑0. 15g，四（β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸）季戊四醇 0. 03g，2-羥基-4-甲氧基