一種透明無溶劑單組份防水涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種透明單組份聚氨酯防水涂料及其制備方法。所述透明單組份聚氨酯防水涂料包括如下重量份數(shù)的原料制成：組合聚醚多元醇：30?45份；異氰酸酯：10?20份；阻聚劑0.01?0.02份；增塑劑：10?20份；潤(rùn)濕分散劑：0.1?0.2份；催化劑：0.04?0.08份；二氧化碳抑制劑：0.1?0.3份。本發(fā)明通過采用環(huán)保原材料代替有毒溶劑，采用反應(yīng)型消泡劑制備出高固含量、環(huán)保型透明單組份聚氨酯防水涂料，涂層性能優(yōu)良，成本低、安全、環(huán)保、無污染。
【專利說明】
一種透明無溶劑單組份防水涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種透明單組份聚氨酯防水涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 透明單組分聚氨酯防水涂料是以聚醚多元醇、異氰酸酯為主要原料配以特種助 劑、增塑劑經(jīng)聚合反應(yīng)制成的，該涂料涂刷后通過與環(huán)境中的水分反應(yīng)固化形成一層堅(jiān)韌、 無接縫綜合性能優(yōu)良的防水保護(hù)膜。因其具有施工簡(jiǎn)便、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)成為聚氨酯防 水涂料的發(fā)展方向。
[0003] 透明單組份聚氨酯防水涂料在國(guó)內(nèi)還是空白，遇到的瓶頸是如何既要使制成的膜 不能有氣泡，又必須使其力學(xué)性能滿足國(guó)標(biāo)要求;其次相對(duì)于其他單組份成本略有提高。
[0004] 目前單組分聚氨酯防水涂料常見的為黑色、鐵紅、墨綠等顏色。因技術(shù)原因和降低 生產(chǎn)成本需要，市場(chǎng)上大部分防水涂料都會(huì)添加低檔的煤焦油、瀝青、古馬隆等石油產(chǎn)品， 里面含有大量的蒽、萘、酚等易揮發(fā)物質(zhì)，嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康。而有些廠家以添 加無機(jī)粉料和顏料來掩蓋添加有害石油副產(chǎn)品的這一事實(shí)。但是無機(jī)顏料是從礦物質(zhì)中提 取色素，多含化學(xué)元素硒、鎘、鉻等元素，人體長(zhǎng)期吸食，或長(zhǎng)時(shí)間工作在這種環(huán)境下，硒、鎘 等元素容易通過呼吸道或皮膚等途徑進(jìn)入人體血液，造成人體機(jī)制缺失或功能衰竭。另外， 近年來溶劑型聚氨酯防水涂料已被各級(jí)政府主管部門發(fā)文禁止使用。
[0005] 聚氨酯防水涂料最新國(guó)標(biāo)GB/T19250-2013中新增加檢測(cè)項(xiàng)目：防水涂料有害物質(zhì) 限量，根據(jù)有害物質(zhì)含量將防水涂料分為A級(jí)、B級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)要求中，對(duì)防水涂料A、B級(jí)的揮發(fā)性 有機(jī)物(V0C)、游離甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯總和、可溶性金屬(鉛、鎘、鉻、汞）、苯酚、 蒽、萘、游離TDI等分別作了明確規(guī)定。而大多單組分聚氨酯防水涂料以苯、甲苯和二甲苯的 混合物等有機(jī)物作為溶劑，添加各種有害顏料，其產(chǎn)品中含有大量的萘，鉛和游離TDI等有 害物質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的就在于提供一種透明單組份聚氨酯防水涂料及其制備方法，其 不含顏料填料、煤焦油、石油樹脂、瀝青及有機(jī)溶劑，無刺激性氣味產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)施工人員及 周圍環(huán)境造成污染和危害;其各個(gè)物性指標(biāo)均達(dá)到國(guó)標(biāo)，性能穩(wěn)定，且成本不高。本發(fā)明還 要解決的技術(shù)問題是對(duì)于家裝場(chǎng)合，或一些不可遮蔽建筑原貌的特殊場(chǎng)合，充分利用調(diào)整 聚合物中鏈段排布方式及功能基團(tuán)的密度，使聚醚、固化劑與增塑劑的配比達(dá)到最佳。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：
[0008] -種透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份數(shù)的原料：
[0009] 組合聚醚多元醇：30-45份;異氰酸酯：10-20份;阻聚劑0.01-0.02份;增塑劑：10-20份;潤(rùn)濕分散劑:0.卜0.2份;催化劑:0.04-0.08份;二氧化碳抑制劑:0.卜0.3份。
[0010] 本發(fā)明所述技術(shù)方案中無固體顏料和任何溶劑，屬于透明單組份聚氨酯防水涂 料。
[0011] 本發(fā)明中所述的組合聚醚多元醇為聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇 1000D的混合物;所述的聚醚三元醇330N的羥值為32.5-35.5mgK0H/g;所述的聚醚PZ-200的 羥值為53 · 5-58 · 5mgK0H/g;所述的聚醚二元醇1000D的羥值為109-115mgK0H/g;
[0012] 聚醚PZ-200由低分子量聚醚與含-NC0基團(tuán)的固化劑改性得到，其官能度為2。 [0013]所述的異氰酸酯為氨基甲酸酯改性異氰酸酯PZ101、PZ201中的一種或兩種混合 物。
[0014] 所述的阻聚劑為苯甲酰氯。
[0015] 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙 酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一種或幾種的混合物。
[0016] 所述的潤(rùn)濕分散劑為聚醚/聚酯改性聚硅氧烷類化合物，如BYK-310、Tego610S、 RB1181中的一種或幾種的混合物。
[0017]所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二烷基錫二馬來酸酯中的一種或幾 種的混合物。
[0018] 所述二氧化碳抑制劑是噁唑烷類PZ-006。
[0019] 本發(fā)明一種透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料及其制備方法，包括以下步驟：
[0020] 第一步:將增塑劑和潤(rùn)濕分散劑按配方量的配比送入聚氨酯反應(yīng)釜中攪拌均勻， 開始升溫，在溫度為100 ±5 °C、真空度為0.09 ±0.005Mpa的條件下，保持真空狀態(tài)均勻攪拌 2h〇
[0021] 第二步:脫水完畢后，檢測(cè)物料含水量<0.01 %，降溫到85°C，解壓放空，加入苯甲 酰氯，調(diào)節(jié)體系PH值為6-7,然后按配方量加入異氰酸酯，在85°C條件下，保持真空狀態(tài)均勻 攪拌2h。
[0022] 第三步:將物料降溫到70°C，按照羥基與異氰酸酯基摩爾比為1:1.8-2.4加入已除 水干燥的混合聚醚多元醇，在70-75Γ條件下反應(yīng)3h得到高分子聚氨酯。
[0023]第四步:降低物料溫度至60°C，攪拌狀態(tài)下加入催化劑，并且保持30分鐘。
[0024]第五步:攪拌狀態(tài)下加入準(zhǔn)確稱量的二氧化碳抑制劑，并且在60_65°C下反應(yīng)lh。
[0025] 第六步：攪拌狀態(tài)下，保持真空狀態(tài)lh，真空度達(dá)到0.09 ± 0.005Mpa，然后停攪拌 繼續(xù)抽真空30分鐘，降溫至50°C。
[0026] 第七步:檢測(cè)產(chǎn)品粘度，色澤，NC0含量等指標(biāo)合格后，出料包裝。
[0027] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果為：
[0028] 通過采用環(huán)保原材料代替有毒溶劑，采用反應(yīng)型消泡劑制備出高固含量、環(huán)保型 透明單組份聚氨酯防水涂料。做到真正的不含煤焦油、石油樹脂、瀝青及有機(jī)溶劑，無刺激 性氣味產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)施工人員及周圍環(huán)境造成污染和危害。
[0029] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果還在于：
[0030] (1)本發(fā)明制備出透明單組份聚氨酯防水涂料，可以在不改變建筑物原貌，或?qū)τ?建筑物外墻有特殊要求的情況下，達(dá)到很好的防水效果，從而避免建筑物受到漏水、滲水的 侵蝕，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0031] (2)本發(fā)明通過合理的控制異氰酸酯與聚醚的投料比與聚氨酯樹脂分子結(jié)構(gòu)的精 心設(shè)計(jì)，來調(diào)整聚合物中鏈段排布方式及功能基團(tuán)的密度，在不添加增強(qiáng)粉料的基礎(chǔ)上，制 備出各個(gè)物理性能指標(biāo)高于國(guó)標(biāo)要求，并且各指標(biāo)優(yōu)于同類產(chǎn)品的防水涂料。如下表為本 發(fā)明制備的防水涂料與市售的大品牌單組份聚氨酯防水涂料性能比較(根據(jù)GB/T19250-2013)。
[0034] (3)本發(fā)明制備出透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料不添加任何煤焦油、古馬隆， 瀝青及有機(jī)溶劑。此防水涂料在有害物質(zhì)含量方面達(dá)到國(guó)家A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0035] 目前，環(huán)保型透明單組份聚氨酯防水涂料已成為研究熱點(diǎn)，但是制備出達(dá)到國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的環(huán)保型透明單組份聚氨酯防水涂料國(guó)內(nèi)還是空白。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面以【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0037] 實(shí)施例一：
[0038]為了解決現(xiàn)有防水涂料都會(huì)添加低檔的煤焦油、瀝青、古馬隆等石油產(chǎn)品，首先嚴(yán) 重污染環(huán)境和危害人體健康，其次生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量差，容易造假的問題，本發(fā)明提供一種透明 無溶劑單組份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份數(shù)的原料：
[0039] 組合聚醚多元醇:30-45份;異氰酸酯：10份;阻聚劑0.01份;增塑劑：10份;潤(rùn)濕分 散劑:0.1份;催化劑:0.04份;二氧化碳抑制劑:0.1份。所述方案中無固體顏料和任何溶劑。
[0040] 本發(fā)明中所述的組合聚醚多元醇為聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇 1000D的混合物;所述的聚醚三元醇330N的羥值為32.5-35.5mgK0H/g;所述的聚醚PZ-200的 羥值為53 · 5-58 · 5mgK0H/g;所述的聚醚二元醇1000D的羥值為109-115mgK0H/g;
[0041] 聚醚PZ-200由低分子量聚醚與含-NC0基團(tuán)的固化劑改性得到，其官能度為2。
[0042]所述的異氰酸酯為氨基甲酸酯改性異氰酸酯PZ101、PZ201中的一種或兩種混合 物。
[0043]所述的阻聚劑為苯甲酰氯。
[0044]所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙 酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一種或幾種的混合物。
[0045] 所述的潤(rùn)濕分散劑為聚醚/聚酯改性聚硅氧烷類化合物，如BYK-310、Teg〇610S、 RB1181中的一種或幾種的混合物。
[0046]所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二烷基錫二馬來酸酯中的一種或幾 種的混合物。
[0047] 所述二氧化碳抑制劑是噁唑烷類PZ-006。
[0048] 本發(fā)明所制備的環(huán)保型單組份防水涂料為透明性的，這不僅防止了煤焦油、瀝青 等一些石油副產(chǎn)品的加入，而且能夠滿足建筑物保持原貌的要求;解決了現(xiàn)有防水涂料環(huán) 保不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重危害人類身體健康的缺陷。
[0049] 上述透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0050] 第一步:將增塑劑和潤(rùn)濕分散劑按配方量的配比送入聚氨酯反應(yīng)釜中攪拌均勻， 開始升溫，在溫度為100 ±5 °C、真空度為0.09 ±0.005Mpa的條件下，保持真空狀態(tài)均勻攪拌 2h〇
[0051] 第二步:脫水完畢后，檢測(cè)物料含水量<0.01 %，降溫到85°C，解壓放空，加入苯甲 酰氯，調(diào)節(jié)體系PH值為6-7,然后按配方量加入異氰酸酯，在85°C條件下，保持真空狀態(tài)均勻 攪拌2h(同上）。
[0052]第三步:將物料降溫到70°C，按照羥基與異氰酸酯基摩爾比為1:1.8-2.4加入已除 水干燥的混合聚醚多元醇，在70-75Γ條件下反應(yīng)3h得到高分子聚氨酯。
[0053]第四步:降低物料溫度至60°C，攪拌狀態(tài)下加入催化劑，并且保持30分鐘。
[0054]第五步:攪拌狀態(tài)下加入準(zhǔn)確稱量的二氧化碳抑制劑，并且在60_65°C下反應(yīng)lh。
[0055] 第六步:攪拌狀態(tài)下，保持真空狀態(tài)lh(同上），真空度達(dá)到0.09 ± 0.005Mpa，然后 停攪拌繼續(xù)抽真空30分鐘，降溫至50°C。
[0056] 第七步:檢測(cè)產(chǎn)品粘度，色澤，NC0含量等指標(biāo)合格后，出料包裝。
[0057] 本發(fā)明在實(shí)施過程中通過合理的控制異氰酸酯與聚醚的投料比與聚氨酯樹脂分 子結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)，采用反應(yīng)型消泡劑制備出高固含量的單組份聚氨酯防水涂料，從而保 證此防水涂料具有優(yōu)異的物理性能;通過采用環(huán)保原材料代替有毒溶劑，不添加顏填料和 任何溶劑，保證此防水涂料真正的環(huán)保性。
[0058] 實(shí)施例二：
[0059] -種透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份數(shù)的原料：
[0060] 組合聚醚多元醇:40份;異氰酸酯：15份;阻聚劑0.015份;增塑劑：15份;潤(rùn)濕分散 劑:0.15份;催化劑:0.06份;二氧化碳抑制劑:0.2份。所述方案中無固體顏料和任何溶劑。 [0061 ] 本發(fā)明中所述的組合聚醚多元醇為聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇 1000D的混合物;所述的聚醚三元醇330N的羥值為32.5-35.5mgK0H/g;所述的聚醚PZ-200的 羥值為53 · 5-58 · 5mgK0H/g;所述的聚醚二元醇1000D的羥值為109-115mgK0H/g;
[0062]聚醚PZ-200由低分子量聚醚與含-NC0基團(tuán)的固化劑改性得到，其官能度為2。
[0063]所述的異氰酸酯為氨基甲酸酯改性異氰酸酯PZ101、PZ201中的一種或兩種混合 物。
[0064]所述的阻聚劑為苯甲酰氯。
[0065]所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙 酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一種或幾種的混合物。
[0066] 所述的潤(rùn)濕分散劑為聚醚/聚酯改性聚硅氧烷類化合物，如BYK-310、Teg〇610S、 RB1181中的一種或幾種的混合物。
[0067]所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二烷基錫二馬來酸酯中的一種或幾 種的混合物。
[0068] 所述二氧化碳抑制劑是噁唑烷類PZ-006。
[0069] 本發(fā)明所制備的環(huán)保型單組份防水涂料為透明性的，這不僅防止了煤焦油、瀝青 等一些石油副產(chǎn)品的加入，而且能夠滿足建筑物保持原貌的要求。其制備方法同實(shí)施例一。
[0070] 實(shí)施例三：
[0071] 為了解決現(xiàn)有防水涂料都會(huì)添加低檔的煤焦油、瀝青、古馬隆等石油產(chǎn)品，首先 嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康，其次生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量差，容易造假的問題，本發(fā)明提供一種透 明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份數(shù)的原料：
[0072]組合聚醚多元醇：45份；異氰酸酯：20份；阻聚劑0.02份；增塑劑：20份；潤(rùn)濕分散 劑:0.2份;催化劑:0.08份;二氧化碳抑制劑:0.3份。所述方案中無固體顏料和任何溶劑。 [0073] 本發(fā)明中所述的組合聚醚多元醇為聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇 1000D的混合物;所述的聚醚三元醇330N的羥值為32.5-35.5mgK0H/g;所述的聚醚PZ-200的 羥值為53 · 5-58 · 5mgK0H/g;所述的聚醚二元醇1000D的羥值為109-115mgK0H/g;
[0074]聚醚PZ-200由低分子量聚醚與含-NC0基團(tuán)的固化劑改性得到，其官能度為2。
[0075]所述的異氰酸酯為氨基甲酸酯改性異氰酸酯PZ101、PZ201中的一種或兩種混合 物。
[0076]所述的阻聚劑為苯甲酰氯。
[0077]所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙 酯、癸二酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一種或幾種的混合物。
[0078] 所述的潤(rùn)濕分散劑為聚醚/聚酯改性聚硅氧烷類化合物，如BYK-310、Teg〇610S、 RB1181中的一種或幾種的混合物。
[0079]所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二烷基錫二馬來酸酯中的一種或幾 種的混合物。
[0080] 所述二氧化碳抑制劑是噁唑烷類PZ-006。
[0081]本發(fā)明所制備的環(huán)保型單組份防水涂料為透明性的，這不僅防止了煤焦油、瀝青 等一些石油副產(chǎn)品的加入，而且能夠滿足建筑物保持原貌的要求。其制備方法同實(shí)施例一。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料，其特征在于該防水涂料是由包括如下重量 份數(shù)的原料制成： 組合聚醚多元醇:30-45份;異氰酸酯：10-20份;阻聚劑0.01-0.02份;增塑劑：10-20份； 潤(rùn)濕分散劑:. 1-0.2份;催化劑:0.04-0.08份;二氧化碳抑制劑:0.1-0.3份； 所述的組合聚醚多元醇為聚醚三元醇330N、聚醚PZ-200和聚醚二元醇1000D的混合物； 所述的聚醚三元醇330N的羥值為32.5-35.5mgKOH/g;所述的聚醚PZ-200的羥值為53.5-58 · 5mgKOH/g;所述的聚醚二元醇1000D的羥值為109-115mgKOH/g; 所述的異氰酸酯為氨基甲酸酯改性異氰酸酯PZ101、PZ201中的一種或兩種混合物； 所述的阻聚劑為苯甲酰氯； 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二癸酯、鄰苯二甲酸二壬酯、苯甲酸二醇酯、癸二酸二乙酯、 癸二酸二異丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯中的一種或幾種的混合物。 所述的潤(rùn)濕分散劑為聚醚/聚酯改性聚硅氧烷類化合物，采用BYK-310、Tego 610S、 RB1181中的一種或幾種的混合物； 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二烷基錫二馬來酸酯中的一種或幾種的 混合物。 所述二氧化碳抑制劑是噁唑烷類PZ-006。2. 權(quán)利要求1所述的一種透明無溶劑單組份聚氨酯防水涂料的制備方法，其特征在于 該方法包括以下步驟： 第一步:將增塑劑和潤(rùn)濕分散劑按配方量的配比送入聚氨酯反應(yīng)釜中攪拌均勻，開始 升溫，在溫度為100 ± 5°C、真空度為0.09 ± 0.005Mpa的條件下，保持真空狀態(tài)均勻攪拌2h; 第二步：脫水完畢后，檢測(cè)物料含水量<0.01 %，降溫到85°C，解壓放空，加入苯甲酰 氯，調(diào)節(jié)體系PH值為6-7，然后按配方量加入異氰酸酯，在85 °C條件下，保持真空狀態(tài)均勻攪 拌2h; 第三步:將物料降溫到70°C，按照羥基與異氰酸酯基摩爾比為1:1.8-2.4加入已除水干 燥的混合聚醚多元醇，在70-75Γ條件下反應(yīng)3h得到高分子聚氨酯； 第四步:降低物料溫度至60°C，攪拌狀態(tài)下加入催化劑，并且保持30分鐘； 第五步:攪拌狀態(tài)下加入準(zhǔn)確稱量的二氧化碳抑制劑，并且在60-65 °C下反應(yīng)lh; 第六步：攪拌狀態(tài)下，保持真空狀態(tài)lh，真空度達(dá)到0.09 ± 0.005Mpa，然后停攪拌繼續(xù) 抽真空30分鐘，降溫至50°C; 第七步:檢測(cè)產(chǎn)品粘度，色澤，NCO含量等指標(biāo)合格后，出料包裝。
【文檔編號(hào)】C09D175/08GK105969154SQ201610076224
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日
【發(fā)明人】楊飛, 籍姣青, 周傳強(qiáng), 牛澤斌
【申請(qǐng)人】河北樸智偉業(yè)防水材料有限公司