一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料及其制备方法，包括以下质量的组分：聚醚3050 10~30份；聚酯210 15~35份；IPDI 20~40份；软化剂1~30份；封闭胺固化剂0.1~1份；催化剂0.1~1份；气体吸收剂0.1~0.9份；轻质碳酸钙1~10份；纳米碳酸钙0.3~1.1份。通过本发明制得的涂料，可与空气中的水汽接触后可固化成膜，在基层表面形成一道柔韧坚固的无接缝防水膜，解决了双组分同类产品易生针孔，与水泥基层粘接不牢的弱点，适合推广。

权利要求

1.一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于：包括以下质量的组分：聚醚305010～

30份；聚酯21015～35份；IPDI 20～40份；软化剂1～30份；封闭胺固化剂0.1～1份；催化剂

0.1～1份；气体吸收剂0.1～0.9份；轻质碳酸钙1～10份；纳米碳酸钙0.3～1.1份；所述的软化剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种或其任意两种以上组合；所述的封闭胺固化剂为噁唑烷类物质；所述的噁唑烷类物质为3-丁基-2-(1-乙基戊基)噁唑烷、3-羟乙基-1,3-噁唑烷、2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷的一种或其任意两种以上组合；所述的催化剂为有机金属类或金属螯合物；所述的有机金属类和金属螯合物是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅、醋酸苯汞，乙酰丙酮铁、钴、钒等盐，以及环烷酸钴、铅、锌盐等中的一种或多种的混合物；所述的气体吸收剂为氧化钙、氢氧化钙中的一种或它们任意比例的混合物。

2.一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用；

(2)、将步骤(1)所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B；

(3)、将步骤(2)所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

说明书

一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种涂料及其制备方法，更具体的说，涉及一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着城市建设步伐的加快，地下空间利用率也随之增加，同时使很多地下建筑处于震动干扰环境中，如大型地下商场、停车场、地铁、隧道，因此，导致一般的防水涂膜就很容易发生涂膜断裂和剥离的情况，从而失去防水效果。事实证明，对于长期处于严寒地区大型地下工程因结构变形、沉降等原因，所用的防水涂料具有苛刻的性能需求。因为地下工程是埋入地下的钢筋混凝土构筑物，要长期承受地下水的压力和经受土壤及地下水中腐蚀性介质和霉菌等的侵蚀，故地下工程所用的防水材料要比屋面材料经受不同的、严峻得多的周边环境影响。

[0003] 而在众多防水涂料中，双组份聚脲由于其具有高性能，拉伸强度大、断裂延伸率高、耐酸碱、耐盐和高耐水性能等优点，成为地下建筑表面防护的首选涂料。但是，其在施工方面工艺复杂，需要混凝土抛丸、打腻子、基层处理，然后喷涂聚脲，其施工性能与温度、湿度有很大关系，处理不好容易起针眼、起鼓、脱离，且10℃以下不宜施工，成本价位是普通防水两倍以上，因此很难大面积推广。

[0004] 近几年，美国西塔德尔公司，美国斯伯格公司，美国顺缔公司以及森聚柯公司在极力推广单组份聚脲材料。单组份聚氨酯聚脲防水涂料是聚氨酯防水材料升级版，以特种聚醚、IPDI为主要成分，添加进口助剂形成环保型液态弹性防水涂料。它与空气中的水汽接触后固化成膜，在基层表面形成一道柔韧坚固的无接缝防水膜。解决了双组分同类产品易生针孔，与水泥基层粘接不牢的弱点，形成了具有独创特点。

[0005] 目前来看，单组份聚脲涂料从表到里均具有良好的耐候性和更加合理的应力应变特性，更加宽泛的弹性区域，而双组份聚脲的应力应变曲线中弹性区域过窄，塑性区域过大，固化时间过快。因此，单组份聚脲涂膜有更好和更广的适应性。

[0006] 但是，国内市场上单组份聚脲涂料的拉伸强度在2MPa左右，撕裂强度在15N/mm 左右，因此不能用于严寒地区高水位地下工程或振动环境及其附属建筑物的防水。随着国家大型地下工程、隧道、地铁等基础建设的扩大，市场需求多功能、高性能的聚氨酯防水涂料。但高强度的单组份聚脲涂料的开发和研制难度较大，目前国内还处于研究阶段。因此，如何获得一种能满足市场需求的单组份聚脲涂料很显然受到了人们的重视和青睐。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，通过以特种聚醚、IPDI为主要成分，再添加进口助剂来形成环保型液态弹性防水涂料。通过本发明制得的涂料，与空气中的水汽接触后可固化成膜，在基层表面形成一道柔韧坚固的无接缝防水膜。解决了双组分同类产品易生针孔，与水泥基层粘接不牢的弱点。

[0008] 本发明的另一个目的是提供一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法。

[0009] 为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

[0010] 一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0011] 聚醚3050             10 30份；~

[0012] 聚酯210              15 35份；~

[0013] IPDI                  20 40份；~

[0014] 软化剂                1 30份；~

[0015] 封闭胺固化剂          0.1 1份；~

[0016] 催化剂                0.1 1份；~

[0017] 气体吸收剂            0.1 0.9份；~

[0018] 轻质碳酸钙            1 10份；~

[0019] 纳米碳酸钙            0.3 1.1份。~

[0020] 在本发明的一优选实施例中，所述单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0021] 聚醚3050             20份；

[0022] 聚酯210               25份；

[0023] IPDI                  30份；

[0024] 软化剂                10份；

[0025] 封闭胺固化剂          0.5份；

[0026] 催化剂                0.5份；

[0027] 气体吸收剂            0.3份；

[0028] 轻质碳酸钙            6份；

[0029] 纳米碳酸钙            0.7份。

[0030] 在本发明的一优选实施例中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种或其任意两种以上组合。

[0031] 在本发明的一优选实施例中，所述的封闭胺固化剂为噁唑烷类物质。

[0032] 在本发明的一优选实施例中，所述的噁唑烷类物质位3-丁基-2-(1-乙基戊基)恶唑烷、3-羟乙基-1,3-噁唑烷、2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷、2-苯基-3-羟乙基 -1,3-噁唑烷的一种或其任意两种以上组合。

[0033] 在本发明的一优选实施例中，所述的催化剂为有机金属类或金属螯合物。

[0034] 在本发明的一优选实施例中，所述的有机金属类或金属螯合物包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅、醋酸苯汞，乙酰丙酮铁、钴、钒盐，以及环烷酸钴、铅、锌盐中的一种或多种的混合物。

[0035] 在本发明的一优选实施例中，所述的气体吸收剂为氧化钙、氢氧化钙中的一种或它们任意比例的混合物。

[0036] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0037] （1）、在室温下（23-30摄氏度），将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0038] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0039] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下（23-30摄氏度），真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0040] 所述纳米碳酸钙为超微细碳酸钙，粒度为0.01-0.1微米。

[0041] 所述轻质碳酸钙为沉淀碳酸钙，其沉降体积为(2.4-2.8mL/g)，比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大。

[0042] 所述的有机金属类又称有机导体，为一类具有导电性的有机电荷转移复合物，这类复合物是由电子给体与电子受体组成，典型的例子有TTF-TCNQ，TTF-TNAF复合物。

[0043] 所述的金属螯合物是具有环状结构的配合物，是通过两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。

[0044] 本发明的有益效果：

[0045] 与现有技术相比，本发明制备的单组份聚氨酯聚脲防水涂料具有如下特点：

[0046] （1）通过封闭胺固化剂的添加，有效的解决了单组份聚氨酯聚脲防水涂料固化气泡问题，能保证了单组份聚氨酯聚脲防水涂料的性能稳定性；

[0047] （2）通过聚醚3050的添加，引入刚性基团（如苯环），极大的提升了拉伸强度，又保证了优异的延伸率；

[0048] （3）通过液体填料（BOP、增稠剂、石蜡等不参与反应的物质）的研究，极大地降低了单组份聚氨酯聚脲防水涂料的气味的同时，有效地提升固含量，使得本产品更加环保，-20℃可施工，并适应机械喷涂。

[0049] 并且，通过本发明制得的单组份聚氨酯聚脲防水涂料克服了双组份聚脲固化速度过快、易与基层脱离的缺点，且搭接处不用处理。施工时无需现场配比，开盖即用，单台机器3人配合一天可喷涂3000㎡。因此，通过本发明制得的单组份聚氨酯聚脲喷涂工艺极大的施工效率。其还具有高性能，其拉伸强度远高于国内其他防水涂料，且保持高延伸率，低温弯折可达-40℃，并且在-20℃的条件下，可涂膜固化，满足了冬季防水施工要求。其耐盐腐蚀性也十分良好，喷涂聚脲涂料如用作防腐蚀涂料，除可耐受稀酸和稀碱腐蚀外，还对盐水或盐雾的腐蚀有突出的耐受性，这使它特别适合用于沿海地区，即防水又防腐。并且由于其不含溶剂。喷涂聚尿配方中不含有机溶剂，因此有利于施工环境保护。

[0050] 通过本发明制得的单组份聚氨酯聚脲防水涂料，具有明显优势，市售的聚氨酯防水涂料主要用于卫生间防水。而本发明制备的产品不仅可以用于普通民用建筑的屋面工程、地下工程，而且满足车辆往来频繁、且振动剧烈的环境中，如地铁、隧道、桥梁、高速公路及其附属建筑物，这极大扩展了聚氨酯类防水涂料的用途，同时价格与普通聚氨酯防水涂料相差不大。通过本发明制得的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的性能指标如下表所示：

[0051]

[0052] 通过本发明制得的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的国家标准物理性能对比如下表所示：

[0053]

具体实施方式

[0054] 下面结合实施例进一步说明本发明

[0055] 实施例 1

[0056] 一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0057] 聚醚3050              10份；

[0058] 聚酯210              35份；

[0059] IPDI                  20份；

[0060] 软化剂                30份；

[0061] 封闭胺固化剂          0.1份；

[0062] 催化剂                1份；

[0063] 气体吸收剂            0.1份；

[0064] 轻质碳酸钙            10份；

[0065] 纳米碳酸钙            0.3份。

[0066] 其中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二乙酯，所述的封闭胺固化剂为3-丁基-2-(1-乙基戊基)恶唑烷，所述的催化剂是二月桂酸二丁基锡，所述的气体吸收剂为氧化钙。

[0067] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0068] （1）、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0069] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0070] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0071] 实施例 2

[0072] 一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0073] 聚醚3050             15份；

[0074] 聚酯210              20份；

[0075] IPDI                  25份；

[0076] 软化剂                30份；

[0077] 封闭胺固化剂          0.3份；

[0078] 催化剂                0.7份；

[0079] 气体吸收剂            0.2份；

[0080] 轻质碳酸钙            7份；

[0081] 纳米碳酸钙            0.5份。

[0082] 其中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述的封闭胺固化剂3-羟乙基-1,3-噁唑烷，所述的催化剂异辛酸铅，所述的气体吸收剂为氢氧化钙。

[0083] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0084] （1）、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0085] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0086] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0087] 实施例3

[0088] 在本发明的一优选实施例中，所述单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0089] 聚醚3050             20份；

[0090] 聚酯210              25份；

[0091] IPDI                  30份；

[0092] 软化剂                10份；

[0093] 封闭胺固化剂          0.5份；

[0094] 催化剂                0.5份；

[0095] 气体吸收剂            0.3份；

[0096] 轻质碳酸钙            6份；

[0097] 纳米碳酸钙            0.7份。

[0098] 其中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比为1:1的混合物，所述的封闭胺固化剂为2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷，所述的催化剂为辛酸亚锡，所述的气体吸收剂为氢氧化钙。

[0099] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0100] （1）、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0101] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0102] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0103] 实施例 4

[0104] 一种单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0105] 聚醚3050             25份；

[0106] 聚酯210              23份；

[0107] IPDI                  27份；

[0108] 软化剂                6份；

[0109] 封闭胺固化剂          0.7份；

[0110] 催化剂                0.3份；

[0111] 气体吸收剂            0.6份；

[0112] 轻质碳酸钙            4份；

[0113] 纳米碳酸钙            0.5份。

[0114] 其中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述的封闭胺固化剂为2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷，所述的催化剂为醋酸苯汞，所述的气体吸收剂为氧化钙。

[0115] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0116] （1）、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0117] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0118] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0119] 实施例5

[0120] 在本发明的一优选实施例中，所述单组份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下质量的组分：

[0121] 聚醚3050             30份；

[0122] 聚酯210              15份；

[0123] IPDI                  20份；

[0124] 软化剂                1份；

[0125] 封闭胺固化剂          1份；

[0126] 催化剂                0.1份；

[0127] 气体吸收剂            0.9份；

[0128] 轻质碳酸钙            1份；

[0129] 纳米碳酸钙            1.1份。

[0130] 其中，所述的软化剂为邻苯二甲酸二乙酯，所述的封闭胺固化剂为2-苯基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷，所述的催化剂为环烷酸钴，所述的气体吸收剂为氧化钙。

[0131] 本发明的单组份聚氨酯聚脲防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0132] （1）、在室温下，将IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反应釜中，搅拌升温至80℃后，反应3小时，得均匀溶液A待用;

[0133] （2）、将步骤（1）所得均匀溶液A抽入到合成釜中，搅拌10分钟后，抽入软化剂搅拌5分钟，再依次加入气体吸收剂、封闭胺固化剂、催化剂搅拌10分钟，得均匀溶液B;

[0134] （3）、将步骤（2）所得到的均匀溶液B中，加入轻质碳酸钙、纳米碳酸钙，期间合成釜的压力保持在-0.095MPa，在室温条件下，真空搅拌3小时后出料，即制得单组份聚氨酯聚脲防水涂料。

[0135] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。