应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液

摘要

本发明涉及单组份水性聚氨酯乳液应用技术领域，且公开了应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，包括以下重量份数配比的原料：100份平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40～50份氢化苯基甲烷二异氰酸酯、0.5～1份二丁基二月桂酸锡引发剂、7～10份二羟甲基丙酸、20～50份二乙二醇二甲醚亲水溶剂、2～5份二丙二醇封端剂、4～8份乙二胺成盐剂、180～250份纯水、30～40份有机硅改性丙烯酸酯乳液、8～12份水性色浆、2～3份消泡剂、3～7份流平剂。本发明解决了目前现有技术中的水性聚氨酯乳液，当应用在透水混凝土面层时，由于其本身不具有罩光性能，所导致的面层柔韧透明性能比较差、面层发生返粘作用的技术问题。

权利要求

1.应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：100份平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40～50份氢化苯基甲烷二异氰酸酯、0.5～1份二丁基二月桂酸锡引发剂、7～10份二羟甲基丙酸、20～50份二乙二醇二甲醚亲水溶剂、2～5份二丙二醇封端剂、4～8份乙二胺成盐剂、180～250份纯水、30～

40份有机硅改性丙烯酸酯乳液、8～12份水性色浆、2～3份消泡剂、3～7份流平剂；所述有机硅改性丙烯酸酯乳液包括以下重量份数配比的原料：2份烷基酚聚氧乙烯醚、6份十二烷基硫酸钠与250份纯水、100份甲基丙烯酸甲酯、100份丙烯酸丁酯、4份甲基丙烯酸、2份过硫酸钾引发剂、40份γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的单组份水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述单组份水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

S1  .将100份平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40～50份氢化苯基甲烷二异氰酸酯、0.5～1份二丁基二月桂酸锡引发剂加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器中，在转速为300～500rpm、温度为60～90℃下反应1～3h；

S2  .将7～10份二羟甲基丙酸溶解在20～50份二乙二醇二甲醚亲水溶剂中，配制得到亲水扩链剂；

S3  .在转速为180～300rpm、温度为60～90℃下，以1mL/s的速率将步骤S2中的亲水扩链剂加入到步骤S1中的反应器中，转为速率为300～500rpm、温度为80～100℃下反应2～

4h；

S4  .停止搅拌，将步骤S3中反应器内的混合体系降温至50～70℃，之后，在转速为180～300rpm、温度为50～70℃下，将2～5份二丙二醇封端剂、4～8份乙二胺成盐剂与180～250份纯水加入到反应器中，转为速率为300～500rpm、温度为50～70℃下反应2～4h，停止搅拌，降温至30～40℃，并在温度30～40℃下保温，制备得到水性聚氨酯乳液；

S5  .在转速为180～300rpm、温度为30～40℃下，向步骤S4中的水性聚氨酯乳液中，加入30～40份有机硅改性丙烯酸酯乳液、8～12份水性色浆、2～3份消泡剂、3～7份流平剂，转为速率为300～500rpm、温度为30～35℃下反应1～3h，搅拌时控制搅拌形成的温度，不超过

40℃，制备得到应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

说明书

应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液

技术领域

[0001] 本发明涉及单组份水性聚氨酯乳液应用技术领域，具体为应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

背景技术

[0002] 随着经济的发展和城市化建设的进程，城市地表逐步被不透水的混凝土路面所覆盖，与自然的土壤相比，混凝土路面缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力，而透水混凝
土具有透气、透水的特点，能有效补充地下水资源，缓解热岛效应，吸收噪音，避免道路积
水。透水混凝土作为一种新型生态环保型混凝土，其优越性不断为人所知，并在道路领域逐
渐得到应用。为了提高透水混凝土的结构力学性能、使用功能以及使用年限，一般在透水混
凝土基层的表面涂刷上透水混凝土面层，透水混凝土面层能够使透水混凝土具有更强的耐
磨性、耐冲刷性、以及持久不掉粒的功能。

[0003] 目前透水混凝土面层的成膜材料主要是以水为溶剂的水性聚氨酯乳液，水性聚氨酯乳液具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等技术优点，然而，水性
聚氨酯乳液由于本身不具有罩光性能，这使得固化成膜的透水混凝土面层的柔韧透明性能
比较差，且在使用过程中，导致透水混凝土面层发生返粘作用。

[0004] 本发明提供一种应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，旨在解决目前现有技术中的水性聚氨酯乳液，当应用在透水混凝土面层时，由于其本身不具有罩光
性能，所导致的面层柔韧透明性能比较差、面层发生返粘作用的技术问题。

发明内容

[0005] (一)解决的技术问题

[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，解决了目前现有技术中的水性聚氨酯乳液，当应用在透水混凝土面层时，由
于其本身不具有罩光性能，所导致的面层柔韧透明性能比较差、面层发生返粘作用的技术
问题。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0009] 应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，包括以下重量份数配比的原料：100份平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40～50份氢化苯基甲烷二异氰酸
酯、0.5～1份二丁基二月桂酸锡引发剂、7～10份二羟甲基丙酸、20～50份二乙二醇二甲醚
亲水溶剂、2～5份二丙二醇封端剂、4～8份乙二胺成盐剂、180～250份纯水、30～40份有机
硅改性丙烯酸酯乳液、8～12份水性色浆、2～3份消泡剂、3～7份流平剂。

[0010] 优选的，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液包括以下重量份数配比的原料：2份由烷基酚聚氧乙烯醚、6份十二烷基硫酸钠与250份纯水、100份甲基丙烯酸甲酯、100份丙烯酸丁
酯、4份甲基丙烯酸、2份过硫酸钾引发剂、40份γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

[0011] 优选的，所述水性色浆包括以下重量份数配比的原料：100份微米级氧化锌颗粒、80份微米级二氧化钛颗粒、10份润湿分散剂、10份黏度为20～30的聚乙烯醇水性分散剂、若
干份由纯水和无水乙醇组成的溶剂。

[0012] 优选的，所述水性色浆还包括以下重量份数配比的原料：30份微米级氧化铝颗粒。

[0013] 优选的，所述微米级氧化锌颗粒的平均粒径≤25um，所述微米级二氧化钛颗粒的平均粒径≤25um，所述微米级氧化铝颗粒的平均粒径≤25um。

[0014] 优选的，所述单组份水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

[0015] S1.将100份平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40～50份氢化苯基甲烷二异氰酸酯、0.5～1份二丁基二月桂酸锡引发剂加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器
中，在转速为300～500rpm、温度为60～90℃下反应1～3h；

[0016] S2.将7～10份二羟甲基丙酸溶解在20～50份二乙二醇二甲醚亲水溶剂中，配制得到亲水扩链剂；

[0017] S3.在转速为180～300rpm、温度为60～90℃下，以1mL/s的速率将步骤S2中的亲水扩链剂加入到步骤S1中的反应器中，转为速率为300～500rpm、温度为80～100℃下反应2～
4h；

[0018] S4.停止搅拌，将步骤S3中反应器内的混合体系降温至50～70℃，之后，在转速为180～300rpm、温度为50～70℃下，将2～5份二丙二醇封端剂、4～8份乙二胺成盐剂与180～
250份纯水加入到反应器中，转为速率为300～500rpm、温度为50～70℃下反应2～4h，停止
搅拌，降温至30～40℃，并在温度30～40℃下保温，制备得到水性聚氨酯乳液；

[0019] S5.在转速为180～300rpm、温度为30～40℃下，向步骤S4中的水性聚氨酯乳液中，加入30～40份有机硅改性丙烯酸酯乳液、8～12份水性色浆、2～3份消泡剂、3～7份流平剂，
转为速率为300～500rpm、温度为30～35℃下反应1～3h，搅拌时控制搅拌形成的温度，不能
超过40℃，制备得到应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

[0020] (三)有益的技术效果

[0021] 与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

[0022] 本发明以聚硫酸酯二醇、氢化苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基二月桂酸锡引发剂、二羟甲基丙酸、二乙二醇二甲醚亲水溶剂、二丙二醇封端剂、乙二胺成盐剂、纯水为原料，采用
自乳化法制备出单组份水性聚氨酯乳液，向上述制备出的单组份水性聚氨酯乳液中，加入
由有机硅改性丙烯酸酯乳液、水性色浆、消泡剂、流平剂组成的罩光组分，实现对单组份水
性聚氨酯乳液进行改性处理，从而制备出应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯
乳液；

[0023] 其中，由有机硅改性丙烯酸酯乳液、水性色浆、消泡剂、流平剂组成的罩光组分，能够使应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，具备罩光性能；

[0024] 将上述制备的应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，配制成质量分数为50％的单组份水性聚氨酯色漆，在透水混凝土施工完成后，当透水混凝土表面干燥
且含水率在10％以下时，将上述配制的单组份水性聚氨酯色漆，均匀地喷涂在透水混凝土
基层的表面上，干燥固化，即制备得到透水混凝土面层，该透水混凝土面层，不仅柔韧透明
性能良好，而且没有发生返粘作用。

具体实施方式

[0025] 以下实施例中使用的有机硅改性丙烯酸酯乳液、水性色浆，分别采用下述方法进行制备。

[0026] 有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法包括以下步骤：

[0027] 将2g由烷基酚聚氧乙烯醚(OP‑10)、6g十二烷基硫酸钠与250g纯水，加入到装有搅拌装置和加热装置以及PH测定装置的反应器中，在转速为200rpm、温度为55℃下反应0.5h；

[0028] 之后，在转速为180rpm、温度为80℃下，依次将100g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、100g丙烯酸丁酯(BA)、4g甲基丙烯酸(MAA)、2g过硫酸钾引发剂、40gγ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲
氧基硅烷(KH‑570)加入到反应器中，加料完毕后，转为速率为500rpm、温度为80℃下反应
2h；

[0029] 停止加热和搅拌，冷却至35℃，向反应器中加入质量分数为20％的氨水，使上述混合体系的PH为8，制备得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。

[0030] 水性色浆的制备方法包括以下步骤：

[0031] 将100g平均粒径≤25um的氧化锌颗粒、80g平均粒径≤25um的二氧化钛颗粒、30g平均粒径≤25um的氧化铝颗粒与10g润湿分散剂，加入到由250g纯水和50g无水乙醇组成的
混合溶剂中，先在转速为300～500rpm下搅拌混合1～3h，再在转速为300rpm、温度为60℃
下，加入10g黏度为20～30的聚乙烯醇水性分散剂，转为速率为500rpm、温度为100℃下加热
搅拌2h，制备得到水性色浆。

[0032] 实施例一：

[0033] 一种应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液包括以下重量份数配比的原料：100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40g氢化苯基甲烷二异氰酸酯
(H12MDI)、0.5g二丁基二月桂酸锡引发剂、7g二羟甲基丙酸(DMPA)、20g二乙二醇二甲醚亲
水溶剂、2g二丙二醇封端剂、4g乙二胺成盐剂、180g纯水、30g有机硅改性丙烯酸酯乳液、8g
水性色浆、2g消泡剂、3g流平剂；

[0034] 上述应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

[0035] S101.将100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、40g氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、0.5g二丁基二月桂酸锡引发剂加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器
中，在转速为300rpm、温度为60℃下反应1h；

[0036] S102.将7g二羟甲基丙酸(DMPA)溶解在20g二乙二醇二甲醚亲水溶剂中，配制得到亲水扩链剂；

[0037] S103.在转速为180rpm、温度为60℃下，以1mL/s的速率将步骤S102中的亲水扩链剂加入到步骤S101中的反应器中，转为速率为300rpm、温度为80℃下反应2h；

[0038] S104.停止搅拌，将步骤S103中反应器内的混合体系降温至50℃，之后，在转速为180rpm、温度为50℃下，将2g二丙二醇封端剂、4g乙二胺成盐剂与180g纯水加入到反应器
中，转为速率为300rpm、温度为50℃下反应2h，停止搅拌，降温至30℃，并在温度30℃下保
温，制备得到水性聚氨酯乳液；

[0039] S105.在转速为180rpm、温度为30℃下，向步骤S104中的水性聚氨酯乳液中，加入30g有机硅改性丙烯酸酯乳液、8g水性色浆、2g消泡剂、3g流平剂，转为速率为300rpm、温度
为30℃下反应1h，搅拌时控制搅拌形成的温度，不能超过40℃，制备得到应用在透水混凝土
面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

[0040] 实施例二：

[0041] 一种应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液包括以下重量份数配比的原料：100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、45g氢化苯基甲烷二异氰酸酯
(H12MDI)、0.8g二丁基二月桂酸锡引发剂、8g二羟甲基丙酸(DMPA)、35g二乙二醇二甲醚亲
水溶剂、3g二丙二醇封端剂、6g乙二胺成盐剂、200g纯水、35g有机硅改性丙烯酸酯乳液、10g
水性色浆、2.5g消泡剂、5g流平剂；

[0042] 上述应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

[0043] S201.将100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、45g氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、0.8g二丁基二月桂酸锡引发剂加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器
中，在转速为400rpm、温度为80℃下反应2h；

[0044] S202.将8g二羟甲基丙酸(DMPA)溶解在35g二乙二醇二甲醚亲水溶剂中，配制得到亲水扩链剂；

[0045] S203.在转速为240rpm、温度为80℃下，以1mL/s的速率将步骤S202中的亲水扩链剂加入到步骤S201中的反应器中，转为速率为400rpm、温度为90℃下反应3h；

[0046] S204.停止搅拌，将步骤S203中反应器内的混合体系降温至60℃，之后，在转速为240rpm、温度为60℃下，将3g二丙二醇封端剂、6g乙二胺成盐剂与200g纯水加入到反应器
中，转为速率为400rpm、温度为60℃下反应3h，停止搅拌，降温至35℃，并在温度35℃下保
温，制备得到水性聚氨酯乳液；

[0047] S205.在转速为240rpm、温度为35℃下，向步骤S204中的水性聚氨酯乳液中，加入35g有机硅改性丙烯酸酯乳液、10g水性色浆、2.5g消泡剂、5g流平剂，转为速率为400rpm、温
度为35℃下反应2h，搅拌时控制搅拌形成的温度，不能超过40℃，制备得到应用在透水混凝
土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

[0048] 实施例三：

[0049] 一种应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液包括以下重量份数配比的原料：100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、50g氢化苯基甲烷二异氰酸酯
(H12MDI)、1g二丁基二月桂酸锡引发剂、10g二羟甲基丙酸(DMPA)、50g二乙二醇二甲醚亲水
溶剂、5g二丙二醇封端剂、8g乙二胺成盐剂、250g纯水、40g有机硅改性丙烯酸酯乳液、12g水
性色浆、3g消泡剂、7g流平剂；

[0050] 上述应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

[0051] S301.将100g平均分子量为1000～3000的聚硫酸酯二醇、50g氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1g二丁基二月桂酸锡引发剂加入到装有搅拌装置和加热装置的反应器中，
在转速为500rpm、温度为90℃下反应3h；

[0052] S302.将10g二羟甲基丙酸(DMPA)溶解在50g二乙二醇二甲醚亲水溶剂中，配制得到亲水扩链剂；

[0053] S303.在转速为300rpm、温度为90℃下，以1mL/s的速率将步骤S302中的亲水扩链剂加入到步骤S301中的反应器中，转为速率为500rpm、温度为100℃下反应4h；

[0054] S304.停止搅拌，将步骤S303中反应器内的混合体系降温至70℃，之后，在转速为300rpm、温度为70℃下，将5g二丙二醇封端剂、8g乙二胺成盐剂与250g纯水加入到反应器
中，转为速率为500rpm、温度为70℃下反应4h，停止搅拌，降温至40℃，并在温度40℃下保
温，制备得到水性聚氨酯乳液；

[0055] S305.在转速为300rpm、温度为40℃下，向步骤S304中的水性聚氨酯乳液中，加入40g有机硅改性丙烯酸酯乳液、12g水性色浆、3g消泡剂、7g流平剂，转为速率为500rpm、温度
为35℃下反应3h，搅拌时控制搅拌形成的温度，不能超过40℃，制备得到应用在透水混凝土
面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液。

[0056] 上述实施例中制备出的应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液的使用方法包括以下步骤：

[0057] 步骤一：将上述制备的应用在透水混凝土面层罩光的单组份水性聚氨酯乳液，配制成质量分数为50％的单组份水性聚氨酯色漆；

[0058] 步骤二：在透水混凝土施工完成后，当透水混凝土表面干燥且含水率在10％以下时，将上述配制的单组份水性聚氨酯色漆，均匀地喷涂在透水混凝土基层的表面上，干燥固
化，即制备得到透水混凝土面层；

[0059] 步骤三：上述制备的透水混凝土面层，不仅柔韧透明性能良好，而且没有发生返粘作用。