一种抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于涂料领域，尤其涉及一种抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆及其制备方法和应用。


背景技术：

2.混凝土在水合反应过程中会产生很多微小通道或孔洞，使得外界腐蚀因素很容易渗透进入混凝土内部，引起钢筋产生锈蚀及混凝土开裂，整体结构的耐久性下降。为避免外界因素对隧道、桥梁、建筑屋面、地下工程等混凝土结构造成破坏，防水防渗工程显得很重要，相对而言，表面涂料涂层技术是一种经济且实用的防护技术。
3.传统的聚氨酯防水层施工一般为聚氨酯防水涂料+混凝土保护层，而聚氨酯防水涂料基本由芳香族异氰酸酯和聚醚多元醇合成，使得防水层无法外露使用，而且施工过程中平面一般都是需要2～3遍成型，立面或斜面一般施工4～8遍成型，导致产品的施工交付周期长，施工过程中浪费会较严重，导致使用受限，同时产品养护周期长，这些客观因素限制了其应用领域。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆及其制备方法和应用。
5.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆，包括重量比为(1：1)～(1：2)的a组份和b组份，其中，a组份主要由以下原料制备而成：50～80重量份聚四氢呋喃醚二醇、20～40重量份脂肪族异氰酸酯、1～10重量份的增塑剂和0～5重量份的扩链剂；
7.b组份主要由以下原料制备而成：2～20重量份乙二胺聚醚、20～60重量份聚天门冬氨酸酯聚脲树脂和5～15重量份增塑剂。
8.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述聚四氢呋喃醚二醇包括分子量可调节的聚四氢呋喃醚二醇，所述聚四氢呋喃醚二醇至少选自ptmeg1000、ptmeg1400、ptmeg1800和ptmeg2000中的一种或多种。
9.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述增塑剂为合成生物酯。进一步优选为hc-180，125℃加热减量≤0.35％，40℃运动粘度40-50cst。
10.本发明通过改变a组份中不同分子量聚四氢呋喃醚二醇的比例，与脂肪族异氰酸酯经缩聚反应形成含有端异氰酸酯的固化剂，再与b组份反应形成防水体系。b组份含有触变性，a组份和b组份混合后，固化剂和乙二胺聚醚中的羟基反应、固化剂和聚天门冬氨酸酯聚脲树脂的氨基反应，形成富有弹性的防水薄膜，相比传统的聚氨酯防水涂料具有更好的抗流挂性，更快的干性(表干和实干)，优异的耐紫外老化性能；同时，选择环保增塑剂合成生物酯可进一步降低涂料的粘度，合成生物酯hc-180增塑效率高，赋予涂膜更好的柔韧性。
11.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述a组分的原料还包括0.01～0.1重量份催化剂
a，所述催化剂a选择有机铋dy-20催化剂。
12.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述b组分的原料还包括0.3～1重量份炭黑、0.01～1重量份催化剂b、25.5～75重量份无机填料、0.5～3重量份触变剂和1～5重量份其他助剂
13.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述催化剂b选自二月桂酸二丁基锡；所述无机填料包括20～40重量份钛白粉、5-30重量份硫酸钡和0.5～5重量份膨润土；所述其他助剂包括0.2～2重量份的消泡剂、0.5～2重量份流平剂和0.3～1重量份分散剂。
14.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述膨润土选择bentone 38，所述钛白粉选自r996金红石型钛白粉，所述硫酸钡选自3000目的沉淀硫酸钡；
15.所述消泡剂为有机硅消泡剂，进一步优选为defom 6800、defom 6500的一种或两种；所述流平剂为byk-306，所述分散剂为disponer904s润湿分散剂，所述触变剂为crayvallac mt；所述炭黑选软质炭黑。
16.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述聚天门冬氨酸酯聚脲树脂为f420，其nh当量为291g/mol，25℃粘度为1200～1500mpa.s；
17.所述乙二胺聚醚选择jqn-405，羟值为425-475mgkoh/g，25℃粘度为3000～4500mpa.s。
18.上述的聚氨酯防水漆，优选的，所述脂肪族异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；所述扩链剂为1，4丁二醇，
19.作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的聚氨酯防水漆的制备方法，包括以下步骤：
20.(1)将聚四氢呋喃醚二醇投入密闭容器中，升温至120℃进行真空脱水处理，然后降温至65～75℃，加入脂肪族异氰酸酯、催化剂a，控制温度在75～90℃反应2-4h后，加入扩链剂，继续控制温度在75～90℃下反应1～2h，再加入增塑剂，搅拌20～30min，检测nco值合格后，得到a组份；
21.(2)将乙二胺聚醚、聚天门冬氨酸酯聚脲树脂分散均匀，加入增塑剂、流平剂、分散剂、消泡剂、催化剂b，搅拌均匀，再加入钛白粉、膨润土、硫酸钡、炭黑、触变剂，搅拌均匀后，研磨细度在40um以下，得到b组份。
22.上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，脱水处理后聚四氢呋喃醚二醇的含水率控制在500ppm以下；
23.a组分的nco合格值为4％～12％。
24.作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的或由上述制备方法制备的聚氨酯防水漆在混凝土结构防水工程中的应用，所述混凝土结构防水工程包括隧道、桥梁、建筑屋面、地下工程等，平面施工1遍成型，立面施工1～3遍成型，防水层施工不需要混凝土保护层。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.(1)本发明的聚氨酯防水漆中的a组份通过调整聚四氢呋喃醚二醇不同分子量的比例，可以控制组分的粘度和涂膜的强度、柔软性，保证涂料的最佳性能。
27.(2)本发明的聚氨酯防水漆中使用环保增塑剂，一方面调整涂料体系粘度，一方面增加涂层的柔韧性，无需使用溶剂，即可降低涂料体系的粘度、提高涂料体系的固体含量、
提高涂料的柔性。
28.(3)本发明通过添加膨润土和触变剂，提高产品的抗流挂性，从而提高聚氨酯防水漆的综合性能。
29.(4)本发明还利用各助剂改善了涂料的界面性能，利用乙二胺聚醚、聚天门冬氨酸酯聚脲树脂和二月桂酸二丁基锡，控制适用期和表干实干时间。
30.(5)本发明的抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆平面施工1遍成型，立面施工1～3遍成型，该防水漆属脂肪族聚氨酯防水漆，防水层施工不需要混凝土保护层，可直接外露，缩减施工周期，同时不需要混凝土保护层，也缩减了产品养护周期，防水漆抗流挂性值在500um以上，在保证施工厚度时缩短施工次数，表干实干快，产品养护周期缩短。
31.(6)本发明的制备方法流程简单、操作易行，适合大规模的产业化生产。
32.综上，本发明提高了聚氨酯防水漆施工时的抗流挂性能，满足涂料能快速表干实干，从而使聚氨酯防水漆缩短交付周期和施工周期；同时本发明的聚氨酯防水漆中聚醚、聚天门冬氨酸酯聚脲树脂与脂肪族异氰酸酯化学交联固化成膜，既保证了涂膜的力学性能，又使得本发明具有优良的耐紫外老化性、耐盐雾试验和耐酸碱性。经测试，本发明的聚氨酯防水漆的性能指标见表1所示，本发明的聚氨酯防水漆与混凝土基面粘接强度≥3.0mpa，抗流挂指标达到750～2500um，表干时间可控制在1h内，实干时间控制在4h内，固体含量在95.0％以上，与溶剂型聚氨酯防水涂料相比，具有环保、安全及健康的优点。
33.表1本发明的聚氨酯防水漆的性能指标
[0034][0035]
具体实施方式
[0036]
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0037]
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0038]
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0039]
实施例1：
[0040]
一种本发明的抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆，由质量比为1:1.5的a组份和b组份组成；其中，a组份由以下重量份的原料制备而成：50份ptmeg1000、15份ptmeg2000、30份ipdi、4.45份hc-180增塑剂、0.05份dy-20催化剂和0.5份1，4丁二醇；b组分由以下重量份的原料制备而成：5份jqn-405、30份f420、10份hc-180增塑剂、25份r996钛白粉、25份3000目沉淀硫酸钡、1.4份bentone 38、0.5份defom 6800、0.5份软质炭黑、0.5份byk-306、0.5份disponer904s润湿分散剂、1.5份crayvallac mt、0.1份二月桂酸二丁基锡。
[0041]
本实施例的抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆的制备方法，包括以下步骤：
[0042]
(1)称取50kg ptmeg1000、15kg ptmeg2000，在120℃脱水，水分检测合格后(含水率控制在500ppm以下)，加30kgipdi和0.05kgdy-20催化剂，保持温度为80-90℃条件下反应2.5h充分反应，加入0.5kg的1,4丁二醇反应1h，再加入4.45kg的hc-180搅拌20min，nco值检测合格后(检测nco值在6.0％～6.5％范围内即可出料)，得到a组份，粘度检测为5000mpa.s。
[0043]
(2)称取5kgjqn-405、30kg f420、10kghc-180增塑剂、25kgr996钛白粉、25kg3000目沉淀硫酸钡、1.4kgbentone 38、0.5kg的defom 6800、0.5kg软质炭黑、0.5kgbyk-306、0.5kg的disponer904s润湿分散剂、1.5kgcrayvallac mt、0.1kg二月桂酸二丁基锡，研磨细度在40um以下，得到b组份。
[0044]
(3)取a、b组份，按照质量比为1：1.5的比例混合均匀，制得抗流挂快干型脂肪族双组份聚氨酯防水漆，对该聚氨酯制备的脂肪族聚氨酯防水漆膜进行性能测试，测试结果见表2。
[0045]
实施例2:
[0046]
一种本发明的抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆，由质量比为1:1.75的a组份和b组份组成；其中，a组份主要由以下重量份的原料制备而成：25份ptmeg1000、40份ptmeg2000、30份ipdi、0.05份dy-20催化剂、0.5份1，4丁二醇、4.45份hc-180增塑剂；b组分由以下重量份的原料制备而成：3份jqn-405、32份f420、10份hc-180增塑剂、25份r996钛白粉、25份3000目沉淀硫酸钡、1.4份bentone 38、0.5份defom 6800、0.5份软质炭黑、0.5份byk-306、0.5份disponer904s润湿分散剂、1.5份crayvallac mt、0.1份二月桂酸二丁基锡。
[0047]
本实施例的抗流挂快干型双组份聚氨酯防水漆制备方法，包括以下步骤：
[0048]
(1)称取25kg ptmeg1000、40kg ptmeg2000，在120℃脱水，水分检测合格(含水率控制在500ppm以下)后，加30kgipdi和0.05kgdy-20催化剂保持温度为80-90℃条件下反应2.5h，加入0.5kg的1，4丁二醇反应1h，再加4.45kg的hc-180，搅拌20min，nco值检测在7.0％～7.5％之间即可出料，得到a组份，a组份粘度检测为3800mpa.s；
[0049]
(2)称取3kgjqn-405、32kgf420、10kghc-180增塑剂、25kgr996钛白粉、25kg3000目沉淀硫酸钡、1.4kgbentone 38、0.5kg的defom 6800、0.5kg软质炭黑、0.5kgbyk-306，0.5kg
的disponer904s润湿分散剂、1.5kgcrayvallac mt和0.1kg二月桂酸二丁基锡，研磨细度在40um以下后，得到b组份。
[0050]
(3)取a、b组份，按照质量比为1：1.75的比例混合均匀，制得抗流挂快干型脂肪族双组份聚氨酯防水漆，对该聚氨酯制备的脂肪族聚氨酯防水漆膜进行性能测试，测试结果见表2。
[0051]
表2：聚氨酯防水漆的性能测试结果
[0052][0053][0054]
对实施例1和实施例2制备的a、b组份生产过程检测指标结果见表3。
[0055]
表3：实施例1和实施例2的a、b组份检测指标结果(“—”表示不需要测)
[0056][0057][0058]
从表1、表2和表3的试验数据来看，a组份通过调整不同分子量的聚四氢呋喃醚二醇比例，可以使产品获得合适初始粘度，b组份通过添加触变剂和膨润土，可以使产品获得较好的触变体系，提高产品的抗流挂性指标。本发明的聚氨酯防水漆施工时的抗流挂性能优异，能快速表干实干，可以缩短聚氨酯防水漆缩短交付周期和施工周期；聚氨酯防水漆涂膜的力学性能优异，并具有优良的耐紫外老化性、耐盐雾试验和耐酸碱性，是外露型聚氨酯防水漆，不需要在防水涂膜上再做混凝土保护层，可以应用在混凝土结构防水工程包括隧道、桥梁、建筑屋面、地下工程中。
[0059]
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。