一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料，由A、B两个组分组成，A组分由预聚体1和预聚体2组成，预聚体1由25.8～28.5份甲苯二异氰酸酯、20～30份聚醚220、20～30份聚醚3050和15～25份聚醚330N组成；预聚体2由24.3～27.5份甲苯二异氰酸酯、55～65份聚醚220和10～20份聚醚3050组成；B组分由15.7～17份3,3'?二氯?4,4'?二氨基二苯基甲烷、70～80份氯化石蜡、66～80份滑石粉、25～30重量份邻苯二甲酸二辛酯、1～2份辛酸亚锡及2～6份消泡剂AC301组成。本发明的多重交联结构使聚氨酯内聚能上升强度增加，导致耐穿刺力提高。
【专利说明】一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于化工领域，涉及一种聚氨酯防水涂料，具体来说是一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0003]绿色建筑是当今社会发展中迫切需要解决环境保护问题的一个重要方向，屋面绿化种植工程是节能建筑和绿色建筑中的重要内容。屋顶绿地能改善城市的空气质量，有效缓解城市热岛效应，提升城市空中景观，对环境的保护起到特别重要的作用。
[0004]屋面绿化种植工程主要集中在建筑的屋顶或地下室顶板等部位覆盖绿色植被、假山、水池等景观，营造出令人赏心悦目、美化环境的生态体系。而绿化屋面一般由所种的植物、防水阻根层、排蓄水装置、保温隔热层等组成，其中防水阻根层尤为重要，要求具有防水和阻根双重功能，能够承受植物根须穿刺，长久保持防水功能，且既能防止植物根系的穿刺，又不影响植物正常生长。总之需所形成的防水层，既要具有高强度以保证耐植物根穿性能，又要具有高弹性(高延伸率)以保证抵抗开裂的防水功能。同时具备施工性能好、操作方便。
[0005]目前的聚氨酯防水涂料难以平衡内聚力与高弹性之间的关系，即内聚力大则弹性小。虽然也有一些高强度聚氨酯防水涂料产品，但其内聚力并不大，故耐穿刺性不佳，不能达到耐植物根穿刺的要求。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制备方法，所述的这种耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制备方法要解决现有技术中的聚氨酯防水涂料耐穿刺性不佳的技术问题。
[0007]本发明提供了一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料，由A、B两个组分组成，A组分由预聚体I和预聚体2混合而成；
按重量份数计算，所述的预聚体I的组成及含量如下:
甲苯二异氰酸酯25.8?28.5份；
聚醚22020?30份；
聚醚305020?30份；
聚醚330N15?25份；
按重量份数计算，所述的预聚体2的组成及含量如下:
甲苯二异氰酸酯24.3?27.5份；
聚醚22055?65份；
聚醚305010?20份； 预聚体I和预聚体2的重量比为I: I ；
按重量份数计算，所述的B组分的组成及含量如下:
3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲烧 15.7?17份；
氯化石錯70?80份；
滑石粉66?80份；
辛酸亚锡I?2份；
消泡剂AC3012?6份；
邻苯二甲酸二辛酯25?30份；
A组分和B组分的重量比为I: I。
[0008]本发明还提供了上述的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤:
一个指标预聚体I组分的步骤:
1)按照重量份数分别称取甲苯二异氰酸酯、聚醚220、聚醚3050、聚醚330N;
2)在反应器中加入聚醚220、聚醚3050、聚醚330N，搅拌升温到110°C?120°C，减压至-0.09MPa脱水I?2小时；
3)将温度降到80°C?85 °C，加入不超过40%的甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C?850C反应1.5?2.5小时；加入剩下的甲苯二异氰酸酯，在80°C?85°C搅拌状态下，保温0.75?1.5小时。降温出料得到预聚体I组分；
一个指标预聚体2组分的步骤:
1)按照重量份数分别称取甲苯二异氰酸酯、聚醚220、聚醚3050;
2)在反应器中加入聚醚220、聚醚3050，搅拌升温到110°C?120°C，减压至-0.09MPa脱水I?2小时；
3)将温度降到80°C?85 °C，加入不超过46%的甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C?850C反应1.5?2.5小时；加入剩下的甲苯二异氰酸酯，在80°C?85°C搅拌状态下，保温0.75?1.5小时。降温出料得到预聚体2组分；
预聚体I和预聚体2以重量比1:1混合后制成A组分；
一个制备B组分的步骤:
1)按照重量份数分别称取3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲烧、氯化石錯、滑石粉、辛酸亚锡、消泡剂AC301、邻苯二甲酸二辛酯；
2)在反应器中加入3，3’-二氯-4，4’_二氨基二苯基甲烷、滑石粉、氯化石蜡搅拌升温至110 °C?120 °C，减压至-0.09MPa脱水I?I.5小时；
3)将温度降至60°C，加入邻苯二甲酸二辛酯、辛酸亚锡和消泡剂AC301，保温搅拌30min，混合均匀后，降温出料得到B组分；
将A组份和B组份按照重量比1:1混合后制成耐穿刺的聚氨酯防水涂料。
[0009]本发明的一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料其耐穿刺特性是通过特定的多重交联聚氨酯结构而体现的，由不同的聚氨酯预聚体结构与固化剂混合反应后生成交联度不同的多重交联结构，其交联度使聚氨酯内聚能上升，导致强度增加，穿刺力上升。
[0010]本发明是为了达到屋面绿化种植工程阻根效果而提供一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料。该特定的多重交联结构含有低聚合度高支化度的聚氨酯预聚体I与固化剂反应形成的高交联结构;也含有高聚合度低支化度的聚氨酯预聚体2与固化剂反应形成的交联结构。前者能提供防水涂层高内聚能，而内聚能所导致的高强度使材料具有耐穿刺能力。而后者能提供防水涂层高弹性(高断裂延伸率)，因此本发明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料具有强度大、耐穿刺力大及高弹性特征。耐穿刺的聚氨酯防水涂料抵抗荷载作用能力大，且耐穿刺力强，故阻植物根刺效果明显。同时防水涂料的高弹性可以保证在防水基层发生一定变形的情况下不影响防水效果。本发明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料在用作屋面绿化种植防水层时整体覆盖性好，能够实现整个种植屋面无缝连接成一个整体的防水阻根层，与基底粘合牢固，避免了防水卷材的搭接隐患及阴阳角补丁难题，因而具有很好的防水与阻根总体效果。本发明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的施工为冷操作，简捷方便，避免了防水卷材施工中的粘合、搭接及加热，省工省时。
[0011]本发明的一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料的主要力学性能，按照GB/T19250?2013《聚氨酯防水涂料》标准测试，拉伸强度为7.16?8.63MPa，断裂延伸率为503?590%。按照YBB00322004((国家药品包装容器(材料)标准》注射器用胶塞、垫片穿刺力测定法标准测试，穿刺力为28.29?39.62Ν。
[0012]本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明解决了现有技术中的聚氨酯防水涂料耐植物根穿刺性能差的问题。本发明的一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料达到了屋面绿化种植工程阻根效果。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0015]本发明所用的各种原料均为市售的用于聚氨酯防水涂料制备的常用原料。
[0016]拉伸强度、断裂延伸率均按照GB/T 19250?2013《聚氨酯防水涂料》国家标准检测;耐穿刺性能ΥΒΒ00322004《国家药品包装容器(材料)标准》注射器用胶塞、垫片穿刺力测定法标准测试。
[0017]实施例1
一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制备方法，步骤如下:
预聚体1:
在反应器中加入30重量份聚醚220、20重量份聚醚3050和15重量份聚醚330Ν，搅拌升温到120 °C，减压至-0.09MPa下脱水I小时；将温度降到80 V，加入10.3重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C反应2.5小时;将温度保持在80°C，加入15.5重量份甲苯二异氰酸酯，在80°C搅拌状态下，保温1.5小时。降温冷却出料得到预聚体I。
[0018]预聚体2:
在反应器中加入60重量份聚醚220和10重量份聚醚3050，搅拌升温到120°C，减压至-
0.09MPa下脱水I小时;将温度降到80 °C，加入11重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C反应2.5小时;将温度保持在80°C，加入13.3重量份甲苯二异氰酸酯，在80°C搅拌状态下，保温1.5小时。降温冷却出料得到预聚体2。
[0019]A组分由预聚体I和预聚体2以重量比1:1混合而成。
[0020]B 组分:
在反应器中15.7重量份3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、66重量份滑石粉、75重量份氯化石蜡搅拌升温到120°C，减压至-0.09MPa下脱水I小时;将温度降至60°C，加入25重量份邻苯二甲酸二辛酯、2重量份消泡剂AC301和I重量份辛酸亚锡，搅拌30min，混合均匀后，降温后出料得到B组分。
[0021 ]将A组分和B组分按重量配比1:1的比例混合均匀涂膜成型。其性能指标如下:拉伸强度为7.16MPa，断裂伸长率为590%。穿刺力为28.29N。
[0022]
实施例2 预聚体1:
在反应器中加入25重量份聚醚220、25重量份聚醚3050和20重量份聚醚330N，搅拌升温至IJ115°C，减压至-0.09MPa下脱水1.5小时;将温度降到85°C，加入10.8重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下85 °C反应1.5小时；将温度保持在85 °C，加入16.3重量份甲苯二异氰酸酯，在85°C搅拌状态下，保温0.75小时。降温冷却出料得到预聚体I。
[0023]预聚体2:
在反应器中加入55重量份聚醚220和20重量份聚醚3050，搅拌升温到115 °C，减压至-
0.09MPa下脱水1.5小时;将温度降到85 V，加入11.7重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，将温度保持在85°C反应1.5小时，加入14.4重量份甲苯二异氰酸酯，在85°C搅拌状态下，保温0.75小时。降温冷却出料得到预聚体2。
[0024]A组分由预聚体I和预聚体2以重量比1:1混合而成。
[0025]B 组分:
在反应器中16.2重量份3，3’ -二氯-4，4’ -二氨基二苯基甲烧、74重量份滑石粉、70重量份氯化石蜡搅拌升温到110°C，减压至-0.09MPa下脱水1.5小时;将温度降至60 V，加入30重量份邻苯二甲酸二辛酯、4重量份消泡剂AC301和2重量份辛酸亚锡，搅拌30min，混合均匀后，降温后出料得到B组分。
[0026]将A组分和B组分按重量配比1:1的比例混合均匀涂膜成型。其性能指标如下:拉伸强度为7.86MPa，断裂伸长率为545%。穿刺力为32.12N。
[0027]
实施例3
一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制备方法，步骤如下:
预聚体1:
在反应器中加入20重量份聚醚220、30重量份聚醚3050和25重量份聚醚330N，搅拌升温至IJllOtC，减压至-0.09MPa下脱水2小时；将温度降到83°C，加入11.4重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，83°C反应2小时;将温度保持在83°C，加入17.1重量份甲苯二异氰酸酯，在83°C搅拌状态下，保温1.25小时。降温冷却出料得到预聚体I。
[0028]预聚体2:
在反应器中加入65重量份聚醚220和15重量份聚醚3050，搅拌升温到110°C，减压至-
0.09MPa下脱水2小时;将温度降到83°C，加入12.5重量份甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，83°C反应2小时;将温度保持在83°C，加入15.0重量份甲苯二异氰酸酯，在83°〇搅拌状态下，保温1.25小时。降温冷却出料得到预聚体2。
[0029]A组分由预聚体I和预聚体2以重量比1:1混合而成。
[0030] B 组分:
在反应器中17重量份3,3，-二氯-4,4，-二氨基二苯基甲烧、80重量份滑石粉、80重量份氯化石蜡搅拌升温到115 °C，减压至-0.09MPa下脱水1.25小时；将温度降至60 V，加入27重量份邻苯二甲酸二辛酯、6重量份消泡剂AC301和1.5重量份辛酸亚锡，搅拌30min，混合均匀后，降温后出料得到B组分。
[0031 ]将A组分和B组分按重量配比1:1的比例混合均匀涂膜成型。其性能指标如下:拉伸强度为8.63MPa，断裂伸长率为503%。穿刺力为39.62N。
[0032]以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种耐穿刺的聚氨酯防水涂料，其特征在于:由A、B两个组分组成，A组分由预聚体I和预聚体2混合而成； 按重量份数计算，所述的预聚体I的组成及含量如下: 甲苯二异氰酸酯25.8?28.5份； 聚醚22020?30份； 聚醚305020?30份； 聚醚330N15?25份； 按重量份数计算，所述的预聚体2的组成及含量如下: 甲苯二异氰酸酯24.3?27.5份； 聚醚22055?65份； 聚醚305010?20份； 预聚体I和预聚体2的重量比为I: I ； 按重量份数计算，所述的B组分的组成及含量如下: 3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲烧15.7?17份； 氯化石錯70?80份；滑石粉66?80份；辛酸亚锡I?2份； 消泡剂AC3012?6份； 邻苯二甲酸二辛酯25?30份； A组分和B组分的重量比为I: I。2.权利要求1所述的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 一个指标预聚体I组分的步骤: 1)按照重量份数分别称取甲苯二异氰酸酯、聚醚220、聚醚3050、聚醚330N; 2)在反应器中加入聚醚220、聚醚3050、聚醚330N，搅拌升温到110°C?120 °C，减压至-.0.09MPa脱水I?2小时； 3)将温度降到80°C?85°C，加入不超过40%的甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C?850C反应1.5?2.5小时；加入剩下的甲苯二异氰酸酯，在80°C?85°C搅拌状态下，保温0.75?1.5小时;降温出料得到预聚体I组分； 一个指标预聚体2组分的步骤: 1)按照重量份数分别称取甲苯二异氰酸酯、聚醚220、聚醚3050; 2)在反应器中加入聚醚220、聚醚3050，搅拌升温到110°C?120 °C，减压至-0.09MPa脱水I?2小时； 3)将温度降到80°C?85°C加入不超过46%的甲苯二异氰酸酯，在氮气保护及搅拌状态下，80°C?850C反应1.5?2.5小时；加入剩下的甲苯二异氰酸酯，在80°C?85°C搅拌状态下，保温0.75?1.5小时;降温出料得到预聚体2组分； 预聚体I和预聚体2以重量比1:1混合后制成A组分； 一个制备B组分的步骤: I)按照重量份数分别称取3 ,3 ’ -二氯-4,4 ’ -二氨基二苯基甲烧、氯化石錯、滑石粉、辛酸亚锡、消泡剂AC301、邻苯二甲酸二辛酯； 2)在反应器中加入3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷、滑石粉、氯化石蜡搅拌升温至.110 °C?120 °C，减压至-0.09MPa脱水I?I.5小时； 3)将温度降至60°C，加入邻苯二甲酸二辛酯、辛酸亚锡和消泡剂AC301，保温搅拌.30min，混合均匀后，降温出料得到B组分； 将A组份和B组份按照重量比1:1混合后制成耐穿刺的聚氨酯防水涂料。
【文档编号】C08G18/12GK106010208SQ201610490398
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】吴蓁, 余郑, 郭青, 沈强, 周荣, 张英强
【申请人】上海应用技术学院