专利名称：环保型防水涂料及其制备方法
技术领域：
本发明提供一种高分子聚合物作防水涂料及其生产方法。
背景技术：
长期以来，屋顶防水，主要采用以沥青卷材为主的热沥青施工方法，工艺落后，污染严重，而且性能差，使用寿命短，造成建筑物的渗漏现象，相当普遍。
发明内容
1、发明目的本发明提供一种环保型防水涂料及其制备方法，其目的在于解决现有的防水材料在环境污染、耐候、耐老化和弹性、强度不够等方面存在的问题。
2、技术方案本发明是通过以下技术方案来实现的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料是以多异氰酸酯与低聚多元醇为主要原料，以摩尔比为1∶1～2的比例反应后，得到的含有-NCO基的预聚体，该预聚体的-NCO基含量为4～5％。
该涂料的原料多异氰酸酯为含有二官能度或以上的多异氰酸酯，包括甲苯二异氰酸酯、4.4二苯基甲烷、4.4一二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种；低聚多元醇为聚酯、聚醚，以及包括端羟基烃类化合物，含羟基的接枝化合物，低碳酸酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺中的一种或多种，分子量为1000～3000。
该涂料是以多次甲基多苯基多异氰酸酯与蓖麻油为主要原料。
该涂料中加入以重量百分比为10～30％的十溴联苯醚，10～12％的三氧化二锑，该涂料的氧指数为29.5～30。
该涂料中加入以重量百分比为8～15％的铝粉。
该涂料中加入缓凝剂，如苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯、酒石酸、柠檬酸，体系中的PH值为3.5～4，加入量为以重量百分比的0.1～0.5％。
该涂料中加入交联剂，如乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、间或邻-苯二胺、MOCA、以及二桂酸二丁基锡、辛酸亚锡。添加量为以重量百分比的0.1～0.5％。
该涂料中加入以重量百分比膨润土50％和乙炔碳黑40％混合。
该制备方法是在反应釜中加入蓖麻油，搅拌升温至40～50℃，加入多次甲基多苯基多异氰酸酯，然后缓慢升温至75～80℃，恒温反应2.5～3小时，视情况加入醋酸丁酯调节粘度，粘度为32～36秒，-NCO含量为4～5％，降温至50℃，过滤包装。
该制备方法是在反应釜中加入34.2kg的蓖麻油和7.8kg的聚醚N-220，加入反应釜中，搅拌升温至40～50℃，加入42kg的多次甲基多苯基多异氰酸酯，然后缓慢升温至75～80℃，恒温反应2.5～3小时，视情况加入醋酸丁酯调节粘度，粘度为32～36秒，-NCO含量为4～5％，降温至50℃，过滤包装。
3、优点及效果本发明是采用毒性很低、价廉的多次甲基多苯基多异氰酸酯与蓖麻油直接进行加成反应，生成氨基甲酸酯结构的端NCO基预聚体，其工艺简单、价格低廉，施工方便，涂层性能优异，成膜可承受重大压力，抗拉强度达20MPa，断裂伸长率600％左右，附着力一级，抗冲击力50kg/cm2，人工加速耐候老化1000小时以上，国内外均未见报道。该涂料可在-10℃～50℃条件下施工，具有优良的耐候、耐老化特性，涂层无接缝，防水层寿命可在10年以上。使用的溶剂为非苯类溶剂，符合有关环保要求。以膨润土为填充剂，可吸收空气中的水分，反应中不生成二氧化碳，消除了施工中产生的气泡。加入铝粉，涂层为银白色，在屋顶形成一种对日光的反射作用，使建筑物在酷暑时减少高温的影响，同时还美化涂层。加入阻燃材料以满足较高的场合使用，是一种较理想的防水材料。
具体实施例方式本发明是采用多异氰酸酯与低聚多元醇直接进行加成反应，生成氨基甲酸酯结构的端NCO基预聚体，该涂料为粘稠液体，当它暴露在空气中时，预聚体中-NCO基团与水反应而交联，固化成膜。当它涂布在屋面、地下室、水池和墙体建筑物上，具有很高的抗拉强度和伸长率，还具有很高的附着力和高抗冲击性能，能适用于酸、碱、盐环境中，并有优良的耐候性和不透水性。
防水涂料的组成1、有机多异氰酸酯是制备预聚体的重要原料，凡是含有二官能度或以上的多异氰酸酯均可使用，如甲苯二异氰酸酯(简称TDi)，4.4二苯基甲烷，4.4-二异氰酸酯(MDi)、己二异氰酸酯(HDi)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDi)、多次甲基多苯基多异氰酸酯(PAPi)一般使用其中的一种或多种复合使用；但要考虑其来源、价格、毒性和制备的预聚体性能因素来定。
2、低聚多元醇，为聚酯、聚醚两种，以及其它低聚物多元醇，包括端羟基烃类化合物，含羟基接枝化合物，低碳酸酯二醇，蓖麻油、聚酯酰胺等，分子量为1000～3000，一般使用其中一种或一种以上复合使用。
3、溶剂一般采用有机溶剂，但不含有能与预聚体中NCO基团作用，而且对预聚体混溶性好，一般芳烃、酮、酯、醚均可使用，但不应选用含苯类溶剂，以满足环保要求。
4、交联剂它在防水涂料固化成膜时起很大作用，如乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、三乙胺、三乙烯二胺、间-苯二胺、邻-苯二胺、3.3′-二氯-4.4′二苯基甲烷二胺(MOCA)、以及二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等，一般添加量为涂料的以重量百分比的0.1～0.5％。
5、填充剂，为一种粘矿物土，化学组成AL2O3-nSiO2-H2O，外观为白色粉末，SiO2含量≥60％，熔点1800℃，此外还可用滑石粉，石棉粉，膨润土，硅灰石粉，这些填充剂加入可降低成本，添加总量为50～90％。
6、耐老化剂如抗氧剂1010、抗氧剂2.6.4和紫外吸收剂uv-9、uv-531、uv-419、uv-2000。
7、缓凝剂如苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯、酒石酸、柠檬酸等均为有效的缓凝剂，PH值为3.5～4，加入量为以重量百分比的0.1～0.5％。
8、加入阻燃材料如十溴联苯醚和三氧化二锑，阻燃效果显著，以满足较高的场合使用，是一种较理想的防水材料。
实施例1将34.2Kg经处理合格后的蓖麻油7.8Kg聚醚N-220加入反应釜中，搅拌升温至40-50℃，加入42Kg多次甲基多苯基多异氰酸酯(PAPi)，多次甲基多苯基多异氰酸酯(PAPi)∶蓖麻油的摩尔比为1∶1～2，然后缓慢升至75-80℃，恒温反应2.5-3小时，取样分析预聚物-NCO基含量和粘度，视粘度情况用溶剂醋酸丁酯调节，降温至50℃，过滤包装。-NCO％含量为4～5；粘度(涂-4杯)35秒；测试结果抗拉强度19.4MPa，伸长率600％，其它性能优异。
实施例2将经处理合格的聚醚N-220和聚醚330N共计100Kg于反应釜中，升温至40℃，加入30Kg甲苯二异氰酸酯(TDi)和30Kg醋酸丁酯混合物，缓慢温75-80℃，恒温3小时，取样分析预聚物-NCO基含量和粘度，视粘度情况用溶剂醋酸丁酯调节，降温至50℃，过滤包装。-NCO％含量为4.2；抗拉强度8.6MPa，伸长率1100％，其它性能优异。
实施例3在实施例2制出的预聚体10kg，加入处理后的膨润土4kg和乙炔碳黑5kg混合均匀，其拉伸强度6.1MPa，伸长率870％。
实施例4在实施例1中取制出的预聚体10kg，加入1.2kg铝粉，制成银灰色防水涂料，其涂层为银白色，涂布于高层建筑物的屋顶，可防止建筑物对太阳热量的吸收。
实施例5在实施例1中取制出的预聚体10kg，加入十溴联苯醚1kg和三氧化二锑1kg，阻燃效果显著。
检验报告
权利要求
1.一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料是以多异氰酸酯与低聚多元醇为主要原料，以摩尔比为1∶1～2的比例反应后，得到的含有-NCO基的预聚体，该预聚体的-NCO基含量为4～5％。
2.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料的原料多异氰酸酯为含有二官能度或以上的多异氰酸酯，包括甲苯二异氰酸酯、4.4二苯基甲烷、4.4-二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种；低聚多元醇为聚酯、聚醚，以及包括端羟基烃类化合物，含羟基的接枝化合物，低碳酸酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺中的一种或多种，分子量为1000～3000。
3.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料是以多次甲基多苯基多异氰酸酯与蓖麻油为主要原料。
4.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料中加入以重量百分比为10～30％的十溴联苯醚，10～12％的三氧化二锑，该涂料的氧指数为29.5～30。
5.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料中加入以重量百分比为8～15％的铝粉。
6.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料中加入缓凝剂，如苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯、酒石酸、柠檬酸，体系中的PH值为3.5～4，加入量为以重量百分比的0.1～0.5％。
7.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料中加入交联剂，如乙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、间或邻-苯二胺、3.3′-二氯-4.4′二苯基甲烷二胺、以及二桂酸二丁基锡、辛酸亚锡，添加量为以重量百分比的0.1～0.5％。
8.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该涂料中加入以重量百分比膨润土50％和乙炔碳黑40％混合。
9.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该制备方法是在反应釜中加入蓖麻油，搅拌升温至40～50℃，加入多次甲基多苯基多异氰酸酯，然后缓慢升温至75～80℃，恒温反应2.5～3小时，视情况加入醋酸丁酯调节粘度，粘度为32～36秒，-NCO含量为4～5％，降温至50℃，过滤包装。
10.根据权利要求1所述的一种环保型防水涂料及其制备方法，其特征在于该制备方法是在反应釜中加入34.2kg的蓖麻油和7.8kg的聚醚N-220，加入反应釜中，搅拌升温至40～50℃，加入42kg的多次甲基多苯基多异氰酸酯，然后缓慢升温至75～80℃，恒温反应2.5～3小时，视情况加入醋酸丁酯调节粘度，粘度为32～36秒，-NCO含量为4～5％，降温至50℃，过滤包装。
全文摘要
本发明是用多异氰酸酯与多元醇反应制得的预聚体。它是一种湿固型聚氨酯涂料，加入惰性染料，阻燃材料可成为一种环保型、多功能防水材料。该涂料涂布在屋面、地下室、水池、和墙体建筑，它与空气中潮气，预聚体中－NCO基因与水反应而交联，固化成膜。涂膜具有优异的抗拉强度、伸长率、耐老化性能，并具有高附着力和抗冲击力。Ty－1型防水涂料不污染环境，无毒、成本低廉，是一种较理想的防水涂料。
文档编号C09D5/16GK1563233SQ20041002142
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月19日 优先权日2004年3月19日
发明者陶宇 申请人:陶宇