专利名称：：水固化环保型聚氨酯防水涂料及其制备工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种聚氨酯防水涂料及其制备工艺，更具体的说，本发明涉及应用在建筑领域尤其是可在潮湿界面施工的水固化环保型聚氨酯防水涂料及其制备工艺。
背景技术：
：聚氨酯防水涂料具有耐水、耐油、耐化学介质腐蚀、耐高低温等特性，拉伸强度高，延展性好，被认为是目前国际市场上性能最优异的防水产品，基本能满足大部分防水工程的需要。现有技术中聚氨酯防水涂料是由两个预先分别制备好的组分按一定比例混合反应制得，其中通常采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚多元醇制备A组分，B组分中的固化剂是通过3,3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲垸(MOCA)和聚醚多元醇制得。其中TDI属于危险运输品，有剧毒、易挥发、再生产储存过程中给操作人员的健康带来极大危害，并且近年来，由于原油价格上涨，且甲苯二异氰酸酯(TDI)应用领域广泛，造成TDI价格一路攀升。另外，其中使用的MOCA不仅具有致癌危险并且价格也十分昂贵，因此给聚氨酯涂料生产企业带来了极大的生存压力。技术人员和生产厂商们为了降低成本，在聚氨酯防水涂料中掺入大量煤焦油、石油沥青、芳烃油等作为活性液体填料，同时使用甲苯、二甲苯等有机溶剂作为稀释剂来调节粘度，改善施工性。但是这些填料和助剂严重污染环境，危害人体健康。本领域的技术人员也都在寻找更环保更便宜的替代原料，并且攻克因原料的改变而导致最终产品性能下降以及一些工艺上的困难。专利"高性能聚氨酯防水涂料及生产工艺"(公开号CN1952030A)，戴永清等人公开发表的"环保型聚氨酯建筑防水涂料的研究"(《中国建筑防水》，2002年第4期，19-20，26页)，颜永斌等人公开发表的"新型聚氨酯防水涂料性能的研究"(《涂料工业》，2004年第11期，1-4页)中都介绍了采用水替代MOCA作为固化交联剂制备聚氨酯防水涂料，而由于工艺上的困难，A组分中的TDI并没有被替代，没有从真正意义上保障工业安全防护和操作人员的身体健康。任普亮等人公开发表的论文"彩色聚氨酯防水涂料的研制"(《新型建筑材料》，2005年第3期，43-44页)，介绍了采用TDI或PAPI(纯MDI与多官能度的聚合MDI的混合物)制备双组分聚氨酯防水涂料预聚体，但由于工艺操作的困难，B组分(即交联组分)还是采用的是具有致癌危险的且价格昂贵的MOCA固化，并且B组分需要在一定温度(120°C)、压力(1.332.66kPa)下脱水一段时间，大大增加了生产工艺的复杂性。总之，由于产品性能的高要求和工艺上瓶颈，TDI和MOCA无法同时被更环保的原料取代，工艺复杂性太高，可实施性小，尤其是当MOCA被水取代后，工艺的复杂性大大增加。
发明内容针对上述的问题，本发明的目的是提供一种更环保、工艺更简单的高性能水固化聚氨酯防水涂料。该涂料由A组分和B组分按一定比例混合制备而成，其中所述的A组分包含重量比为60%70%的混合聚醚多元醇，25%35%的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),1%10%的增塑剂；所述的B组分包括重量比为35%45%的液体填料，45%~55%的无机粉体填料，1%~10%的化学助剂，1%10%的水；所述的混合聚醚多元醇为聚醚三元醇与聚醚二元醇的混合物且其中包含至少一种小分子聚醚二元醇，所述的化学助剂为消泡剂、乳化剂和增塑剂的混合物。所述的消泡剂主要用于抑制或消除涂料中的气泡，本发明可选用现有技术中常用的有机硅类消泡剂，例如聚硅氧烷、改性聚硅氧烷。所述的乳化剂属于一种表面活性剂，分子中含有亲水和亲油基团，能改善油水相容性，防止水与油性液体填料分层。本发明可选用常规易得的聚氧乙烯山梨酐单油酸酯(俗称土温-80)。所述的增塑剂，又叫软化剂，是用于增加涂膜柔韧性的一种涂料助剂，增塑剂的加入能增加涂膜的延伸性。本发明可选用苯二甲酸酯类增塑剂，例如苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯。上述的技术方案中，不仅A组分的原料中使用改性液化MDI来完全取代高毒性且昂贵的TDI，并且同时B组分中使用了水来完全替代M0CA。原料上能达到环保要求，并且发明人解决了现有技术中TDI和MOCA无法同时被更环保的原料取代的工艺瓶颈，本发明涂料具有以下4个优点1、采用上述原料且将各原料控制在上述比例，尤其是在混合聚醚多元醇中掺入一部分小分子聚醚二元醇能够保证本发明的涂料的各项基本性能优异；2、价钱相对较低的MDI是继TDI后发展起来的一种及其重要的异氰酸酯，其分子量比TDI大，产品挥发性小，对人体毒性相对小很多，有利于工业安全防护和操作人员的身体健康；3、A组分中的混合聚醚多元醇和增塑剂不需要高温减压脱水，只需要在80'C左右搅拌反应，并且B组分也不需要在高温高压下脱水和加热，大大简化了生产工艺，降低了生产能耗，节省了成本；4、本发明涂料可以在常温固化，并且采用了水作固化交联剂，可以在潮湿(表面无明水)的界面施工，特别地，可用于雨季、地下工程，能极大的縮短工期。作为本发明的进一步改进，所述的混合聚醚多元醇为聚醚三元醇N300、聚醚二元醇N220、小分子聚醚二元醇N210、N204。优选的，所述的混合聚醚多元醇中各组分的重量比如下25%35%的聚醚三元醇N330、45%55%的聚醚二元醇N220、10%20%的小分子聚醚二元醇N210、1%10%的小分子聚醚二元醇N204。优选的，聚醚三元醇N300、聚醚二元醇N220、小分子聚醚二元醇N210、N204的羟值为5359丽mg/g，5458隨mg/g，120126KOHmg/g，280290固mg/g。N210和N204属于小分子聚醚多元醇，它们的加入能极大地提高涂料的强度，并且与N220和N330合理搭配使用，既实现了涂料的高强度性能，又保障了涂料的高延展性。作为本发明的更进一步改进，所述的MDI为改性液化MDI，所述的改性液化MDI为氨基甲酸酯改性液化MDI、碳化二亚胺和脲酮亚胺改性液化MDI，或上述两者的混合物。目前工业上常用的改性液化MDI,如氨基甲酸酯改性液化MDI、碳化二亚胺和脲酮亚胺改性液化MDI。例如氨基甲酸酯改性液化MDI是使用适量的多元醇等化学品与过量的纯MDI发应，生成带有端异氰酸酯基(-NCO)的较大分子的改性液化MDI。改性液化MDI与纯MDI和PAPI相比，改性液化MDI常温下为液态，6不需要在施工时在加热融化，制备过程更简单，另外改性液化MDI自聚反应速度没有纯MDI快，因此易操作易储存。由于本发明涂料采用了活性较高的MDI，因此一般在产品常温施工应用时(IO'C以上)不需要添加任何催化剂，只是在气温低于l(TC时，可稍加催化剂，以縮短产品固化成膜时间。优选的，所述的B组分还可以包含0.1%0.5%的催化剂，所述的催化剂为有机金属催化剂和叔胺类催化剂的混合物。优选的，所述的催化剂为辛酸亚锡和三乙醇二胺按l:2的重量比混合后的混合物。所述的液体填料为石油树脂、古马隆中的一种或上述两者的混合物。这些液体填料比煤焦油之类更环保。作为本发明的再进一步改进，粉体填料优选了一种片状结构的无机物，细度为800目1250目。现在常用的无机粉料都是球形结构，很容易导致沉降分层。而本发明将无机粉料压成片状结构，能够增加粉料在液体填料中的浮力，提高B组分的储存稳定性，防止沉降分层。本发明还提供了一种制备上述的水固化环保型聚氨酯防水涂料的工艺，其通过分别生产A组分和B组分后，A组分和B组分混合反应制备得到水固化环保型聚氨酯防水涂料，其中所述的A组分生产工艺将混合聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中开始边搅拌边升温，升温至5(TC时开始加入MDI，并在该温度下搅拌30分钟后再继续升温，在80土2'C下保温23小时，冷却后再出料包装；所述的B组分生产工艺将液体填料加入搅拌釜中，将化学助剂溶解于热水后再倒入搅拌釜，搅拌0.51小时后加入无机粉体填料，搅拌12小时，最后用三辊研磨机研磨23遍，出料包装。从上述工艺可以看出，A组分中的混合聚醚多元醇和增塑剂不需要高温减压脱水，只需要在8(TC左右搅拌反应，并且B组分也不需要在高温高压下脱水和加热，大大简化了生产工艺，降低了生产能耗，节省了成本。综上所述，本发明涂料采用一些更环保的原料代替现有技术中的昂贵且危害健康的原料，同时也克服了现有技术中水固化聚氨酯防水涂料无法达到高强度高延伸要求的困难，简化了制备工艺，还降低了生产成本。具体实施方式实施例1A组分和B组分均以100份计A组分具体配比为65份混合聚醚多元醇(32份N220,20份N330，10份N210，3份N204)，30份MDI，5份增塑剂(苯二甲酸二辛酯)；B组分具体配比为42份液体填料(石油树脂)，50份无机粉体填料(IO份粉煤灰、IO份重钙粉、5份普通硅酸盐水泥、IO份氢氧化钙、15份片状结构SP无机粉)，3份化学助剂(0.3份消泡剂聚二甲基硅氧烷、0.7份乳化剂土温-80、2份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯)，5份热水。A组分的制备将混合聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中开始边搅拌边升温，升温至5(TC时开始加入MDI，并在该温度下搅拌30分钟后再继续升温，在80士2'C下保温23小时，冷却后再出料包装；B组分的制备按配比将液体填料(石油树脂)倒入搅拌釜中，将各种化学助剂溶解于计量的热水中后再倒入搅拌釜，搅拌1小时后加入无机粉体填料，再搅拌1.5小时，用三辊研磨机研磨2遍，最后出料包装。将所得的A组分和B组分按1:2的质量比混合反应制备得到本发明的水固化聚氨酯防水涂料。实施例1所得产品的各项性能指标测试结果如下表表l实施例l产品性能测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上表中可以看出，实施例1所得产品的各项性能数据都达到了本领域所熟知的GB/T19250-2003技术指标，并且还有少数指标远高于规定的技术指标。权利要求1、一种水固化环保型聚氨酯防水涂料，其由A组分和B组分按一定比例混合制备而成，其特征在于所述的A组分包含重量比为60％～70％的混合聚醚多元醇，25％～35％的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，1％～10％的增塑剂；所述的B组分包括重量比为35％～45％的液体填料，45％～55％的无机粉体填料，1％～10％的化学助剂，1％～10％的水；所述的混合聚醚多元醇为聚醚三元醇与聚醚二元醇的混合物且其中包含至少一种小分子聚醚二元醇，所述的化学助剂为消泡剂、乳化剂和增塑剂的混合物。2、根据权利要求1所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的混合聚醚多元醇为聚醚三元醇N300、聚醚二元醇N220、小分子聚醚二元醇N210、N204。3、根据权利要求2所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的混合聚醚多元醇中各组分的重量比如下25%35%的聚醚三元醇N330、45%55%的聚醚二元醇N220、10%20%的小分子聚醚二元醇N210、1。％10%的小分子聚醚二元醇N204。4、根据权利要求2所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于聚醚三元醇N300、聚醚二元醇N220、小分子聚醚二元醇N210、N204的羟值为5359K0Hmg/g，5458KOHmg/g，120126KOHmg/g，280290KOHmg/g。5、根据权利要求1所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的MDI为改性液化MDI,所述的改性液化MDI为氨基甲酸酯改性液化MDI、碳化二亚胺和脲酮亚胺改性液化MDI,或上述两者的混合物。6、根据权利要求1所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的B组分还可以包含0.1%0.5%的催化剂，所述的催化剂为有机金属催化剂和叔胺类催化剂的混合物。7、根据权利要求6所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的催化剂为辛酸亚锡和三乙醇二胺按1:2的重量比混合后的混合物。8、根据权利要求1所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于所述的液体填料为石油树脂、古马隆中的一种或上述两者的混合物。9、根据权利要求1所述的水固化环保型双组分聚氨酯防水涂料，其特征在于无机粉体填料为片状结构的，细度为800目1250目。10、一种制备如权利要求1所述的水固化环保型聚氨酯防水涂料的工艺，其通过分别生产A组分和B组分后，A组分和B组分混合反应制备得到水固化环保型聚氨酯防水涂料，其特征在于-所述的A组分生产工艺将混合聚醚多元醇和增塑剂投入反应釜中开始边搅拌边升温，升温至5(TC时开始加入MDI，并在该温度下搅拌30分钟后再继续升温，在80士2。C下保温23小时，冷却后再出料包装；所述的B组分生产工艺将液体填料加入搅拌釜中，将化学助剂溶解于热水后再倒入搅拌釜，搅拌0.51小时后加入无机粉体填料，搅拌12小时，最后用三辊研磨机研磨2~3遍，出料包装。全文摘要本发明涉及一种水固化环保型聚氨酯防水涂料及其制备工艺，特别是可在潮湿界面施工的水固化环保型聚氨酯防水涂料。本发明涂料由A组分和B组分按一定比例混合制备而成，其中A组分包含重量比为60％～70％的混合聚醚多元醇，25％～35％的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，1％～10％的增塑剂；B组分包括重量比为35％～45％的液体填料，45％～55％的无机粉体填料，1％～10％的化学助剂，1％～10％的水。本发明涂料采用一些更环保的原料代替现有技术中的昂贵且危害健康的原料，同时也克服了现有技术中水固化聚氨酯防水涂料无法达到环保型的困难，简化了制备工艺，还降低了生产成本。文档编号C09D5/16GK101230233SQ200810018540公开日2008年7月30日申请日期2008年2月22日优先权日2008年2月22日发明者储建军,康杰分,军杨,杨柄元,沈春林,王玉峰申请人:苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司