本发明涉及涂料
技术领域：
，尤其涉及一种高铁用聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术：
：高速铁路简称“高铁”，是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化)，使最高营运速率达到不小于每小时200公里，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。防水材料主要有三类：防水卷材、聚氨酯防水材料、新型聚合物水泥基防水材料。防水材料主要是用来防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物。铁路线主要由路基、桥梁和隧道组成，由于高铁、客运专线的运行特点，桥梁占线路比例大幅增加，已超过50％。在桥梁混凝土桥面设置防水层，可以有效阻隔水渗入桥面板结构内，减缓混凝土的老化及桥面板内钢筋锈蚀，从而达到提高混凝土桥结构耐久性的目的。所以桥面防水是混凝土桥梁工程中的一个重要组成部分，目前高铁用防水涂料模量和弹性不可兼顾。现有的高铁用聚氨酯防水涂料，因拉伸强度需要，其一般为双组分聚氨酯，分为甲组分和乙组分，在使用过程中需要将甲、乙组分按照一定比例混合，搅拌均匀后才能使用。一般甲组分为聚氨酯预聚体，乙组分为固化体系。因为双组分高铁用聚氨酯防水涂料在施工前存在配料工序，所以容易发生计量差错，导致防水涂膜物理性能及防水效果降低；涂料在搅拌过程中容易起泡，使防水涂膜中间易出现暗泡、针孔，影响外观和防水效果；甲、乙组分在搅拌均匀后，必须在其固化时间内使用完材料，否则材料会因反应使粘度上升，变稠后无法刮涂或辊涂。本发明提供了一种高铁用聚氨酯防水涂料，具有优异的防水、抗紫外、抗菌效果。技术实现要素：针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种高铁用聚氨酯防水涂料。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种高铁用聚氨酯防水涂料的制备方法。本发明目的是通过如下技术方案实现的：一种高铁用聚氨酯防水涂料，由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇45-55份、氯化石蜡10-20份、二苯基甲烷二异氰酸酯10-20份、十二烷基磺酸钠0.3-1.3份、滑石粉15-25份、膨润土5-15份、3-羟乙基-1,3-噁唑烷3-7份、辛酸亚锡0.1-0.3份、三乙醇胺0.2-0.6份、1,4-丁二醇0.5-1.5份、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.1-0.3份、无机抗菌剂2-8份、紫外吸收剂1-5份。优选地，所述的无机抗菌剂为溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌中一种或多种的混合物。更优选地，所述的无机抗菌剂由溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌混合而成，所述溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。优选地，所述的紫外吸收剂为2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮中一种或多种的混合物。更优选地，所述的紫外吸收剂由2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮混合而成，所述2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。优选地，所述的聚醚多元醇的羟值为20-300mgKOH/g，可以为聚醚DL-400、聚醚DL-1000D、聚醚DL-2000D、聚醚DL-3000D、聚醚DL-4000D、聚醚MN-3050DF、聚醚MN-3050D中一种或多种组成。本发明还提供了上述高铁用聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比将聚醚多元醇、氯化石蜡、十二烷基磺酸钠、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、无机抗菌剂、紫外吸收剂加入反应釜中，加热至温度为100-110℃，以转速为300-600转/分搅拌15-25分钟，然后加入滑石粉、膨润土以转速为300-600转/分搅拌5-15分钟；(2)将温度升至115-125℃并减压至-0.092MPa～-0.096MPa真空脱水1.5-2.5小时后去除真空，降温至75-85℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯反应1.5-2.5小时；(3)将温度控制在75-85℃，加入辛酸亚锡反应0.1-1小时，然后加入三乙醇胺反应3-7分钟，再加入3-羟乙基-1,3-噁唑烷反应20-30分钟；最后加入1,4-丁二醇反应20-30分钟；(4)停止搅拌，冷却降温至55-65℃，在-0.03～-0.09MPa下真空脱泡10-20分钟，然后用20-80目双层铁网过滤。本发明提供的高铁用聚氨酯防水涂料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合高铁用聚氨酯防水涂料的紫外吸收剂、无机抗菌剂种类及用量，提高了防霉性、抗菌性、抗紫外性，具有优异的物理机械性能、耐温性、耐候性、耐化学介质性及突出的耐磨性，施工方便，效率高。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。实施例中各原料介绍：氯化石蜡，CAS号：106232-86-4，具体采用济南银菊化工有限公司提供的氯化石蜡-70。二苯基甲烷二异氰酸酯，CAS号：5101-68-8。十二烷基磺酸钠，CAS号：2386-53-0。滑石粉，CAS号：14807-96-6，具体采用上海亮江钛白化工制品有限公司提供的1250目涂料级滑石粉。膨润土，CAS号：1302-78-9，具体采用灵寿县恒昌矿产品加工厂提供的膨润土，粒度800目。3-羟乙基-1,3-噁唑烷，参照高峻等《3-羟乙基-1,3-噁唑烷的合成和表征及其初步应用》中1.2节的方法制备。辛酸亚锡，CAS号：301-10-0。三乙醇胺，CAS号：102-71-6。1,4-丁二醇，CAS号：110-63-4。3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，CAS号：2530-85-0。聚醚DL-1000D，采用山东蓝星东大化工有限责任公司提供的牌号为DL-1000D，羟值为109-115mgKOH/g的聚醚多元醇。聚醚DL-2000D，采用山东蓝星东大化工有限责任公司提供的牌号为DL-2000D，羟值为54.5-57.5mgKOH/g的聚醚多元醇。聚醚MN-3050DF，采用山东蓝星东大化工有限责任公司提供的牌号为MN-3050DF，羟值为54.5-57.5mgKOH/g的聚醚多元醇。溴化银，CAS号：7785-23-1，粒径800目。磷酸二氢锌，CAS号：13598-37-3，粒径800目。钨酸锌，CAS号：13597-56-3，粒径800目。2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸，CAS号：143982-77-8。2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮，CAS号：4065-45-6。4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮，即紫外线吸收剂UV-9，CAS号：131-57-7。实施例1高铁用聚氨酯防水涂料原料(重量份)：聚醚DL-1000D29份、聚醚DL-2000D14份、聚醚MN-3050DF7份、氯化石蜡15份、二苯基甲烷二异氰酸酯15份、十二烷基磺酸钠0.5份、滑石粉20份、膨润土10份、3-羟乙基-1,3-噁唑烷5份、辛酸亚锡0.2份、三乙醇胺0.4份、1,4-丁二醇0.9份、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.2份、无机抗菌剂3份、紫外吸收剂1.2份。所述的无机抗菌剂由溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。所述的紫外吸收剂由2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。高铁用聚氨酯防水涂料的制备：(1)按配比将聚醚DL-1000D、聚醚DL-2000D、聚醚MN-3050DF、氯化石蜡、十二烷基磺酸钠、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、无机抗菌剂、紫外吸收剂加入反应釜中，加热至温度为105℃并将温度控制为105℃，以转速为400转/分搅拌20分钟；然后加入滑石粉、膨润土，将温度控制为105℃，以转速为400转/分搅拌10分钟；(2)将温度升至120℃并将温度控制为120℃，减压至-0.095MPa真空脱水2小时后去除真空；降温至80℃并将温度控制为80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯以转速为400转/分搅拌2小时；(3)将温度控制为80℃，加入辛酸亚锡以转速为400转/分搅拌0.5小时，然后加入三乙醇胺以转速为400转/分搅拌5分钟，再加入3-羟乙基-1,3-噁唑烷以转速为400转/分搅拌25分钟；最后加入1,4-丁二醇以转速为400转/分搅拌25分钟；(4)停止搅拌，冷却降温至60℃，在-0.05MPa下真空脱泡15分钟，然后用30目双层铁网过滤。得到实施例1的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例2与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由磷酸二氢锌、钨酸锌按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例3与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由溴化银、钨酸锌按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例4与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由溴化银、磷酸二氢锌按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例5与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例6与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的高铁用聚氨酯防水涂料。实施例7与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的高铁用聚氨酯防水涂料。测试例1对实施例1-7制备得到的高铁用聚氨酯防水涂料的耐黄变性能进行测试，耐黄变性按IOS11507：1997测试。具体测试结果见表1。表1：耐黄变性能测试表(90℃，500h)比较实施例1与实施例2-4，实施例1(溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌复配)耐黄变性能明显优于实施例2-4(溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮复配)耐黄变性能明显优于实施例5-7(2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮中任意二者复配)。测试例2对实施例1-7制备得到的高铁用聚氨酯防水涂料的抗菌性能进行测试，抗菌性能按GB/T21866-2008抗菌涂料抗菌性能测定方法和抗菌效果、HG/T3980-2007抗菌涂料测定，大肠杆菌ATYCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538。具体测试结果见表2。表2：高铁用聚氨酯防水涂料抗菌性能测试数据表大肠杆菌杀菌率，％金黄色葡萄球菌杀菌率，％实施例198.698.9实施例294.293.2实施例394.093.7实施例493.193.9实施例596.296.8实施例696.496.5实施例796.596.6比较实施例1与实施例2-4，实施例1(溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌复配)抗菌性能明显优于实施例2-4(溴化银、磷酸二氢锌、钨酸锌中任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮复配)抗菌性能明显优于实施例5-7(2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮中任意二者复配)。当前第1页1 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