一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料及其制备方法与流程

本技术涉及防水涂料，更具体地说，它涉及一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯防水涂料主要是多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯等原材料聚合反应而形成大分子预聚体，在施工时涂刷在基层，干燥固化成膜后起到防水作用；聚氨酯防水涂料不仅具有优异的防水性能，还具有粘结强度高、耐磨、耐油、耐酸碱、耐冲击性能、电绝缘性等优点；因此，在建筑防水领域得到普遍认可。

2、在立面或斜坡面的刷涂过程中，聚氨酯防水涂料常因重力原因，向下流淌，出现严重的流挂现象，从而导致涂膜上部挂不起厚度，且膜层厚薄不均，需要多次涂刷才能达到预想的涂膜厚度，极大地影响施工效率。

3、目前，抗流挂聚氨酯防水涂料通常加入触变剂，如气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、改性脲溶液等，来提升抗流挂性能；虽然在一定程度上能够实现了抗流挂性能，但抗流挂性能仍有不足，且涂膜的强度也存在一定的缺陷，进而难以满足长期、稳定的防水性能；因此，亟需提出一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料及其制备方法，以解决聚氨酯防水涂料的抗流挂效果较差的问题，扩大聚氨酯防水涂料的应用前景。

技术实现思路

1、为了解决现有的聚氨酯防水涂料的抗流挂效果不佳的问题，本技术提供了一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供了一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料，采用如下的技术方案：一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料，包括以下重量份原料：聚醚多元醇32-45份、腰果酚基多元醇16-28份、异佛尔酮二异氰酸酯40-55份、抗流挂剂8-12份、增塑剂6-7份、分散剂1-2份、胺类交联剂1-3份、催化剂0.1-0.2份、溶剂10-15份、消泡剂0.05-0.25份；

3、所述抗流挂剂由质量比为2:3-7为纳米碳酸钙和改性累托石混合而得。

4、通过采用上述技术方案，本技术以聚醚多元醇、腰果酚基多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、抗流挂剂、增塑剂、分散剂、胺类交联剂、催化剂、溶剂、消泡剂为主要原料，聚醚多元醇、腰果酚基多元醇的羟基-oh与异佛尔酮二异氰酸酯的不饱和键-n＝c＝o发生反应，形成含有重复的氨基甲酸酯基-nh-coo-的聚氨酯预聚体；并加入抗流挂剂和胺类交联剂，能够进一步增加交联密度，使得聚氨酯的防水性能、力学性能、耐磨性能都得到显著地提高，并且获得突出的抗流挂效果；同时还加入了增塑剂、分散剂和消泡剂，使得聚氨酯的整体性能更加优异。

5、另外，纳米碳酸钙表面的羟基能够与其他组分以氢键形式结合，在聚氨酯体系中，可以形成动态三维网络结构，因氢键结合力较弱，在剪切力的作用下，三维网络结构被破坏，剪切力去除后又能恢复原来静止时的形状；因此，纳米碳酸钙能够起到良好的抗流挂效果；改性累托石不仅具有累托石自身优异的分散性、热稳定性和耐高温性能，而且能够与其他组分之间通过化学键合或结构嵌合，增加了聚氨酯的粘度，减少流挂现象的发生；本技术的抗流挂剂由特定质量比的纳米碳酸钙和改性累托石混合而得，二者协同增效，有效改善了聚氨酯的流挂现象。

6、优选的，所述聚醚多元醇由数均分子量为1000-3000的聚氧化丙烯二醇与数均分子量为1000-3000的聚四氢呋喃醚二醇按质量比为3:1-5混合而得。

7、通过采用上述技术方案，本技术的聚醚多元醇由特定质量比的聚氧化丙烯二醇与聚四氢呋喃醚二醇混合而得，并控制二者的数均分子量，能够增加聚氨酯的交联密度，提高聚氨酯的防水性能和力学性能，同时将聚氨酯的粘度控制在适中的范围内，保证聚氨酯具有显著的抗流挂性能。

8、优选的，所述腰果酚基多元醇，包括以下重量份原料：腰果酚40-58份、环氧丙烷6-9份、1,4-二硫代苏糖醇8-14份、过氧化苯甲酰0.5-1.2份、二氯甲烷30-40份。

9、优选的，所述腰果酚基多元醇，由以下方法制得：

10、将腰果酚、环氧丙烷溶于二氯甲烷，并加入过氧化苯甲酰，在氮气保护下，以60-70℃反应3-5h后，加入1,4-二巯基苏糖醇，升温至78-92℃，继续反应2-3h，随后减压蒸除溶剂及残留单体，得腰果酚基多元醇。

11、通过采用上述技术方案，腰果酚能够为聚氨酯体系提供良好的韧性，且具有优异的疏水性、低渗透性和耐高温性能；本技术的腰果酚的碳碳双键先与环氧丙烷发生开环加成反应，增加腰果酚分子上的羟基数目，随后1,4-二巯基苏糖醇的巯基进攻剩余腰果酚的碳碳双键，发生巯基-烯点击反应，进一步增加腰果酚分子上的羟基数目，使最终获得腰果酚基多元醇具有立体结构；本技术的腰果酚基多元醇能够增加聚氨酯的交联密度，在提高聚氨酯的力学性能和防水性能的同时，还使得聚氨酯的抗流挂性能也得到了显著地提高。

12、优选的，所述改性累托石，包括以下重量份原料：累托石8-13份、烷基酚聚氧乙烯醚5-7份、盐酸多巴胺2-4份、三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液20-30份、水20-40份。

13、优选的，所述改性累托石，由以下方法制得：

14、s1、先将经微波处理的累托石加入水中，分散均匀后，加入烷基酚聚氧乙烯醚，在60-80℃下，超声反应2-3h，过滤，洗涤，干燥，研磨至200-400目，得预处理的累托石；

15、s2、先将盐酸多巴胺加入浓度为0.1-0.4mol/l，ph为8-9的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液中，混合均匀后，加入步骤s1所得预处理的累托石，在30-40℃下超声反应8-12h，过滤，洗涤，干燥，得改性累托石。

16、通过采用上述技术方案，本技术先采用微波活化累托石，能够去除累托石层间杂质，增大累托石的比表面积与层间距，再采用烷基酚聚氧乙烯醚嵌入到累托石的层间，烷基酚聚氧乙烯醚与累托石表面的羟基发生键和作用而引入新的功能基团，进一步增大累托石的层间距，显著提高累托石的吸附性和疏水性，使累托石具有优异的分散性和热稳定性；随后多巴胺分子在弱碱性环境下容易发生自聚反应，在累托石的表面形成粘性较强的聚多巴胺，使得改性累托石的表面产生大量的活性基团，促使改性累托石能够与其他组分以化学键的形式连接，进而改善累托石和聚氨酯预聚物界面接合，使聚氨酯防水涂料具有突出的抗流挂性能。

17、优选的，所述增塑剂由质量比为2-6:5的牡丹籽油和核桃油混合而得。

18、通过采用上述技术方案，本技术以特定质量比的牡丹籽油和核桃油的混合物为增塑剂，二者协同增效，不仅起到良好的增韧增塑的作用，还对光和热具有良好的稳定作用，具有耐高温、耐低温、不迁移等优点，且可生物降解、可再生，绿色环保。

19、优选的，所述胺类交联剂由质量比为3:2-5的三乙醇胺和乙二胺混合而得。

20、通过采用上述技术方案，胺类交联剂能够提高交联密度，本技术以三乙醇胺和乙二胺的混合物为胺类交联剂，二者的结构不同，相互辅助，有效丰富了聚氨酯的内部结构，进而提高了聚氨酯的综合性能。

21、优选的，所述分散剂为羟甲基纤维素钠。

22、优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

23、优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二新癸酸二甲基锡和双吗啉基二乙基醚中的至少一种。

24、优选的，所述溶剂为二价酸酯和/或二乙基甲酰胺。

25、第二方面，本技术提供了一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

26、一种抗流挂型环保聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

27、步骤1)将聚醚多元醇、腰果酚基多元醇、增塑剂、分散剂，在转速300-400r/min下搅拌均匀，升温至84-103℃，并进行真空脱水至水分含量≤0.5‰，得混合物；

28、步骤2)关闭真空泵，启动氮气保护，氮气压力为0.015-0.025mpa，并将步骤1)所得混合物降温至75-82℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂，调节转速为500-700r/min反应2-3h，得第一反应产物；

29、步骤3)将步骤2)所得第一反应产物降温至60-70℃，加入抗流挂剂和胺类交联剂，保持相同转速继续反应1-2h，得第二反应产物；

30、步骤4)向步骤3)所得第二反应物中加入消泡剂和溶剂，调节转速为200-400r/min搅拌20-40min，之后关闭氮气保护，打开真空泵，保持真空30-60min，得抗流挂聚氨酯防水涂料。

31、通过上述技术方案，本技术的聚氨酯防水涂料的制备方法，步骤简单，成本低，并在制备聚氨酯防水涂料的过程中，控制各工艺参数，极大地提高了聚氨酯防水涂料的抗流挂效果、防水性能以及力学性能，优化了聚氨酯防水涂料的综合性能，具有广阔的应用前景。

32、综上所述，本技术具有以下有益效果：

33、1、本技术的聚氨酯防水涂料的制备原料包括聚醚多元醇、腰果酚基多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、抗流挂剂、增塑剂、分散剂、胺类交联剂、催化剂、溶剂、消泡剂等；且抗流挂剂由纳米碳酸钙和改性累托石混合而得；所得聚氨酯防水涂料的抗流挂性能、防水性能、力学性能都得到了显著地提高。

34、2、本技术的腰果酚基多元醇是采用腰果酚先与环氧丙烷进行开环加成，再与1,4-二巯基苏糖醇发生巯基-烯点击反应，极大地提高腰果酚分子上的羟基数目，所得腰果酚基多元醇能够增加聚氨酯的交联密度，进而提高聚氨酯防水涂料的抗流挂性能。

35、3、本技术通过微波、烷基酚聚氧乙烯醚、聚多巴胺累托石共同作用于累托石而得改性累托石，改性累托石能够与纳米碳酸钙，协同增效，有效改善聚氨酯防水涂料的抗流挂性能。

36、4、本技术的聚氨酯防水涂料的制备方法，步骤简单，且绿色环保，适合工业化生产，所得聚氨酯防水涂料的施工性能优异且抗流挂效果突出、成本低，能够更好地满足建筑施工的高要求，具有广阔的市场前景。