一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料及其制备方法与流程

本申请涉及防水涂料技术的领域，具体涉及一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而生成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、助剂、填充剂等，经混合加工制成的一种防水涂料。聚氨酯防水涂料是一种反应固化型涂料，具有强度高、延伸率大、耐水性好等特点。

2、聚氨酯防水涂料包括溶剂型和无溶剂型，随着对防水涂料环保型要求的提高，对聚氨酯防水涂料中的挥发性有机化合物(voc)含量的要求也越来越高。无溶剂型聚氨酯防水涂料不添加任何挥发性有机溶剂，所以可以减少因溶剂挥发带来的voc释放，但是无溶剂型聚氨酯防水涂料使用的潜固化剂，在涂料固化过程中会产生较多的醛/酮类化合物挥发至大气中，导致防水涂料的voc释放量仍然较高，难以满足越来越高的环保要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料及其制备方法，旨在减少聚氨酯防水涂料施工过程中voc的释放，以满足越来越高的环保要求。

2、第一方面，本申请实施例提供一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，所述涂料的原料包括：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、潜固化剂和助剂；

3、所述潜固化剂具有式(i)所示的结构：

4、

5、r1选自c1～c10亚烷基、任选取代的c6～c10亚芳基、c3～c8环烷基中的任意一种，

6、r2选自氢原子、c1～c6烷基、c6～c10芳基、c3～c6环烷基中的任意一种，r3选自烷基、芳基、环烷基中的任意一种；

7、所述助剂包括颜填料、增塑剂、催化剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。

8、本申请实施例中使用的潜固化剂是一种半封闭亚胺类潜固化剂，即潜固化剂的一端保留氨基，相较于现有技术中全封闭亚胺类潜固化剂，该潜固化剂在聚氨酯涂料涂膜固化过程中产生的挥发性有机化合物(主要为醛/酮类化合物)的量会减少约一半，使得聚氨酯涂料施工过程中的污染物释放量大幅减少，进而满足更高的环保要求。此外，具有本申请实施例中公开的结构的潜固化剂，由于其分子结构的一端存在氨基，在聚氨酯涂料合成过程中，该潜固化剂会参与聚氨酯涂料的前期合成反应过程中，潜固化剂分子结构中的氨基与聚氨酯分子端部的异氰酸酯基(-nco)发生反应，使潜固化剂分子接枝在聚氨酯分子上，使得聚氨酯分子结构的规整性更高，进而可以提升聚氨酯涂料的强度和拉伸性能。

9、在本申请的一些实施例中，式(i)中，r1选自亚乙基、亚丙基、亚己基、亚苯基中的任意一种。

10、在本申请的一些实施例中，式(i)中，r2选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基中的任意一种。

11、在本申请的一些实施例中，式(i)中，r3选自甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、羟苯基、烯丙苯基中的任意一种。

12、在本申请的一些实施例中，所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体包括聚醚型聚氨酯预聚体。

13、在本申请的一些实施例中，所述助剂包括颜填料、增塑剂、催化剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。

14、在本申请的一些实施例中，所述涂料包括以下重量份数的原料：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体100份，潜固化剂7～15份，颜填料70～100份，增塑剂10～40份，催化剂0.1～0.5份，分散剂0.05～0.25份，消泡剂0.05～0.5份。

15、在本申请的一些实施例中，所述颜填料包括纳米碳酸钙、滑石粉、气相二氧化硅、硫酸钡、重钙、高岭土、炭黑、氧化铁红、钛白粉中的一种或多种组合。

16、在本申请的一些实施例中，所述增塑剂包括氯化石蜡类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂、邻苯二甲酸类增塑剂、磷酸三辛酯类增塑剂中的一种或多种组合。

17、在本申请的一些实施例中，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铅、异辛酸铋中的一种或多种组合。

18、在本申请的一些实施例中，所述分散剂包括阴离子型润湿分散剂中的一种或多种组合。例如，分散剂可以是聚羧酸盐类、聚羧酸铵盐类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种组合。

19、在本申请的一些实施例中，所述消泡剂包括有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂中的一种或其组合。

20、在本申请的一些实施例中，所述涂料中挥发性有机化合物含量低于18g/l。

21、第二方面，本申请实施例提供了一种，改性无溶剂型聚氨酯防水涂料的制备方法，包括：

22、分别提供异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、式(i)潜固化剂和助剂，

23、

24、其中，r1选自c1～c10亚烷基、任选取代的c6～c10亚芳基、c3～c8环烷基中的任意一种，

25、r2选自氢原子、c1～c6烷基、c6～c10芳基、c3～c6环烷基中的任意一种，r3选自烷基、芳基、环烷基中的任意一种；

26、将所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、潜固化剂与助剂混合，得到改性无溶剂型聚氨酯防水涂料。

27、在本申请的一些实施例中，所述提供潜固化剂包括：使相应的二元胺和醛/酮类化合物在惰性气氛保护下反应得到所述潜固化剂，其中，所述二元胺和所述醛/酮类化合物的摩尔比为1:(1～1.1)。

28、在本申请的一些实施例中，所述二元胺包括乙二胺、丙二胺、己二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或多种组合。

29、在本申请的一些实施例中，所述醛/酮类化合物包括丙酮、丁酮、戊酮、环己酮、苯乙酮、甲基异丁基甲酮、甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、苯甲醛、水杨醛、肉桂醛中的一种或多种组合。

技术特征：

1.一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述涂料的原料包括：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、潜固化剂和助剂；

2.根据权利要求1所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，式(i)中，r1选自亚乙基、亚丙基、亚己基、亚苯基中的任意一种，和/或

3.根据权利要求1所述改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体包括聚醚型聚氨酯预聚体。

4.根据权利要求1所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述涂料包括以下重量份数的原料：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体100份，潜固化剂7～15份，颜填料70～100份，增塑剂10～40份，催化剂0.1～0.5份，分散剂0.05～0.25份，消泡剂0.05～0.5份。

5.根据权利要求4所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述颜填料包括纳米碳酸钙、滑石粉、气相二氧化硅、硫酸钡、重钙、高岭土、炭黑、氧化铁红、钛白粉中的一种或多种组合，和/或

6.根据权利要求1～5任一项所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述涂料中挥发性有机化合物含量不超过18g/l。

7.一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，所述提供潜固化剂包括：使相应的二元胺和醛/酮类化合物在惰性气氛保护下反应得到所述潜固化剂，其中，所述二元胺和所述醛/酮类化合物的摩尔比为1:(1～1.1)。

9.根据权利要求8所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，所述二元胺包括乙二胺、丙二胺、己二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或多种组合。

10.根据权利要求8所述的改性无溶剂型聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于，所述醛/酮类化合物包括丙酮、丁酮、戊酮、环己酮、苯乙酮、甲基异丁基甲酮、甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、苯甲醛、水杨醛、肉桂醛中的一种或多种组合。

技术总结
本申请公开了一种改性无溶剂型聚氨酯防水涂料及其制备方法，无溶剂型聚氨酯防水涂料的原料包括：异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、潜固化剂和助剂；潜固化剂具有式(I)所示的结构：R1选自C1～C10亚烷基、任意取代的C6～C10亚芳基、C3～C8环烷基中的任意一种，R2选自氢原子、C1～C6烷基、芳基、C3～C6环烷基中的任意一种，R3选自烷基、芳基、环烷基中的任意一种；助剂包括颜填料、增塑剂、催化剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。在聚氨酯涂料中使用具有上述结构的潜固化剂，可以使聚氨酯涂料涂膜固化过程中产生的挥发性有机化合物降低一半左右，进而减少聚氨酯涂料施工过程中的污染物释放，满足更高的环保要求。

技术研发人员：郑连涛,陈立义,党思博
受保护的技术使用者：南通科顺建筑新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15