一种双组份喷涂聚脲防水涂料的制作方法

本发明涉及一种双组份喷涂聚脲防水涂料，属于涂料。

背景技术：

1、喷涂聚脲防水涂料是聚氨酯涂料领域近几年开发的研究成果， 具有许多突出的应用特性，如熟化快、对湿度不敏感、硬度以及抗张强度高、抗化学性和抗水性好、耐磨损性能优良等。喷涂聚脲防水涂料中，聚脲所含的氨基，其与异氰酸酯基团的反应活性远高于聚氨酯防水涂料体系中羟基与异氰酸酯基团的反应活性，从而避免了聚氨酯与水反应而产生气泡的现象，性能明显优于聚氨酯体系的防水涂料。但喷涂聚脲防水涂料体系中为了得到较高力学性能和较好防水效果的涂料同时也为了降低成本，多使用芳香族的异氰酸酯和端氨基树脂，这些含芳环的物质易黄变，耐老化性比较差，反应速度往往过快，造成聚脲防水涂料对基材的润湿能力差，粘接效果不好，易造成涂层脱落，因此反应速度适中、粘接强度高且耐老化性能较好的双组份喷涂聚脲防水涂料是目前市面上比较缺乏的产品。

2、中国专利cn107779065a公开了一种聚脲防水涂料及其制备方法，包括a组分和b组分，所述a组分包括：3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯，聚醚多元醇，溶剂；b组分包括：氨基聚醚，胺类扩链剂，增塑剂，硅烷改性纳米立德粉。本发明以3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯为原料，提高了聚脲防水涂料的光稳定性和耐候性，克服了以芳香族化合物为原料涂料易老化的问题，确保涂料具有足够的凝胶和固化时间，涂料和基材渗透结合较好。该专利用不含芳环的异氰酸酯，即3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯为原料，来得到耐老化性能好的防水涂料，这无疑会增加喷涂聚脲防水涂料的成本，另外硅烷改性纳米立德粉的表面疏水性比较高，难以在极性较强的b组份中得到较好的分散效果，继而难以有效提高聚脲防水涂料的光稳定性。

3、中国专利cn114479646a公开了一种聚脲防水涂料及其制备方法，由单独存放的a组分和b组分制成；a组分包括聚醚多元醇、液化mdi和丙烯酸树脂；b组分包括氨基聚醚和氨基扩链剂；其制备方法为：将聚醚多元醇在100~110℃、真空度（-0.08）~（-0.05）mpa，脱水，得到脱水的聚醚多元醇；将液化mdi和丙烯酸树脂加入50~70℃脱水的聚醚多元醇，搅拌混合，再加改性纳米二氧化钛，在75~80℃搅拌混合和，得a组分；将氨基聚醚和氨基扩链剂在100~110℃、真空度（-0.09）~（-0.08）mpa，脱水，在40~50℃，搅拌混合，得b组分。该专利用丙烯酸树脂改善了聚脲防水涂料的粘接性，同时用浓酸对纳米二氧化钛做了表面改性，但这种改性并不能有效降低纳米二氧化钛的表面极性，纳米二氧化钛很难均匀分散到防水涂料中，故纳米二氧化钛难以在防水涂料形成的涂层中发挥其紫外吸收能力，故该专利所得聚脲防水涂料的耐老性并未得到改善。

4、以上可以看到目前双组份喷涂聚脲防水涂料仍存在反应速度过快、粘接力差、耐老化性能不佳等问题，因此开发反应速度适中、粘接强度高、耐老化性能好的双组份喷涂聚脲防水涂料具有重要意义。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种双组份喷涂聚脲防水涂料，实现以下发明目的：制备出反应速度适中、粘接强度高、耐老化性能好的双组份喷涂聚脲防水涂料。

2、为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种双组份喷涂聚脲防水涂料，所述双组份喷涂聚脲防水涂料由a组份和b组份构成，使用时a组份和b组份按质量比1:1混合后喷涂施工；

4、所述a组份由二苯基甲烷二异氰酸酯、聚己二醇乙二醇酯、三羟甲基丙烷、聚四氢呋喃醚二醇、醋酸丁酯、二氧哌嗪甲酰氯改性木质素、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂制备得到；

5、所述b组份由端胺基聚醚d2000、4,4'-二氨基二苯醚、二乙基甲苯二胺、二甲硫基二氨基甲苯、改性纳米二氧化钛、聚磷酸酯分散剂、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂制备得到；

6、以下是对上述技术方案的进一步改进：

7、步骤1、二氧哌嗪甲酰氯改性木质素的制备：

8、将木质素破碎成400~800目颗粒后，置于90~120℃下烘干至水分含量0.05~0.15wt%，得到干燥木质素颗粒，然后将干燥木质素颗粒、丙酮、三乙胺加入到反应釜中，控制搅拌速率300~600转/分，温度30~50℃，恒温回流状态下，向反应釜中滴加二氧哌嗪甲酰氯和丙酮的混合液，滴加速率0.1~0.9克/秒，滴加完毕后，继续反应60~90分钟后，加入2,2'-二羟基联苯，搅拌反应10~20分钟后降至室温，出料过滤，滤出的固体用去离子水浸泡洗涤3~5遍后，放于70~85℃烘箱中，干燥8~11小时后，得到二氧哌嗪甲酰氯改性木质素；

9、所述干燥木质素颗粒、丙酮、三乙胺的投料质量比为20~40:90~120:2~5；

10、所述滴加二氧哌嗪甲酰氯和丙酮的混合液，滴加质量为干燥木质素颗粒质量的1.3~1.6倍；

11、所述二氧哌嗪甲酰氯和丙酮的混合液，二氧哌嗪甲酰氯和丙酮的质量比为5~9:25；

12、所述2,2'-二羟基联苯，其加入的质量为干燥木质素颗粒质量的0.1~0.2wt%。

13、步骤2、a组份的制备：

14、将聚己二醇乙二醇酯、三羟甲基丙烷、聚四氢呋喃醚二醇、醋酸丁酯、二氧哌嗪甲酰氯改性木质素、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂加入反应釜中，控制搅拌速率250~600转/分下，抽真空同时加热至60~85℃，持续抽真空并恒温搅拌1~4小时，脱除上述物料中的水分后，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，控温在65~80℃，搅拌反应至异氰酸酯基团的质量含量为13.5~18wt%；

15、所述聚己二醇乙二醇酯、三羟甲基丙烷、聚四氢呋喃醚二醇、醋酸丁酯、二氧哌嗪甲酰氯改性木质素、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂的质量比为15~30:8~18:20~45:40~75:9~18:0.5~1；

16、所述聚己二醇乙二醇酯的分子量为850~1300g/mol；

17、所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为800~1200 g/mol。

18、步骤3、改性纳米二氧化钛的制备：

19、先将纳米二氧化钛放于90~110℃的真空烘箱中，干燥10~16小时，然后将干燥后的纳米二氧化钛加入n,n-二甲基甲酰胺中，控制搅拌速率600~1000转/分下，搅拌分散8~17小时后，加入三氟化硼乙醚和异氰酸类改性剂，然后升温至50~75℃，恒温反应6~11小时，然后降至室温离心分离，得到的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，于50~70℃下真空干燥3~6小时后得到改性纳米二氧化钛；

20、所述纳米二氧化钛、n,n-二甲基甲酰胺、氟化硼乙醚和异氰酸类改性剂的投料质量比为15~35:110~140:1~2:10~20；

21、所述纳米二氧化钛为金红石型，粒径为10~80nm；

22、所述异氰酸类改性剂为2,6-二异丙基苯异氰酸酯、异氰酸苯酯、异氰酸苯乙酯中的一种。

23、步骤4、b组份的制备：

24、将端胺基聚醚d2000、4,4'-二氨基二苯醚、二乙基甲苯二胺、二甲硫基二氨基甲苯、改性纳米二氧化钛、聚磷酸酯分散剂、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂加入到高速分散釜中，控制搅拌速率200~450转/分，分散桨转速4000~6500转/分下，升温至40~65℃，抽真空状态下，恒温搅拌分散5~9小时后，降至室温出料灌装，灌装容器充氮气保护，得到b组份；

25、所述端胺基聚醚d2000、4,4'-二氨基二苯醚、二乙基甲苯二胺、二甲硫基二氨基甲苯、改性纳米二氧化钛、聚磷酸酯分散剂、聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂的质量比为25~55:7~13:3~7:3~9:15~30:1~4:0.5~1.0。

26、与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

27、1、本发明用二氧哌嗪甲酰氯对木质素做了改性，这不仅降低了木质素的极性，使木质素能够和a组份中的异氰酸酯预聚体充分均匀混溶为一体，同时二氧哌嗪甲酰氯分子结构中还提供了仲胺氮原子，仲胺与异氰酸酯基团反应后，会生成空间位阻比较大的氨基甲酸酯基团结构，这对降低喷涂聚脲涂料的反应速度有特别大的作用，因而会得到凝胶时间较长、表干时间较长的喷涂聚脲，这会提高聚脲涂料的粘接性能，得到更为致密紧固的涂层。此外，木质素本身具备特别优异的耐光老化、耐热老化性能，木质素的加入能够极大提升喷涂聚脲的耐候性；

28、2、本发明用2,6-二异丙基苯异氰酸酯、异氰酸苯酯、异氰酸苯乙酯三种异氰酸类改性剂，在三氟化硼乙醚的催化作用下，对纳米二氧化钛做了表面改性，异氰酸类改性剂含有的异氰酸酯基团会与纳米二氧化钛表面的羟基反应，降低纳米二氧化钛表面极性，使纳米二氧化钛能够更好的分散在b组份的主体成分中，促进纳米二氧化钛以纳米级尺度分散在b组份液体料内，这样最终得到的涂料涂层内，纳米二氧化钛能够最高效率的发挥其紫外光吸收性能，进而能够大幅度提升聚脲涂料的耐候性；

29、3、本发明得到的双组份喷涂聚脲防水涂料，凝胶时间32~36s，表干时间63~68s，拉伸强度16.5~17.4mpa，断裂伸长率517~533%，撕裂强度59~64n/mm，低温弯折性-44~-40℃，粘接强度2.6~3.1mpa，不透水性（0.4mpa，2h）测试为不透水，吸水率2.1~2.6%，定伸时老化结果为加热老化无裂纹及变形、人工气候老化无裂纹及变形，热处理拉伸强度保持率93~97%、断裂伸长率497~518%、低温弯折性-39~-35℃，碱处理拉伸强度保持率95~98%、断裂伸长率505~511%、低温弯折性-36~-37℃，酸处理拉伸强度保持率91~94%、断裂伸长率493~507%、低温弯折性-34~-37℃，盐处理拉伸强度保持率96~99%、断裂伸长率503~520%、低温弯折性-38~-42℃，人工气候老化拉伸强度保持率94~97%、断裂伸长率501~524%、低温弯折性-40~-41℃。