一种环保型单组份湿固化聚氨酯防水涂料的制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种建筑行业领域用环保型防水涂料的制备方法，尤其涉及一种具有 高拉伸强度、高断裂伸长率的单组份湿固化聚氨酯防水涂料的制备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 建筑物混凝土的表面防水可有效保护建筑物受水侵蚀，延长建筑物使用期限，建 筑防水至关重要。众多商业化应用的防水涂料中，聚氨酯防水涂料由于其涂膜具有弹性且 延伸性好、抗拉强度高、粘结性好、体积收缩小、涂膜防水层无接缝，对基层裂缝伸缩性的变 形有较强的适应性，施工维修方便（聚氨酯防水涂料固化前为无定形粘稠状液态物质），在 任何结构复杂的基层表面均易于施工、易于调节组分比例等特点，可用于建筑物不同部位 的防水堵漏，在防水领域内占据重要地位。
[0005] 聚氨酯防水保护涂料主要有以下几种：沥青聚氨酯防水涂料，单组分聚氨酯防 水涂料，双组分聚氨酯防水涂料，水性聚氨酯防水涂料，喷涂聚脲弹性防水涂料。其中 单组份聚氨酯防水涂料因其施工方便，省去了施工前的配料工序，不会发生计量差错等 优点目前得到大力发展，这方面的专利包括：CN201110007526. 9、CN201110033097. 2、 CN201110333955. 5、CN201210537883. 0、CN201310041967.X、CN201410038016. 1、 CN201410210676. 3、CN201410459714. 9、CN201410294925. 1 等。虽然目前单组份聚氨酯防 水涂料已取得不错的进展，但仍存在机械性能不佳、对基地的附着力低、耐水性差等缺陷， 不能满足目前一些建筑工程的施工相关要求；成本高，难于大规模推广应用。
[0006] 为克服上述问题，本发明开发了一种基于全疏水性结构的聚二元醇和多官能度聚 醚多元醇的单组份聚氨酯防水涂料，通过对聚氨酯树脂分子结构的精心设计，控制交联密 度及交联网络结构，合成了具有高机械强度、良好耐水性、对基地附着力优异的单组份湿固 化聚氨酯防水涂料。该聚氨酯树脂以水为固化剂，在具有一定湿度的空气中固化后即可形 成致密的聚氨酯弹性体涂膜，具有高度安全性。由于其合成工艺简单，成本低，可望在实际 生产中得到大规模应用。
[0007]
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种具有高机械强度、良好耐水性、对基地附着力优异的 单组份无溶剂聚氨酯防水涂料的制备方法，以解决现有聚氨酯防水涂料机械性能差、成本 高等问题。
[0009] 为实现上述目的，本发明开发了一种基于全疏水性结构的聚二元醇和多官能度聚 醚多元醇的单组份聚氨酯防水涂料，其制备方法为： 于反应釜中加入多官能度聚醚多元醇和聚二元醇的混合多元醇，经脱水后加入异氰酸 酯，50-80°C反应1- 4h，降至室温，加入预先干燥过的增塑剂、消泡剂、抗氧化剂及紫外线吸 收剂，混合均匀后制得聚氨酯防水涂料； 其中，所用多官能度聚醚多元醇为聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯季戊四醇醚，聚二元醇 为聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇，聚二元醇和多官能度聚醚多元醇的质量比为1:2~1:10,异 氰酸酯的加入量以保证混合多元醇中羟基完全反应为基准，优选异氰酸酯基团与羟基的摩 尔比为2:1-4:1，增塑剂的加入量为混合多元醇用量的3-8wt%，消泡剂的加入量为混合多 元醇用量的〇. 5-lwt%，抗氧化剂的加入量为混合多元醇用量的0. 1-lwt%，紫外线吸收剂的 加入量为混合多元醇用量的〇.l-lwt%。
[0010] 所述聚氧丙烯甘油醚的分子量为1000-10000,聚氧丙烯季戊四醇醚的分子量为 1000-10000。
[0011] 所述聚丙二醇的分子量为1000-10000,聚四氢呋喃二醇的分子量为1000-3000。
[0012] 所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰 酸酯、奈二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯 中的一种或几种混合物。
[0013] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二壬酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二 辛酯中的一种或几种混合物。
[0014] 所述消泡剂为有机硅消泡剂。
[0015] 所述抗氧化剂为四（0- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸）季戊四醇、双 [0 (3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基）丙酸]三甘醇酯、三（3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基） 异氰尿酸酯、2,6_二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或几种混合物。
[0016] 所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-( 2'-羟基-3'，5'-二 [1,1-二甲基苯基])-苯并三唑。
[0017] 与现有技术相比，本发明有如下优点： 本发明采用一步法即可合成目标产品，简捷高效，工艺简单；所用多元醇原料廉价易 得，成本低，易于操作过程的放大以及实现工业化生产。合成工艺绿色环保，无"三废"排放。 由于引入了可化学交联的成分，反应中不需要加入扩链剂即可保证成膜后的力学性能。由 于扩链剂的引入会提高反应体系的粘度，一般需要加入稀释剂才能保证反应的正常进行， 而本发明无需加入扩链剂，可实现无溶剂反应，绿色环保。
[0018] 本发明所合成的聚氨酯防水涂料力学性能优良、耐水性好。采用聚醚二醇和聚醚 多元醇为原料，聚醚多元醇由于其官能度大于2,后期反应成膜时可实现化学交联，提高交 联密度，同时引入聚醚二醇，有效调节交联点的疏密度，在保证具有较高拉伸强度的同时， 赋予材料具有优异的断裂伸长率。由于所用混合多元醇均为疏水性结构，整个反应过程所 没有引入其他亲水性基团或链段，所合成的聚氨酯防水涂料具有优异的耐水性。
[0019] 本发明所合成的聚氨酯防水涂料以水为固化剂，在具有一定湿度的空气中固化后 即可形成致密的聚氨酯弹性体涂膜，具有高度安全性。由于引入了多官能度活性基团，遇水 固化后可形成致密的交联网络结构，具有优良的力学性能(薄膜拉伸强度大于6MPa，断裂伸 长率大于1000%)，可作为一种优异的防水材料，应用前景广阔。
[0020]
【具体实施方式】
[0021] 通过下述实施例将有助于理解本发明，但不限制本发明的内容。
[0022] 实施例1 : 于反应瓶中加入20g聚丙二醇（Mn=1000)，2g聚氧丙稀甘油醚（Mn=10000)，120°C真空 脱水2h，降温至50°C，加入甲苯二异氰酸酯7.lg，50°C反应lh，降至室温，加入邻苯二酚甲 酸二癸酯〇. 66g，有机硅系消泡剂0.llg，四（0 - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊 四醇0.