專利名稱：一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明產(chǎn)品涉及一種專門用于混凝土基面處理的雙組分聚氨酯底漆，屬于化工材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土建筑表面的防水、防腐和保溫施工已經(jīng)成為越來(lái)越重要和普遍的建筑防護(hù)和節(jié)能手段。通常使用的防水、防腐材料為雙組分(或單組分)噴涂聚脲或聚氨酯涂料，保溫材料則為硬質(zhì)聚氨酯泡沫?；炷两ㄖ砻嫣貏e是新建的混凝土表面含有大量的缺陷，如氣孔、針眼、凹坑。 除此之外，對(duì)于新建混凝土建筑，通常還會(huì)因?yàn)榛炷翝{液液面固化而產(chǎn)生酥松的砂漿浮層。由于這些缺陷存在，聚脲或者聚氨酯防水防腐材料和聚氨酯保溫材料就不能直接施工于帶有缺陷的混凝土表面上，否則這些氣孔、針眼和凹坑會(huì)導(dǎo)致聚氨酯或聚脲的表面產(chǎn)生氣孔、針眼和氣泡，而混凝土表面的砂漿浮層會(huì)導(dǎo)致防水防腐層或保溫層與混凝土粘結(jié)脆弱，極易脫落。因此，在混凝土建筑表面進(jìn)行防水防腐施工和保溫施工之前，必須進(jìn)行混凝土基層表面處理，這已經(jīng)成為必不可少施工程序之一。在當(dāng)前的市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，很少見有專門的用于混凝土基面處理的底漆材料。 通常是采用市售的雙組分環(huán)氧底漆或者是經(jīng)過(guò)溶劑稀釋后的單組分的聚氨酯預(yù)聚體，在混凝土表面涂布一層涂膜，以期在固化后能夠封閉混凝土表面的氣孔、針眼或者凝固酥松的砂漿浮層，達(dá)到混凝土基層處理的目的。環(huán)氧樹脂底漆環(huán)氧樹脂的固化速度受環(huán)境溫度影響較大，冬季施工時(shí)，氣溫低于 10°C甚至更低，環(huán)氧樹脂涂層的固化時(shí)間將達(dá)到48小時(shí)甚至更長(zhǎng)。這就影響了工程的施工進(jìn)度。固化后的環(huán)氧樹脂，在低溫下會(huì)發(fā)生明顯的體積收縮。因此當(dāng)由環(huán)氧類樹脂作為混凝土基面處理的底涂時(shí)，后續(xù)施工的聚氨酯(或聚脲)防水防腐涂層，在冬季極易因環(huán)氧底涂的收縮應(yīng)力而導(dǎo)致涂層與混凝土之間的粘結(jié)破壞，從而發(fā)生大面積脫落。單組分聚氨酯底漆，實(shí)質(zhì)上是普通的聚氨酯預(yù)聚體。由于是單組分使用，這種預(yù)聚體的NCO含量一般都很低(5%以下)，因此他們的粘度就會(huì)很高，為便于施工，不得不在預(yù)聚體中添加大量溶劑稀釋，同時(shí)，由于NCO含量低，固化速度又很低，還需要在溶劑中添加催化劑，因而在施工時(shí)會(huì)發(fā)出大量溶劑和刺激性的氨味，嚴(yán)重影響施工人員的健康和環(huán)境保護(hù)。 聚氨酯預(yù)聚體都是通過(guò)與大氣中的水分反應(yīng)產(chǎn)生脲基甲酸酯而實(shí)現(xiàn)固化的，事實(shí)上脲基甲酸酯要比氨基甲酸酯脆得多，因此由單組分聚氨酯作為混凝土基面處理的底涂時(shí)，聚氨酯(或聚脲)涂層與混凝土的粘結(jié)力并不理想，尤其是當(dāng)混凝土基面本身強(qiáng)度很低時(shí)，單組分聚氨酯預(yù)聚體的粘結(jié)強(qiáng)度尤其顯得不足。本發(fā)明的目的，是提供一種專門用于混凝土表面處理的雙組份聚氨酯底漆。這種底漆在固化前能從混凝土表面有效滲透到里層，固化后即能提高混凝土表面強(qiáng)度，并在表面形成一層具有韌性的薄膜。從而提高聚脲或聚氨酯涂層對(duì)混凝土的粘結(jié)力；由于是雙組分體系，混合后的粘度低，可以滿足輥涂或涂刮的要求，雙組分的反應(yīng)活性適中，不需要添加催化劑，即可在常溫下固化。

發(fā)明內(nèi)容
一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于該底漆使用了一種雙組分聚氨酯體系，即異氰酸酯組A組份和樹脂組份B組份；
所述的A組分和B組分的用量由異氰酸酯指數(shù)X確定；所述異氰酸酯指數(shù)X取值為 105 - 120 ；所述的異氰酸酯指數(shù)X的含義是
|A m κ<β ■+ 舉W (NCO *pn)的坤J,;ti]Xl00%
-‘‘..............‘‘.................. ‘ .......‘............'“‘ ·
ρ 分1 ？ ia κ η 與—t :暖《 M S is ft &mm ^
A組份是芳香族多取代異氰酸酯與聚醚多元醇的預(yù)聚體；
其中的所述的芳香族多取代異氰酸酯為二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、三異氰酸酯或四異氰酸酯；其中所述的聚醚多元醇由環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷或四氫呋喃與具有2、個(gè)活潑氫原子的引發(fā)劑反應(yīng)生成，引發(fā)劑包括多元醇、多胺；其中多元醇包括甘油、 三羥甲基丙烷、三羥乙基丙烷、季戊四醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇、二甘醇、丙二醇或蔗糖醇；所述的多胺包括1，2_乙二胺、甲苯二胺或二氨基二苯基甲烷； 所述的A組分的平均NCO含量為10%-30%。B 組份包括 bl、l32;
所述bl為數(shù)均分子量范圍為1000-2000，官能度為2-3的聚氧化丙烯多元醇、脂肪酸或脂肪醇的縮合聚酯，占B組份總重量的60%-90% ；
所述為芳烴聚酯多元醇，占B組份總重量的10%-40% ； 作為一種優(yōu)化方式所述的異氰酸酯指數(shù)X為110。所述的組分A為TDI、MDI或PAPI與數(shù)均分子量2000的聚氧化丙烯二醇形成的預(yù)聚體化合物。所述的bl為數(shù)均分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇或脂肪族聚酯二醇；1^2
為芳香族聚酯二醇。所述b組分中還包括b3，b3為數(shù)均分子量在100-300，官能度為2_3的聚氧化丙烯醚，其占B組份總重量的10-15%。b組分還含有助劑，所述助劑為流平劑、消泡劑、除水劑或粘結(jié)力促進(jìn)劑，占B組份總重量的0-0. 5%.。所述的組分A為TDI、MDI或PAPI與N220，形成的預(yù)聚體化合物。所述的bl為數(shù)均分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇如N220，或脂肪族聚酯二醇如PEBA-1500 ； b2為芳香族聚酯二醇如M^anol PD-200LV ；b3為數(shù)均分子量小于300 聚氧化丙烯三醇如N303。所述助劑為流平劑、消泡劑可以為聚硅氧烷，除水劑可以為惡唑烷，粘結(jié)力促進(jìn)劑可以為Y-氨丙基三乙氧基硅烷。組分的制造方法如下
根據(jù)所述的A組分的平均NCO含量為10%-30%，計(jì)算A組份中芳香族多取代異氰酸酯與聚醚多元醇的重量比；將按比例稱取的聚醚多元醇置于反應(yīng)器內(nèi)加溫到110°C，然后在真空度小于-0. 02mPa的條件下脫水2小時(shí)，控制聚醚多元醇混合物的水份含量低于0. 005%。將聚醚多元醇降溫至50°C以下，再加入計(jì)算量的芳香族多取代異氰酸酯，攪拌下升溫至85°C，保溫并用氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2小時(shí)后，檢測(cè)NCO含量，若達(dá)到設(shè)計(jì)值，再加入10% 重量比的活性稀釋劑碳酸丙烯酯(溶劑，稀釋劑，降低預(yù)聚體的粘度)，即可降溫至50°C后出料，得A組份。組分的制造方法如下
根據(jù)所述異氰酸酯指數(shù)X取值為105-120;根據(jù)A組分計(jì)算獲得B組分的重量。并根據(jù)如上所述重量百分含量，計(jì)算獲得bl、b2、b3或助劑的量。將按比例稱取是bl和或b3置于反應(yīng)器內(nèi)加溫到110°C，然后在真空度小于-0. 02mPa的條件下脫水2小時(shí)，控制多元醇混合物的水份量低于0. 005%。上述經(jīng)脫水后的多元醇混合物冷卻至50°C后，還可以加入各種需要的助劑，混合均勻后，即得B組份。施工工藝如下
異氰酸酯指數(shù)X取值為105 - 120，計(jì)算A，B組分的用量，將A、B兩組通過(guò)電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，然后在20-30分鐘內(nèi)(25°C)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 12-0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)(25°C)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量； 在底漆涂膜固化后的6小時(shí)內(nèi)，直接在其表面施工噴涂聚脲彈性體或其它聚氨酯防水涂料；在7天后用拉開法測(cè)定防水涂層與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所提供的雙組分聚氨酯，適合于混凝土表面處理。它可以有效滲透混凝土表面，固化后形成堅(jiān)韌的混凝土表面層。同時(shí)這種聚氨酯本身與后續(xù)施工的聚脲或聚氨酯防水防腐涂層，硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫材料都有良好的粘結(jié)強(qiáng)度。因此，本發(fā)明產(chǎn)品能夠有效提高聚氨酯(或聚脲)防水防腐涂層和聚氨酯保溫材料與混凝土基面的粘結(jié)強(qiáng)度，并且這種效果不受冬季環(huán)境溫度的影響。本發(fā)明的雙組分聚氨酯混凝土底涂料不含溶劑，因此對(duì)施工人員的身體健康和環(huán)境污染，沒(méi)有不良影響。本發(fā)明產(chǎn)品A、B兩組份的粘度適當(dāng)，相容性好，便于施工操作。可以手工滾涂或者刮涂，也可以利用聚脲噴涂機(jī)械，按 1比1的混合比例進(jìn)行噴涂施工。材料來(lái)源N220，聚氧化丙烯二醇，南京鐘山化工有限公司；PEBA-1500，聚酯二醇,煙臺(tái)合成革廠；乂印3即01 PD-IlOLV, Stepanpol PD-200LV，聚酯二醇，乂印&11公司； N303，聚氧化丙烯三醇，南京鐘山化工有限公司；TDI，MDI, PAPI在權(quán)利要求書以及說(shuō)明書中有標(biāo)注，這個(gè)都是市售的；其他試劑無(wú)特殊說(shuō)明均為市售。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例以重量份數(shù)計(jì)實(shí)施例1
A組分
取15份N220聚醚多元醇置于反應(yīng)器中，升溫至110°C，在-0.02mPa.真空條件下脫水2小時(shí)，控制水分含量小于0. 005%。然后降溫至50°C，加入35. 85份TDI，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至85 V，保持溫度反應(yīng)2小時(shí)。測(cè)得NCO含量達(dá)到16. 67%時(shí)，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均勻后降溫至50°C出料，即得A組份。
B 組份
N220聚醚多元醇80份，Stepanpol PD-200LV苯酐聚酯多元醇20份，將上述多元醇混合均勻后于110°C下真空脫水2小時(shí)，控制水分含量低于0. 02%以下。降溫至常溫后出料， 即為B組份。施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)110計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量。實(shí)施例2 A組分
取43. 07份N220聚醚多元醇置于反應(yīng)器中，升溫至110°C，在-0. 02mPa.真空條件下脫水2小時(shí)，控制水分含量小于0. 005%。然后降溫至50°C，加入46. 96份MDI，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至85 V，保持溫度反應(yīng)2小時(shí)。測(cè)得NCO含量達(dá)到15. 46%時(shí)，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均勻后降溫至50°C出料，即得A組份。B 組分
PEBA-1500聚醚多元醇65份，Stepanpol PD-110LV苯酐聚酯多元醇20份，N303 聚醚多元醇15份，將上述多元醇混合均勻后于110°C下真空脫水2小時(shí)，控制水分含量低于 0. 02%以下。降溫至常溫后出料，即為B組份。施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)105計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量。實(shí)施例3 A組份
取32. 93份N220聚醚多元醇置于反應(yīng)器中，升溫至110°C，在-0. 02mPa.真空條件下脫水2小時(shí)，控制水分含量小于0. 005%。然后降溫至50°C，加入57. 07份PAPI，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至85 V，保持溫度反應(yīng)2小時(shí)。測(cè)得NCO含量達(dá)到18. 12%時(shí)，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均勻后降溫至50°C出料，即得A組份。B 組分如實(shí)施例1 施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)120計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量。實(shí)施例4 A組分
如實(shí)施例3 B組分如實(shí)施例2施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)110計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量。實(shí)施例5 A組分
取36. 64份N220聚醚多元醇置于反應(yīng)器中，升溫至110°C，在-0. 02mPa.真空條件下脫水2小時(shí)，控制水分含量小于0. 005%。然后降溫至50°C，加入53. 36份PAPI，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至85 V，保持溫度反應(yīng)2小時(shí)。測(cè)得NCO含量達(dá)到16. 67%時(shí)，再加入10份碳酸丙烯酯，混合均勻后降溫至50°C出料，即得A組份。B 組分如實(shí)施例1 施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)110計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量。實(shí)施例6 A組分
如實(shí)施例5 B組分如實(shí)施例2 施工工藝
A組分與B組分按異氰酸酯指數(shù)105計(jì)算稱量電動(dòng)攪拌強(qiáng)烈混合，25°C下在30分鐘內(nèi)均勻涂布于混凝土表面，涂布量為每平米0. 2公斤，涂膜的凝膠時(shí)間為1-2小時(shí)，表干時(shí)間為2-3小時(shí)，觀察底漆涂膜的外觀質(zhì)量檢測(cè)方法。實(shí)施例7檢測(cè)結(jié)果
在底漆涂膜固化后的6小時(shí)內(nèi)，直接在其表面施工噴涂聚脲彈性體或其它聚氨酯防水涂料。在7天后用拉開法測(cè)定防水涂層與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。底漆，涂膜外觀質(zhì)量及噴涂聚脲彈性體與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)見下表
權(quán)利要求
1. 一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于該底漆使用了一種雙組分聚氨酯體系，即異氰酸酯組A組份和樹脂組份B組份；所述的A組分和B組分的用量由異氰酸酯指數(shù)X確定；所述異氰酸酯指數(shù)X取值為 105 - 120 ；所述的異氰酸酯指數(shù)X的含義是[A ft分中的異讓酸痛基團(tuán)(NCO搖園)的摩爾雞]X 100%A組份是芳香族多取代異氰酸酯與聚醚多元醇的預(yù)聚體；其中的所述的芳香族多取代異氰酸酯為二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、三異氰酸酯或四異氰酸酯；其中所述的聚醚多元醇由環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷或四氫呋喃與具有2、個(gè)活潑氫原子的引發(fā)劑反應(yīng)生成，引發(fā)劑包括多元醇、多胺；其中多元醇包括甘油、 三羥甲基丙烷、三羥乙基丙烷、季戊四醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇、二甘醇、丙二醇或蔗糖醇；所述的多胺包括1，2_乙二胺、甲苯二胺或二氨基二苯基甲烷；所述的A組分的平均NCO含量為10%-30% ； B組份包括bl、l32 ；所述bl為數(shù)均分子量范圍為1000-2000，官能度為2-3的聚氧化丙烯多元醇、脂肪酸或脂肪醇的縮合聚酯，占B組份總重量的60%-90% ；所述為芳烴聚酯多元醇，占B組份總重量的10%-40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低表面張力的雙組分的聚氨酯膩?zhàn)?，其特征在于所述的異氰酸酯指?shù)X為110。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于所述的組分A為TDI、MDI或PAPI與N220形成的預(yù)聚體化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于所述的bl為數(shù)均分子量1000-2000的聚氧化丙烯醚二醇或脂肪族聚酯二醇；1^2為芳香族聚酯
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于所述 b組分中還包括b3，b3為數(shù)均分子量在100-300，官能度為2-3的聚氧化丙烯醚，其占B組份總重量的10-15%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于b 組分還含有助劑，所述助劑為流平劑、消泡劑、除水劑或粘結(jié)力促進(jìn)劑，占B組份總重量的 0-0. 5%ο
全文摘要
本發(fā)明產(chǎn)品涉及一種專門用于混凝土基面處理的雙組分聚氨酯底漆，屬于化工材料領(lǐng)域。一種專門用于混凝土表面處理的聚氨酯底漆，其特征在于該底漆使用了一種雙組分聚氨酯體系，即異氰酸酯組A組份和樹脂組份B組份；本發(fā)明所提供的雙組分聚氨酯，適合于混凝土表面處理。它可以有效滲透混凝土表面，固化后形成堅(jiān)韌的混凝土表面層。同時(shí)這種聚氨酯本身與后續(xù)施工的聚脲或聚氨酯防水防腐涂層，硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫材料都有良好的粘結(jié)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C04B41/63GK102399491SQ20111027086
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者任少華, 侯東海, 史衛(wèi)國(guó), 郁維銘 申請(qǐng)人:江蘇斯泰達(dá)新能源科技發(fā)展有限公司