一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料及其制備方法，包括以下質(zhì)量的組分：聚醚3050 10~30份；聚酯210 15~35份；IPDI 20~40份；軟化劑1~30份；封閉胺固化劑0.1~1份；催化劑0.1~1份；氣體吸收劑0.1~0.9份；輕質(zhì)碳酸鈣1~10份；納米碳酸鈣0.3~1.1份。通過本發(fā)明制得的涂料，可與空氣中的水汽接觸后可固化成膜，在基層表面形成一道柔韌堅固的無接縫防水膜，解決了雙組分同類產(chǎn)品易生針孔，與水泥基層粘接不牢的弱點，適合推廣。
【專利說明】
一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法，更具體的說，涉及一種單組份聚氨酯聚脲防 水涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市建設(shè)步伐的加快，地下空間利用率也隨之增加，同時使很多地下建筑處 于震動干擾環(huán)境中，如大型地下商場、停車場、地鐵、隧道，因此，導(dǎo)致一般的防水涂膜就很 容易發(fā)生涂膜斷裂和剝離的情況，從而失去防水效果。事實證明，對于長期處于嚴(yán)寒地區(qū)大 型地下工程因結(jié)構(gòu)變形、沉降等原因，所用的防水涂料具有苛刻的性能需求。因為地下工程 是埋入地下的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，要長期承受地下水的壓力和經(jīng)受土壤及地下水中腐蝕性 介質(zhì)和霉菌等的侵蝕，故地下工程所用的防水材料要比屋面材料經(jīng)受不同的、嚴(yán)峻得多的 周邊環(huán)境影響。
[0003] 而在眾多防水涂料中，雙組份聚脲由于其具有高性能，拉伸強度大、斷裂延伸率 高、耐酸堿、耐鹽和高耐水性能等優(yōu)點，成為地下建筑表面防護的首選涂料。但是，其在施工 方面工藝復(fù)雜，需要混凝土拋丸、打膩子、基層處理，然后噴涂聚脲，其施工性能與溫度、濕 度有很大關(guān)系，處理不好容易起針眼、起鼓、脫離，且10°c以下不宜施工，成本價位是普通防 水兩倍以上，因此很難大面積推廣。
[0004] 近幾年，美國西塔德爾公司，美國斯伯格公司，美國順締公司以及森聚柯公司在極 力推廣單組份聚脲材料。單組份聚氨酯聚脲防水涂料是聚氨酯防水材料升級版，以特種聚 醚、iroi為主要成分，添加進口助劑形成環(huán)保型液態(tài)彈性防水涂料。它與空氣中的水汽接觸 后固化成膜，在基層表面形成一道柔韌堅固的無接縫防水膜。解決了雙組分同類產(chǎn)品易生 針孔，與水泥基層粘接不牢的弱點，形成了具有獨創(chuàng)特點。
[0005] 目前來看，單組份聚脲涂料從表到里均具有良好的耐候性和更加合理的應(yīng)力應(yīng)變 特性，更加寬泛的彈性區(qū)域，而雙組份聚脲的應(yīng)力應(yīng)變曲線中彈性區(qū)域過窄，塑性區(qū)域過 大，固化時間過快。因此，單組份聚脲涂膜有更好和更廣的適應(yīng)性。
[0006] 但是，國內(nèi)市場上單組份聚脲涂料的拉伸強度在2MPa左右，撕裂強度在15N/mm左 右，因此不能用于嚴(yán)寒地區(qū)高水位地下工程或振動環(huán)境及其附屬建筑物的防水。隨著國家 大型地下工程、隧道、地鐵等基礎(chǔ)建設(shè)的擴大，市場需求多功能、高性能的聚氨酯防水涂料。 但高強度的單組份聚脲涂料的開發(fā)和研制難度較大，目前國內(nèi)還處于研究階段。因此，如何 獲得一種能滿足市場需求的單組份聚脲涂料很顯然受到了人們的重視和青睞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，通過以特種聚醚、IPDI為 主要成分，再添加進口助劑來形成環(huán)保型液態(tài)彈性防水涂料。通過本發(fā)明制得的涂料，與空 氣中的水汽接觸后可固化成膜，在基層表面形成一道柔韌堅固的無接縫防水膜。解決了雙 組分同類產(chǎn)品易生針孔，與水泥基層粘接不牢的弱點。
[0008] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法。
[0009] 為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 KK30份； 聚酯210 15~35份； IPDI 20~40 份； 軟化劑 1~30份； 封閉胺固化劑 0.1~1份； 催化劑 0.1~1份； 氣體吸收劑 0.1~0.9份； 輕質(zhì)碳酸鈣 1~1〇份； 納米碳酸鈣 0.3~1.1份。
[0010] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 20份； 聚酯210 25份； IPDI 30 份； 軟化劑 1〇份； 封閉胺固化劑 0.5份； 催化劑 0.5份； 氣體吸收劑 0.3份； 輕質(zhì)碳酸鈣 6份； 納米碳酸鈣 0.7份。
[0011] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二 丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯的一種或其任意兩種以上組合。
[0012] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的封閉胺固化劑為噁唑烷類物質(zhì)。
[0013] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的噁唑烷類物質(zhì)位3-丁基-2-(1-乙基戊基）惡 P坐燒、3-輕乙基-1，3-噁唑燒、2-異丙基輕乙基 -1，3-噁唑燒、2-苯基輕乙基-1，3-11 惡 唑烷的一種或其任意兩種以上組合。
[0014] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的催化劑為有機金屬類或金屬螯合物。
[0015] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的有機金屬類或金屬螯合物包括二月桂酸二丁 基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉛、醋酸苯汞，乙酰丙酮鐵、鈷、釩鹽，以及環(huán)烷酸鈷、鉛、鋅鹽中的一 種或多種的混合物。
[0016] 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述的氣體吸收劑為氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或 它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br>[0017] 本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下（23-30攝氏度），將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌 升溫至80°C后，反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3)、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣，期間合成釜的壓 力保持在_〇.〇95MPa，在室溫條件下（23-30攝氏度），真空攪拌3小時后出料，即制得單組份 聚氨酯聚脲防水涂料。
[0018] 所述納米碳酸鈣為超微細(xì)碳酸鈣，粒度為0.01-0.1微米。
[0019] 所述輕質(zhì)碳酸鈣為沉淀碳酸鈣，其沉降體積為(2.4-2.8mL/g)，比用機械方法生產(chǎn) 的重質(zhì)碳酸鈣沉降體積（1.1-1.9mL/g)大。
[0020] 所述的有機金屬類又稱有機導(dǎo)體，為一類具有導(dǎo)電性的有機電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物，這 類復(fù)合物是由電子給體與電子受體組成，典型的例子有TTF-TCNQ，TTF-TNAF復(fù)合物。
[0021] 所述的金屬螯合物是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物，是通過兩個或多個配位體與同一金 屬離子形成螯合環(huán)的螯合作用而得到。
[0022]本發(fā)明的有益效果： 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的單組份聚氨酯聚脲防水涂料具有如下特點： (1) 通過封閉胺固化劑的添加，有效的解決了單組份聚氨酯聚脲防水涂料固化氣泡問 題，能保證了單組份聚氨酯聚脲防水涂料的性能穩(wěn)定性； (2) 通過聚醚3050的添加，引入剛性基團（如苯環(huán)），極大的提升了拉伸強度，又保證了 優(yōu)異的延伸率； (3) 通過液體填料(Β0Ρ、增稠劑、石蠟等不參與反應(yīng)的物質(zhì)）的研究，極大地降低了單組 份聚氨酯聚脲防水涂料的氣味的同時，有效地提升固含量，使得本產(chǎn)品更加環(huán)保，_20°C可 施工，并適應(yīng)機械噴涂。
[0023] 并且，通過本發(fā)明制得的單組份聚氨酯聚脲防水涂料克服了雙組份聚脲固化速度 過快、易與基層脫離的缺點，且搭接處不用處理。施工時無需現(xiàn)場配比，開蓋即用，單臺機器 3人配合一天可噴涂3000m 2。因此，通過本發(fā)明制得的單組份聚氨酯聚脲噴涂工藝極大的施 工效率。其還具有高性能，其拉伸強度遠(yuǎn)高于國內(nèi)其他防水涂料，且保持高延伸率，低溫彎 折可達_40°C，并且在_20°C的條件下，可涂膜固化，滿足了冬季防水施工要求。其耐鹽腐蝕 性也十分良好，噴涂聚脲涂料如用作防腐蝕涂料，除可耐受稀酸和稀堿腐蝕外，還對鹽水或 鹽霧的腐蝕有突出的耐受性，這使它特別適合用于沿海地區(qū)，即防水又防腐。并且由于其不 含溶劑。噴涂聚尿配方中不含有機溶劑，因此有利于施工環(huán)境保護。
[0024] 通過本發(fā)明制得的單組份聚氨酯聚脲防水涂料，具有明顯優(yōu)勢，市售的聚氨酯防 水涂料主要用于衛(wèi)生間防水。而本發(fā)明制備的產(chǎn)品不僅可以用于普通民用建筑的屋面工 程、地下工程，而且滿足車輛往來頻繁、且振動劇烈的環(huán)境中，如地鐵、隧道、橋梁、高速公路 及其附屬建筑物，這極大擴展了聚氨酯類防水涂料的用途，同時價格與普通聚氨酯防水涂 料相差不大。通過本發(fā)明制得的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的性能指標(biāo)如下表所示：
通過本發(fā)明制得的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的國家標(biāo)準(zhǔn)物理性能對比如下表所示：

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明 實施例1 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 10份； 聚酯210 35份； IPDI 20 份； 軟化劑 30份； 封閉胺固化劑 o.l份； 催化劑 1份； 氣體吸收劑 0.1份； 輕質(zhì)碳酸鈣 10份； 納米碳酸鈣 0.3份。
[0026]其中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二乙酯，所述的封閉胺固化劑為3-丁基-2-(1-乙基戊基)惡唑烷，所述的催化劑是二月桂酸二丁基錫，所述的氣體吸收劑為氧化鈣。
[0027]本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸|丐，期間合成釜的壓力 保持在-0.095MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水涂料。 [00 28] 實施例2 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 15份； 聚酯210 20份； IPDI 25 份； 軟化劑 30份； 封閉胺固化劑 0.3份； 催化劑 0.7份； 氣體吸收劑 0.2份； 輕質(zhì)碳酸鈣 7份； 納米碳酸鈣 0.5份。
[0029]其中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二丁酯，所述的封閉胺固化劑3-羥乙基-1，3-噁 唑烷，所述的催化劑異辛酸鉛，所述的氣體吸收劑為氫氧化鈣。
[0030] 本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液腫，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸|丐，期間合成釜的壓力 保持在-0.095MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水涂料。
[0031] 實施例3 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 20份； 聚酯210 25份； IPDI 30 份； 軟化劑 10份； 封閉胺固化劑 0.5份； 催化劑 0.5份； 氣體吸收劑 0.3份； 輕質(zhì)碳酸鈣 6份； 納米碳酸鈣 0.7份。
[0032]其中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二乙酯和鄰苯二甲酸二丁酯按照質(zhì)量比為1:1 的混合物，所述的封閉胺固化劑為2-異丙基-3-羥乙基-1，3-噁唑烷，所述的催化劑為辛酸 亞錫，所述的氣體吸收劑為氫氧化鈣。
[0033] 本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣，期間合成釜的壓 力保持在_〇.〇95MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水 涂料。
[0034] 實施例4 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 25份； 聚酯210 23份； IPDI 27 份； 軟化劑 6份； 封閉胺固化劑 0.7份； 催化劑 0.3份； 氣體吸收劑 0.6份； 輕質(zhì)碳酸鈣 4份； 納米碳酸鈣 0.5份。
[0035] 其中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述的封閉胺固化劑為2-異丙基-3-羥 乙基-1，3-噁唑烷，所述的催化劑為醋酸苯汞，所述的氣體吸收劑為氧化鈣。
[0036] 本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣，期間合成釜的壓 力保持在_〇.〇95MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水 涂料。
[0037] 實施例5 在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述單組份聚氨酯聚脲防水涂料，包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 30份； 聚酯210 15份； IPDI 20 份； 軟化劑 1份； 封閉胺固化劑 1份； 催化劑 0.1份； 氣體吸收劑 0.9份； 輕質(zhì)碳酸鈣 1份； 納米碳酸鈣 1.1份。
[0038]其中，所述的軟化劑為鄰苯二甲酸二乙酯，所述的封閉胺固化劑為2-苯基-3-羥乙 基-1，3-噁唑烷，所述的催化劑為環(huán)烷酸鈷，所述的氣體吸收劑為氧化鈣。
[0039] 本發(fā)明的單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣，期間合成釜的壓 力保持在_〇.〇95MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水 涂料。
[0040] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護的范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等同物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:包括以下質(zhì)量的組分： 聚醚3050 KK30份； 聚酯210 15~35份； IPDI 20~40 份； 軟化劑 1~30份； 封閉胺固化劑 0.1~1份； 催化劑 0.1~1份； 氣體吸收劑 0.1~0.9份； 輕質(zhì)碳酸鈣 1~1〇份； 納米碳酸鈣 0.3~1.1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:包括以下質(zhì)量 的組分： 聚醚3050 20份； 聚酯210 25份； IPDI 30 份； 軟化劑 1〇份； 封閉胺固化劑 0.5份； 催化劑 0.5份； 氣體吸收劑 0.3份； 輕質(zhì)碳酸鈣 6份； 納米碳酸鈣 0.7份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的軟 化劑為鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯的一種或其任意兩種以 上組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的封 閉胺固化劑為噁唑烷類物質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的噁唑烷 類物質(zhì)為3-丁基-2-( I-乙基戊基）惡唑燒、3-輕乙基-1，3-噁唑燒、2 -異丙基輕乙基-1， 3-噁唑烷、2-苯基-3-羥乙基-1，3-噁唑烷的一種或其任意兩種以上組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的催 化劑為有機金屬類或金屬螯合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的有機金 屬類和金屬螯合物是二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉛、醋酸苯汞，乙酰丙酮鐵、鈷、 釩等鹽，以及環(huán)烷酸鈷、鉛、鋅鹽等中的一種或多種的混合物。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料，其特征在于:所述的氣 體吸收劑為氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?. 一種單組份聚氨酯聚脲防水涂料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： (1)、在室溫下，將IPDI、聚醚3050、聚酯210依次抽入到反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C后， 反應(yīng)3小時，得均勻溶液A待用； (2) 、將步驟（1)所得均勻溶液A抽入到合成釜中，攪拌10分鐘后，抽入軟化劑攪拌5分 鐘，再依次加入氣體吸收劑、封閉胺固化劑、催化劑攪拌10分鐘，得均勻溶液B; (3) 、將步驟(2)所得到的均勻溶液B中，加入輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣，期間合成釜的壓 力保持在_〇.〇95MPa，在室溫條件下，真空攪拌3小時后出料，即制得單組份聚氨酯聚脲防水 涂料。
【文檔編號】C09D175/06GK106047128SQ201610042223
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年1月22日 公開號201610042223.3, CN 106047128 A, CN 106047128A, CN 201610042223, CN-A-106047128, CN106047128 A, CN106047128A, CN201610042223, CN201610042223.3
【發(fā)明人】劉振平
【申請人】鞍山億嘉達防水科技材料有限公司