[发明专利]新型噁唑烷、制备方法、应用、及单组分聚氨酯防水涂料

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯添加剂技术领域，具体涉及一种新型噁唑烷、制备方法、应用、及单组分聚氨酯防水涂料。

背景技术

聚氨酯材料是应用最广泛、性能最优异的材料之一，从组成上分为单组分聚氨酯产品和双组分聚氨酯产品。目前单组分聚氨酯的主要应用型的产品有单组分聚氨酯胶黏剂、单组分聚氨酯密封胶、单组分聚氨酯防水涂料等。相比于双组分聚氨酯产品，单组分聚氨酯产品省去了搅拌的步骤，更易操作和施工，而且也不需要添加摩卡等扩链剂，更加环保，符合现代发展观念。

单组分聚氨酯特指NCO基封端的聚氨酯树脂，其固化机理是聚氨酯产品暴露在空气后，聚氨酯中的NCO基与空气中的水反应交联成膜，但是会伴随有二氧化碳的产生，容易产生气泡(反应式一)。单组分聚氨酯产品在固化过程中产生的二氧化碳气体会使聚氨酯表面或内部产生气泡，既影响成品外观，又严重影响成品的力学性能。而且其受环境温度和湿度影响很大，在高温、高湿环境下固化速度很快，导致内部气孔更大、更多。这两个缺点严重的阻碍了单组分聚氨酯产品的进一步发展。

反应式一：

2RNCO+H₂O→RNHCONHR+CO₂↑

在单组分聚氨酯产品中添加噁唑烷潜固化剂，理论上能完全解决上述的两个问题。噁唑烷类潜固化剂产品的固化机理是：水与噁唑烷的反应速度远远大于水与NCO基的反应，当潜固化型单组分聚氨酯防水涂料遇到空气中的湿气时，水优先与噁唑烷类潜固化剂发生水解反应(反应式二)，生成含有氨基和羟基的活泼氢化合物，再与产品中的NCO基反应(反应式三)，生成氨基甲酸酯及脲基，该反应无气体产生，解决了材料针孔、气泡等结构缺陷。

反应式二：

反应式三：

现有技术中的含有噁唑烷类潜固化剂的单组份聚氨酯防水涂料在长期储存中，其中的噁唑烷类潜固化剂在防水涂料中会有析出或者聚集现象，直接导致的后果就是单组份聚氨酯防水涂料成膜后会有大量的气泡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种新型噁唑烷、制备方法、应用、及单组分聚氨酯防水涂料，该新型噁唑烷有一个裸露的羟基会与原料形成的聚氨酯预聚体反应，使新型噁唑烷接枝在聚氨酯预聚体上成为一体，作为潜固化剂的新型噁唑烷在防水涂料中分散更均匀。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种新型噁唑烷，其名称为4-甲基-3-(2-苯甲醇基)-1,3噁唑烷，化学结构式为：

本发明还提供一种新型噁唑烷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将20～30质量份的2-氟苯甲醛和10～100质量份的有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺混合，再加入10～20质量份的的噁唑烷，加入第一催化剂碳酸钾，在130～150℃下反应1～10小时，得到2-(3-噁唑烷基)苯甲醛；

(2)将10～20质量份的2-(3-噁唑烷基)苯甲醛、第二催化剂三氟甲磺酸钪、100～500质量份的第一有机溶剂混合，在80～100℃下反应1～10小时，得到苯并噁嗪并噁唑烷；

(3)将10～15质量份的苯并噁嗪并噁唑烷、30～100质量份的第二有机溶剂混合，加入甲基格氏试剂，发生格氏反应，再加入氯化铵饱和溶液淬灭反应，得到4-甲基-3-(2-苯甲醇基)-1,3噁唑烷。

优选的是，所述步骤(1)中的所述第一催化剂碳酸钾为20～30质量份。

优选的是，所述步骤(2)中的所述第二催化剂三氟甲磺酸钪为5～10质量份。

优选的是，所述步骤(3)的格氏反应的温度为-5～5℃。

优选的是，所述第一有机溶剂为二氯乙烷、苯、四氯化碳中的一种或几种；

所述第二有机溶剂为二氯乙烷、苯、四氯化碳中的一种或几种。

本发明还提供一种上述的新型噁唑烷作为单组分聚氨酯防水涂料的潜固化剂的应用。

本发明还提供一种单组分聚氨酯防水涂料，制备该单组分聚氨酯防水涂料的原料配方包括：聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂、上述的潜固化剂、增塑剂、填料、溶剂。

优选的是，所述聚醚多元醇为25～35质量份；

所述异氰酸酯为3～3.8质量份；

所述催化剂为0.05～0.5质量份；

所述潜固化剂为1～1.5质量份；

所述增塑剂为10～20质量份；

所述填料为30～45质量份；

所述溶剂为8～10质量份。