[发明专利]一种烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料及制备方法。

背景技术

聚氨酯防水涂料通过化学反应实现交联固化，交联固化后形成具有优良的综合性能的高弹性涂膜，被广泛应用。我国自20世纪80年代初开始推广应用，是迄今为止使用最为成功的一种涂膜防水材料，在建筑防水应用中占有重要地位。聚氨酯防水涂料在被广泛应用于隧道、地铁、高铁、屋面、以及厨卫间等工程，具有良好的防水效果。

聚氨酯防水涂料可分为单组分和多组分两类。多组分聚氨酯防水涂料现场施工时需按一定比例配料并进行机械搅拌，搅拌过程中引入的气泡以及配料不准、搅拌不均等均会影响产品质量，从而引起防水质量事故。而单组分聚氨酯防水涂料不需搅拌，即开即用，施工简便，应用范围更广。

目前市面上通用的单组分聚氨酯防水涂料的固化机理是：预聚物中含有异氰酸基(-NCO)，施工后，接触空气中的水分，反应固化成膜，同时释放出气体(主要是二氧化碳)。因此，现有的单组分聚氨酯防水涂料对施工环境湿度比较敏感，施工不能厚涂，固化后的涂膜很容易出现不密实、气泡和针孔等现象，大量工程因此而出现了“脱层”、“起泡”等问题，严重影响涂料的防水质量，需要返工。上述问题严重影响单组分聚氨酯防水涂料的施工质量以及推广应用。

发明内容

为了克服现有单组份聚氨酯防水涂料的上述不足，本发明提供一种烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料，包括以下组分：聚醚多元醇20～25重量份、二苯基甲烷二异氰酸酯9～14重量份、增塑剂20～25重量份、颜填料33～35重量份、亚麻酸甘油酯3～5重量份、三羟甲基丙烷二烯丙基醚3～7重量份、催化剂0.1～0.3重量份、消泡剂0.1～0.3重量份、催干剂0.5～1.5重量份、溶剂6～10重量份。

本发明的关键在于采用空气中氧气固化。为实现氧气固化，在涂料预聚物中采取以下技术点：

(1)引入使用亚麻酸与甘油合成的亚麻酸甘油酯，其中亚麻酸结构如下：

使用亚麻酸甘油酯作为扩链剂，提升体系断裂延伸率，同时，增加活泼性亚甲基及不饱和键密度，增加交联点，加快干燥速度。

(2)引入改性剂三羟甲基丙烷二烯丙基醚(TMPDE)，以改善涂料的干燥性能，提高干速。

本发明在固化过程中，通过吸收空气中的氧气氧化烯丙基醚上的α氢形成过氧化自由基的反应交联机理取代异氰酸酯的交联机理，与传统的固化机理不同，不释放二氧化碳气体，有利于形成致密的聚氨酯防水涂膜。

上述聚醚多元醇优选选自PPG、POP或PTMEG中的至少一种。分子量优选为1000-5000，羟值优选为30-130mgKOH/g。

上述聚醚多元醇选自聚醚二醇类、聚醚三醇类中的至少一种。

上述二苯基甲烷二异氰酸酯为2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物。

上述颜填料选自炭黑、钛白粉、铁黄、滑石粉或重钙中的至少一种。

上述增塑剂优选自壬酯、氯化石蜡或柠檬酸酯类增塑剂中的至少一种。这些增塑剂与聚氨酯相容性好，基本不迁移或很少迁移，稳定性和协同性显著。

上述催化剂选自有机金属催化剂，优选二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或异辛酸铅。

上述催干剂优选环烷酸钴、异辛酸锆、辛酸钡或抗坏血酸铁中的至少一种。

上述溶剂优选三甲苯、碳酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯或乙酸乙酯中的至少一种。

上述消泡剂优选为毕克化学公司生产的牌号为BYK-066N的消泡剂、海川公司的E1消泡剂或德谦公司的6500消泡剂。

上述烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应容器中加入聚醚多元醇、增塑剂、亚麻酸甘油酯、颜填料，搅拌升温至100℃～120℃，在-0.08～-0.1MPa的真空度下脱水2～3小时；

(2)将温度降至70℃～80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在75～85℃搅拌状态下，反应2～3小时；

(3)将温度降到70℃～80℃，加入三羟甲基丙烷二烯丙基醚，反应2～3小时；

(4)在70℃～80℃下，加入溶剂，搅拌20～30分钟；

(5)将温度降到50℃～60℃，催化剂、催干剂、消泡剂，搅拌0.5～1小时，搅拌均匀后，降温至50℃以下充氮保护，出料。