[发明专利]一种单组分聚酰脲防水涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单组分聚酰脲防水涂料及其制备方法。该防水涂料包括：聚酰脲，颜料，填料以及任选的潜固化剂、增塑剂、催化剂、溶剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为7‑99份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为1‑93份、颜料为0.2‑2份、填料为10‑100份、潜固化剂为0‑5份、增塑剂为0‑10份、催化剂0‑0.5份、溶剂0‑30份和助剂为0‑5份。本发明能够有效解决聚氨酯材料制备过程、应用、施工过程对水汽的敏感、起泡问题。

技术领域

本发明属于建筑密封胶材料技术领域，更具体地，涉及一种单组分聚酰脲防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯也称作聚氨基甲酸酯，氨基甲酸酯基团主要由异氰酸酯基团(-NCO)和羟基(-OH)的加成反应获得，即羟基中的活泼氢原子转移到异氰酸酯基团中。由于羟基树脂和异氰酸酯种类的丰富，使得聚氨酯材料性能具有广泛的可调节性。

聚氨酯材料性能优异，已经广泛应用于各行各业，例如汽车工业、涂料工业、胶黏剂工业、电子工业等，其应用形式也多种多样，包括泡沫、薄膜、涂料、复合材料等。其中聚氨酯涂料为其重要分支，其性能优异且价格适中，广泛应用于地下工程、桥梁、港口、轮船、建筑等领域。

聚氨酯涂料又可根据组分分为单组分和双组分。双组分聚氨酯涂料在施工应用时按照化学计量比(厂家提供)进行充分混合，然后涂覆。其受环境湿度等影响较小，但是施工复杂，需要施工前混合，影响工程进度。单组分聚氨酯涂料，顾名思义，其施工过程中可直接涂覆于基材，依靠环境中的湿气进行交联固化。但是异氰酸酯与水汽反应时，会释放二氧化碳气体，如气体过多，释放不充分则导致涂膜中有气泡，严重时甚至影响涂膜外观和物理性能，特别是对于较厚的涂层，对性能影响尤其明显。为克服气泡问题，潜固化剂被引入单组分聚氨酯体系。在施工后，潜固化剂优先与潮气反应，生成氨基或羟基，或只有其中一种，或二者共存，随后异氰酸酯与氨基或羟基交联固化，减少与潮气的反应。

潜固化剂作为扼制或延缓单组分聚氨酯涂料或胶黏剂在固化过程中起泡的解决方案之一，具有非常成熟的应用和市场。就目前潜固化剂技术，多为噁唑烷、醛亚胺、酮亚胺类，其中醛亚胺应用较为广泛，但是开环过程会释放苯甲醛等易挥发醛类，不仅味道大、而且具有毒性；酮亚胺类，水解过程也会释放醛类等味道较大的化学物质；再者，潜固化剂相对聚氨酯树脂价格较高，解决湿固化起泡问题的同时，对成本上涨贡献明显。同时潜固化剂储存和应用、添加过程均需严格控制水分，防止水解。

相对于潜固化体系，聚氨酯湿固化体系的固化原理是，施工后依靠环境中水汽或水分与异氰酸酯的反应二固化交联。此过程相对潜固化体系产生较多的脲键，故粘结强度通常较高。但是湿固化体系中剩余异氰酸根含量是决定湿固化体系最终产品性能的主要因素。异氰酸根活泼性较高，存储要求严格，游离异氰酸酯具有较大的毒性，而且固化过程产生二氧化碳，易产生气泡，影响产品外观和性能。

单组分聚氨酯涂料中聚氨酯预聚物的潮气敏感特性，归根结底是由于异氰酸酯的活泼性原因导致的。但是其它常用非异氰酸酯高分子类涂料又很难与聚氨酯媲美。

发明内容

本发明的目的是提供一种单组分聚酰脲防水涂料，以解决聚氨酯预聚体中异氰酸酯基团反应活性高，对水汽敏感易产生气泡以及游离异氰酸酯单体残留毒性大、潜固化剂价格高且味道大等问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种单组分聚酰脲防水涂料，该防水涂料包括：聚酰脲，颜料，填料以及任选的潜固化剂、增塑剂、催化剂、溶剂和助剂；其中，所述聚酰脲由聚碳化二亚胺和至少含有两个酸性官能团的聚合物反应制成；

其中，以质量份数计，所述聚碳化二亚胺为7-99份、至少含有两个酸性官能团的聚合物为1-93份、颜料为0.2-2份、填料为10-100份、潜固化剂为0-5份、增塑剂为0-10份、催化剂0-0.5份、溶剂0-30份和助剂为0-5份。