[发明专利]一种水性聚氨酯聚合物和制备方法、一种单组分水性聚氨酯防水涂料和制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯聚合物和制备方法、一种单组分水性聚氨酯防水涂料和制备方法及应用，所述的防水涂料是包含一种水性聚氨酯聚合物，所述聚氨酯聚合物通过包含A)多异氰酸酯、B)聚醚多元醇和/或一元醇、C)小分子二元醇、D)氨基化合物与E)氨基硅氧烷和F)氨基硼酸(酯)反应生成。本发明所公开的防水涂料，具有优良的力学性能(拉伸强度大于3.50MPa，断裂伸长率大于600％)、低吸水率(不大于9％)和耐热/酸/碱性(处理后拉伸强度保持率为100％～120％，断裂伸长率不小于510％)，是一种绿色环保高分子防水涂料，可应用于外墙、卫生间、厨房和地下室等的防水。

技术领域

本发明属于防水涂料领域，具体涉及一种水性聚氨酯聚合物和制备方法、一种单组分水性聚氨酯防水涂料和制备方法及应用。

背景技术

聚氨酯防水涂料具有很好的成膜性和弹性，能够在固化后形成无接缝、完整的涂膜防水层。聚氨酯防水涂料良好的成膜性使得涂膜的结构致密，能够抗击一定的冲击和穿刺能力；同时，聚氨酯膜良好的弹性使涂膜在延伸时，能够通过形变吸收建筑变形所产生的应力，既保证了涂膜的完整性，也保证了防水的功能。

目前市场上的溶剂型聚氨酯涂料仍占据主要地位，可分为单组分和双组份聚氨酯防水涂料。其中，单组分聚氨酯防水涂料多采用异氰酸根封端的预聚体与无机颜/填料和助剂混合，聚氨酯预聚体的端-NCO与基材或空气中的水分固化成膜，施工过程容易受到环境湿度的干扰，而且固化时释放出CO₂，会造成气泡、针孔和涂膜不致密，影响涂料的防水性能。双组份聚氨酯防水涂料在施工时需按比例配料，因此需要充分搅拌均匀，在搅拌过程中会因配料不准和引起气泡产生而影响施工质量和涂膜性能。而且，溶剂型防水涂料在使用时会向环境中排放较高的挥发性有机化合物(VOC)，会危害施工人员和使用者的健康，同时污染了环境。

CN 105694702 B公开了一种单组分湿固化含硅改性聚氨酯防水涂料，将单羟基聚硅氧烷和三羟甲基丙烷制备聚氨酯扩链剂，然后与异氰酸酯及聚酯/聚醚多元醇反应生成的预聚物与无机颜/填料和助剂混合，通过涂料的固化将长侧链有机硅固定聚氨酯防水涂料的交联网络结构中提高涂料的耐性。该防水涂料经过热、酸、碱处理后虽然能维持原力学性能的80％以上，但是由于其刚达到2.0 MPa以上的拉伸强度和500％以上的断裂伸长率，因此处理后拉伸强度和断裂伸长率的绝对值都会下降到较低水平。而且，由于该聚氨酯树脂具有端-NCO基团，受环境湿度影响较大，固化时有气泡的产生会影响涂膜的完整性和防水性能。

CN 104194610 B公开了一种自交联型单组份聚氨酯防水涂料，自交联改性剂为含有羟基或氨基并含有双丙酮丙烯酰胺结构的可以与-NCO反应的自交联改性剂，该发明的自交联型单组份水性聚氨酯防水涂料无NCO残留，无毒环保，该涂料能在潮湿基面施工。该专利中防水涂料拉伸强度刚达到2.0MPa，断裂伸长率也刚超过500％，但是该涂料表现出的耐水性时间不足，且不具有耐热、耐酸和耐碱等耐物理/化学变化性能。

CN 105622878 B公开了一种有机硅和有机氟改性的水性聚氨酯防水涂料，有机硅为具有较低的表面张力环氧基硅烷，可与异氰酸根反应并形成网络结构，阻止水分进入涂层内部。有机氟为氟羧酸铵盐，含有与水性聚氨酯链相同的官能团，其水溶液可与水性聚氨酯乳液共混，氟羧酸铵盐在涂料成膜过程中迁移至涂层表面，也能降低乳液的表面张力。但是涂膜在水中浸泡24小时后吸水率已经超过了7.1％，远远未到达浸水7天吸水率低于5％的标准，并没有很好起到防水的效果。

因此，本领域需要一种能够避免在施工过程中存在可挥发性有机溶剂和潮湿环境影响的水性聚氨酯防水涂料，同时对同时具有改善的力学性能、低吸水率和提高的耐热/酸/碱性能的新型涂料存在需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明目的之一在于提供一种能够避免在施工过程中存在可挥发性有机溶剂和潮湿环境影响，且同时具有优良的力学性能、耐热/酸/碱处理，和低吸水率的环保型防水涂料。本发明的另一目的还在于提供一种同时包含硅氧烷和硼酸(酯)结构的聚氨酯树脂及其制备方法。