一种烯丙基醚改性单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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 (-NC0)，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】
[0005] 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。
[0006] 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、消泡剂〇. 1~〇. 3重量份、催干剂0. 5~1. 5重量份、溶剂6~10重量份。
[0007] 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：
[0008] (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：
[0009]
[0010] 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。
[0011] ⑵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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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，基本不迀移或很少迀移，稳定性和协同性显著。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 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：
[0023] (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°C~120°C，在-0· 08~-0·IMPa的真空度下脱水2~3小时；
[0024] (2)将温度降至70 °C~80 °C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在75~85 °C搅拌状态 下，反应2~3小时；
[0025] (3)将温度降到70°C~80°C，加入三羟甲基丙烷二烯丙基醚，反应2~3小时；
[0026] (4)在70 °C~80 °C下，加入溶剂，搅拌20~30分钟；
[0027](5)将温度降到50 °C~60°C，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°C以下充氮保护，出料。
[0028] 进一步地，上述亚麻酸甘油酯的一种优选的制备方法为：往反应器中加入亚麻酸 和甘油，亚麻酸和甘油的摩尔比为1~1. 5 :1，甲苯回流，在100~120°C、氮气条件下反应 5h，所得溶液在温度110°C、真空度-0. 09MPa下脱水2h，得到亚麻酸甘油酯。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：即使厚涂或在潮湿基面上涂刷，涂膜表面 也不会形成气泡或针孔，平整美观，施工对环境的依赖性降低。在解决传统单组份聚氨酯防 水涂料施工不能厚涂、而且固化后的涂膜易出现气泡和针孔等现象、大量工程因此而出现 了"脱层"和"起泡"现象等问题的同时，保留了现有单组份聚氨酯防水树脂的优异性能。
【具体实施方式】
[0030] 为了更好的理解本发明的实质，下面给出了本发明的实施方式，仅用于说明本发 明是如何实施的，并非构成特别限制，在理解本发明技术方案的基础上，对本发明进行的变 更、替换、结构修饰等依旧属于本发明的保护范围
[0031] 下述所用的原料，均有市售。
[0032] 实施例1
[0033] 按重量份，组成如下：
[0034]
[0035]
[0036] 制备方法为：
[0037] (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，高速搅拌均 匀，再搅拌升温到120°C，真空为-0.IMPa的条件下脱水3小时。
[0038] (2)将温度降至80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在85°C搅拌状态下，反应2~ 3小时。
[0039] (3)将温度降到80°C，加入TMPDE，反应3小时。
[0040] (4)在80 °C下，加入溶剂，搅拌30分钟。
[0041] (5)将温度降到60°C，加入催化剂、消泡剂、催干剂，搅拌1小时，搅拌均匀后，降温 至50°C以下充氮保护，出料。
[0042] 本实施例中，亚麻酸甘油酯的制备方法为：
[0043] 往反应器中加入亚麻酸和甘油，亚麻酸和甘油的摩尔比为1 :1，甲苯回流，在 100~120°C、氮气条件下反应5h，所得溶液在温度110°C、真空度-0. 09MPa下脱水2h，得到 亚麻酸甘油酯。
[0044] 实施例2
[0045] 按重量份，组成如下：
[0046]
[0047]
[0048] 制备方広乃：
[0049] (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，高速搅拌均 匀，再搅拌升温到100°c，真空为-0. 08MPa的条件下脱水2小时。
[0050] (2)将温度降至70°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在75°C搅拌状态下，反应2小 时。
[0051] (3)将温度降到70°C，加入TMPDE，反应2小时。
[0052] (4)在70 °C下，加入溶剂，搅拌20分钟。
[0053] (5)将温度降到50°C，加入催化剂、消泡剂、催干剂，搅拌0. 5小时，搅拌均匀后，降 温至50°C以下充氮保护，出料。
[0054] 本实施例中，亚麻酸甘油酯的制备方法为：
[0055] 往反应器中加入亚麻酸和甘油，亚麻酸和甘油的摩尔比为1 :1，甲苯回流，在 100~120°C、氮气条件下反应5h，所得溶液在温度110°C、真空度-0. 09MPa下脱水2h，得到 亚麻酸甘油酯。
[0056] 实施例3
[0057] 按重量份，组成如下：
[0058]
[0059]
[0060] 制备方法为：
[0061] (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，高速搅拌均 匀，再搅拌升温到1110°c，真空为-0. 09MPa的条件下脱水2. 5小时。
[0062] (2)将温度降至70°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80°C搅拌状态下，反应2~ 3小时。
[0063] (3)将温度降到75°C，加入TMPDE，反应2小时。
[0064] (4)将温度降到70 °C，加入溶剂，搅拌30分钟。
[0065] (5)将温度降到55°C，加入催化剂、消泡剂、催干剂，搅拌1小时，搅拌均匀后，降温 至50°C以下充氮保护，出料。
[0066] 本实施例中，亚麻酸甘油酯的制备方法为：
[0067] 往反应器中加入亚麻酸和甘油，亚麻酸和甘油的摩尔比为1 :1，甲苯回流，在 100~120°C、氮气条件下反应5h，所得溶液在温度110°C、真空度-0. 09MPa下脱水2h，得到 亚麻酸甘油酯。
[0068] 实施例4
[0069] 按重量份，组成如下：
[0070]
[0071]
[0072] 制备方法为：
[0073] (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，高速搅拌均 匀，再搅拌升温到120°C，真空为-0. 08MPa的条件下脱水2小时。
[0074] (2)将温度降至80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80°C搅拌状态下，反应2. 5 小时。
[0075] (3