一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料，由A、B兩個組分組成，A組分由預聚體1和預聚體2組成，預聚體1由25.8～28.5份甲苯二異氰酸酯、20～30份聚醚220、20～30份聚醚3050和15～25份聚醚330N組成；預聚體2由24.3～27.5份甲苯二異氰酸酯、55～65份聚醚220和10～20份聚醚3050組成；B組分由15.7～17份3,3'?二氯?4,4'?二氨基二苯基甲烷、70～80份氯化石蠟、66～80份滑石粉、25～30重量份鄰苯二甲酸二辛酯、1～2份辛酸亞錫及2～6份消泡劑AC301組成。本發明的多重交聯結構使聚氨酯內聚能上升強度增加，導致耐穿刺力提高。
【專利說明】一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于化工領域，涉及一種聚氨酯防水涂料，具體來說是一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0003]綠色建筑是當今社會發展中迫切需要解決環境保護問題的一個重要方向，屋面綠化種植工程是節能建筑和綠色建筑中的重要內容。屋頂綠地能改善城市的空氣質量，有效緩解城市熱島效應，提升城市空中景觀，對環境的保護起到特別重要的作用。
[0004]屋面綠化種植工程主要集中在建筑的屋頂或地下室頂板等部位覆蓋綠色植被、假山、水池等景觀，營造出令人賞心悅目、美化環境的生態體系。而綠化屋面一般由所種的植物、防水阻根層、排蓄水裝置、保溫隔熱層等組成，其中防水阻根層尤為重要，要求具有防水和阻根雙重功能，能夠承受植物根須穿刺，長久保持防水功能，且既能防止植物根系的穿刺，又不影響植物正常生長。總之需所形成的防水層，既要具有高強度以保證耐植物根穿性能，又要具有高彈性(高延伸率)以保證抵抗開裂的防水功能。同時具備施工性能好、操作方便。
[0005]目前的聚氨酯防水涂料難以平衡內聚力與高彈性之間的關系，即內聚力大則彈性小。雖然也有一些高強度聚氨酯防水涂料產品，但其內聚力并不大，故耐穿刺性不佳，不能達到耐植物根穿刺的要求。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制備方法，所述的這種耐穿刺的聚氨酯防水涂料及其制備方法要解決現有技術中的聚氨酯防水涂料耐穿刺性不佳的技術問題。
[0007]本發明提供了一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料，由A、B兩個組分組成，A組分由預聚體I和預聚體2混合而成；
按重量份數計算，所述的預聚體I的組成及含量如下:
甲苯二異氰酸酯25.8?28.5份；
聚醚22020?30份；
聚醚305020?30份；
聚醚330N15?25份；
按重量份數計算，所述的預聚體2的組成及含量如下:
甲苯二異氰酸酯24.3?27.5份；
聚醚22055?65份；
聚醚305010?20份； 預聚體I和預聚體2的重量比為I: I ；
按重量份數計算，所述的B組分的組成及含量如下:
3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲燒 15.7?17份；
氯化石錯70?80份；
滑石粉66?80份；
辛酸亞錫I?2份；
消泡劑AC3012?6份；
鄰苯二甲酸二辛酯25?30份；
A組分和B組分的重量比為I: I。
[0008]本發明還提供了上述的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制備方法，包括如下步驟:
一個指標預聚體I組分的步驟:
1)按照重量份數分別稱取甲苯二異氰酸酯、聚醚220、聚醚3050、聚醚330N;
2)在反應器中加入聚醚220、聚醚3050、聚醚330N，攪拌升溫到110°C?120°C，減壓至-0.09MPa脫水I?2小時；
3)將溫度降到80°C?85 °C，加入不超過40%的甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C?850C反應1.5?2.5小時；加入剩下的甲苯二異氰酸酯，在80°C?85°C攪拌狀態下，保溫0.75?1.5小時。降溫出料得到預聚體I組分；
一個指標預聚體2組分的步驟:
1)按照重量份數分別稱取甲苯二異氰酸酯、聚醚220、聚醚3050;
2)在反應器中加入聚醚220、聚醚3050，攪拌升溫到110°C?120°C，減壓至-0.09MPa脫水I?2小時；
3)將溫度降到80°C?85 °C，加入不超過46%的甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C?850C反應1.5?2.5小時；加入剩下的甲苯二異氰酸酯，在80°C?85°C攪拌狀態下，保溫0.75?1.5小時。降溫出料得到預聚體2組分；
預聚體I和預聚體2以重量比1:1混合后制成A組分；
一個制備B組分的步驟:
1)按照重量份數分別稱取3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲燒、氯化石錯、滑石粉、辛酸亞錫、消泡劑AC301、鄰苯二甲酸二辛酯；
2)在反應器中加入3，3’-二氯-4，4’_二氨基二苯基甲烷、滑石粉、氯化石蠟攪拌升溫至110 °C?120 °C，減壓至-0.09MPa脫水I?I.5小時；
3)將溫度降至60°C，加入鄰苯二甲酸二辛酯、辛酸亞錫和消泡劑AC301，保溫攪拌30min，混合均勻后，降溫出料得到B組分；
將A組份和B組份按照重量比1:1混合后制成耐穿刺的聚氨酯防水涂料。
[0009]本發明的一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料其耐穿刺特性是通過特定的多重交聯聚氨酯結構而體現的，由不同的聚氨酯預聚體結構與固化劑混合反應后生成交聯度不同的多重交聯結構，其交聯度使聚氨酯內聚能上升，導致強度增加，穿刺力上升。
[0010]本發明是為了達到屋面綠化種植工程阻根效果而提供一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料。該特定的多重交聯結構含有低聚合度高支化度的聚氨酯預聚體I與固化劑反應形成的高交聯結構;也含有高聚合度低支化度的聚氨酯預聚體2與固化劑反應形成的交聯結構。前者能提供防水涂層高內聚能，而內聚能所導致的高強度使材料具有耐穿刺能力。而后者能提供防水涂層高彈性(高斷裂延伸率)，因此本發明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料具有強度大、耐穿刺力大及高彈性特征。耐穿刺的聚氨酯防水涂料抵抗荷載作用能力大，且耐穿刺力強，故阻植物根刺效果明顯。同時防水涂料的高彈性可以保證在防水基層發生一定變形的情況下不影響防水效果。本發明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料在用作屋面綠化種植防水層時整體覆蓋性好，能夠實現整個種植屋面無縫連接成一個整體的防水阻根層，與基底粘合牢固，避免了防水卷材的搭接隱患及陰陽角補丁難題，因而具有很好的防水與阻根總體效果。本發明的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的施工為冷操作，簡捷方便，避免了防水卷材施工中的粘合、搭接及加熱，省工省時。
[0011]本發明的一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料的主要力學性能，按照GB/T19250?2013《聚氨酯防水涂料》標準測試，拉伸強度為7.16?8.63MPa，斷裂延伸率為503?590%。按照YBB00322004((國家藥品包裝容器(材料)標準》注射器用膠塞、墊片穿刺力測定法標準測試，穿刺力為28.29?39.62Ν。
[0012]本發明和已有技術相比，其技術進步是顯著的。本發明解決了現有技術中的聚氨酯防水涂料耐植物根穿刺性能差的問題。本發明的一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料達到了屋面綠化種植工程阻根效果。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體的實施例對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。
[0015]本發明所用的各種原料均為市售的用于聚氨酯防水涂料制備的常用原料。
[0016]拉伸強度、斷裂延伸率均按照GB/T 19250?2013《聚氨酯防水涂料》國家標準檢測;耐穿刺性能ΥΒΒ00322004《國家藥品包裝容器(材料)標準》注射器用膠塞、墊片穿刺力測定法標準測試。
[0017]實施例1
一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制備方法，步驟如下:
預聚體1:
在反應器中加入30重量份聚醚220、20重量份聚醚3050和15重量份聚醚330Ν，攪拌升溫到120 °C，減壓至-0.09MPa下脫水I小時；將溫度降到80 V，加入10.3重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C反應2.5小時;將溫度保持在80°C，加入15.5重量份甲苯二異氰酸酯，在80°C攪拌狀態下，保溫1.5小時。降溫冷卻出料得到預聚體I。
[0018]預聚體2:
在反應器中加入60重量份聚醚220和10重量份聚醚3050，攪拌升溫到120°C，減壓至-
0.09MPa下脫水I小時;將溫度降到80 °C，加入11重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C反應2.5小時;將溫度保持在80°C，加入13.3重量份甲苯二異氰酸酯，在80°C攪拌狀態下，保溫1.5小時。降溫冷卻出料得到預聚體2。
[0019]A組分由預聚體I和預聚體2以重量比1:1混合而成。
[0020]B 組分:
在反應器中15.7重量份3，3，-二氯-4，4，-二氨基二苯基甲烷、66重量份滑石粉、75重量份氯化石蠟攪拌升溫到120°C，減壓至-0.09MPa下脫水I小時;將溫度降至60°C，加入25重量份鄰苯二甲酸二辛酯、2重量份消泡劑AC301和I重量份辛酸亞錫，攪拌30min，混合均勻后，降溫后出料得到B組分。
[0021 ]將A組分和B組分按重量配比1:1的比例混合均勻涂膜成型。其性能指標如下:拉伸強度為7.16MPa，斷裂伸長率為590%。穿刺力為28.29N。
[0022]
實施例2 預聚體1:
在反應器中加入25重量份聚醚220、25重量份聚醚3050和20重量份聚醚330N，攪拌升溫至IJ115°C，減壓至-0.09MPa下脫水1.5小時;將溫度降到85°C，加入10.8重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下85 °C反應1.5小時；將溫度保持在85 °C，加入16.3重量份甲苯二異氰酸酯，在85°C攪拌狀態下，保溫0.75小時。降溫冷卻出料得到預聚體I。
[0023]預聚體2:
在反應器中加入55重量份聚醚220和20重量份聚醚3050，攪拌升溫到115 °C，減壓至-
0.09MPa下脫水1.5小時;將溫度降到85 V，加入11.7重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，將溫度保持在85°C反應1.5小時，加入14.4重量份甲苯二異氰酸酯，在85°C攪拌狀態下，保溫0.75小時。降溫冷卻出料得到預聚體2。
[0024]A組分由預聚體I和預聚體2以重量比1:1混合而成。
[0025]B 組分:
在反應器中16.2重量份3，3’ -二氯-4，4’ -二氨基二苯基甲燒、74重量份滑石粉、70重量份氯化石蠟攪拌升溫到110°C，減壓至-0.09MPa下脫水1.5小時;將溫度降至60 V，加入30重量份鄰苯二甲酸二辛酯、4重量份消泡劑AC301和2重量份辛酸亞錫，攪拌30min，混合均勻后，降溫后出料得到B組分。
[0026]將A組分和B組分按重量配比1:1的比例混合均勻涂膜成型。其性能指標如下:拉伸強度為7.86MPa，斷裂伸長率為545%。穿刺力為32.12N。
[0027]
實施例3
一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制備方法，步驟如下:
預聚體1:
在反應器中加入20重量份聚醚220、30重量份聚醚3050和25重量份聚醚330N，攪拌升溫至IJllOtC，減壓至-0.09MPa下脫水2小時；將溫度降到83°C，加入11.4重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，83°C反應2小時;將溫度保持在83°C，加入17.1重量份甲苯二異氰酸酯，在83°C攪拌狀態下，保溫1.25小時。降溫冷卻出料得到預聚體I。
[0028]預聚體2:
在反應器中加入65重量份聚醚220和15重量份聚醚3050，攪拌升溫到110°C，減壓至-
0.09MPa下脫水2小時;將溫度降到83°C，加入12.5重量份甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，83°C反應2小時;將溫度保持在83°C，加入15.0重量份甲苯二異氰酸酯，在83°〇攪拌狀態下，保溫1.25小時。降溫冷卻出料得到預聚體2。
[0029]A組分由預聚體I和預聚體2以重量比1:1混合而成。
[0030] B 組分:
在反應器中17重量份3,3，-二氯-4,4，-二氨基二苯基甲燒、80重量份滑石粉、80重量份氯化石蠟攪拌升溫到115 °C，減壓至-0.09MPa下脫水1.25小時；將溫度降至60 V，加入27重量份鄰苯二甲酸二辛酯、6重量份消泡劑AC301和1.5重量份辛酸亞錫，攪拌30min，混合均勻后，降溫后出料得到B組分。
[0031 ]將A組分和B組分按重量配比1:1的比例混合均勻涂膜成型。其性能指標如下:拉伸強度為8.63MPa，斷裂伸長率為503%。穿刺力為39.62N。
[0032]以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種耐穿刺的聚氨酯防水涂料，其特征在于:由A、B兩個組分組成，A組分由預聚體I和預聚體2混合而成； 按重量份數計算，所述的預聚體I的組成及含量如下: 甲苯二異氰酸酯25.8?28.5份； 聚醚22020?30份； 聚醚305020?30份； 聚醚330N15?25份； 按重量份數計算，所述的預聚體2的組成及含量如下: 甲苯二異氰酸酯24.3?27.5份； 聚醚22055?65份； 聚醚305010?20份； 預聚體I和預聚體2的重量比為I: I ； 按重量份數計算，所述的B組分的組成及含量如下: 3,3’ -二氯-4,4 ’ - 二氨基二苯基甲燒15.7?17份； 氯化石錯70?80份；滑石粉66?80份；辛酸亞錫I?2份； 消泡劑AC3012?6份； 鄰苯二甲酸二辛酯25?30份； A組分和B組分的重量比為I: I。2.權利要求1所述的耐穿刺的聚氨酯防水涂料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 一個指標預聚體I組分的步驟: 1)按照重量份數分別稱取甲苯二異氰酸酯、聚醚220、聚醚3050、聚醚330N; 2)在反應器中加入聚醚220、聚醚3050、聚醚330N，攪拌升溫到110°C?120 °C，減壓至-.0.09MPa脫水I?2小時； 3)將溫度降到80°C?85°C，加入不超過40%的甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C?850C反應1.5?2.5小時；加入剩下的甲苯二異氰酸酯，在80°C?85°C攪拌狀態下，保溫0.75?1.5小時;降溫出料得到預聚體I組分； 一個指標預聚體2組分的步驟: 1)按照重量份數分別稱取甲苯二異氰酸酯、聚醚220、聚醚3050; 2)在反應器中加入聚醚220、聚醚3050，攪拌升溫到110°C?120 °C，減壓至-0.09MPa脫水I?2小時； 3)將溫度降到80°C?85°C加入不超過46%的甲苯二異氰酸酯，在氮氣保護及攪拌狀態下，80°C?850C反應1.5?2.5小時；加入剩下的甲苯二異氰酸酯，在80°C?85°C攪拌狀態下，保溫0.75?1.5小時;降溫出料得到預聚體2組分； 預聚體I和預聚體2以重量比1:1混合后制成A組分； 一個制備B組分的步驟: I)按照重量份數分別稱取3 ,3 ’ -二氯-4,4 ’ -二氨基二苯基甲燒、氯化石錯、滑石粉、辛酸亞錫、消泡劑AC301、鄰苯二甲酸二辛酯； 2)在反應器中加入3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷、滑石粉、氯化石蠟攪拌升溫至.110 °C?120 °C，減壓至-0.09MPa脫水I?I.5小時； 3)將溫度降至60°C，加入鄰苯二甲酸二辛酯、辛酸亞錫和消泡劑AC301，保溫攪拌.30min，混合均勻后，降溫出料得到B組分； 將A組份和B組份按照重量比1:1混合后制成耐穿刺的聚氨酯防水涂料。
【文檔編號】C08G18/12GK106010208SQ201610490398
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】吳蓁, 余鄭, 郭青, 沈強, 周榮, 張英強
【申請人】上海應用技術學院