本发明涉及聚氨酯防水涂料领域，具体涉及一种高延伸水性聚氨酯防水涂料，具体是指一种高延伸水性聚氨酯防水涂料及制备方法。
背景技术：
聚氨酯作为一种新兴高分子材料，因其卓越的性能被广泛应用于涂料、发泡等领域，被誉为“第五大塑料”。
传统的聚氨酯含有大量溶剂，严重污染环境，特别是溶剂型双组份聚氨酯中的残留异氰酸酯单体，毒性极高。随着各国对环境的日益重视以及对挥发性有机溶剂排放的限制，以水性涂料为代表的水基型涂料得到迅速发展，水性聚氨酯涂料就是最受瞩目的代表之一。水性聚氨酯涂料是以水作为溶剂，将聚氨酯树脂分散于水中而形成的一种涂料，体系中无有机溶剂，具有无气味、不污染环境、节能、施工方便等优点，将聚氨酯涂膜的附着力强、硬度高、耐溶剂性好、耐侵蚀等优点与水性聚氨酯涂料的低挥发性有机物(voc)含量、无毒性、无刺激性及不燃性相结合，更适合日益严格的环保要求，受到人们的高度重视，成为环境友好型涂料的主要发展方向。
发明专利201410258761.7报道了一种水性聚氨酯、其制备方法和水性聚氨酯胶粘剂，其技术核心是以聚(碳酸酯-醚)二元醇为软段，制备了聚(碳酸酯-醚)型水性聚氨酯胶粘剂，该水性聚氨酯胶粘剂制备的胶膜的剥离力为160n/cm～240n/cm。
发明专利201610187253.3介绍了一种水性聚氨酯的制备方法，其核心技术是以聚四氢呋喃醚二醇为软段，在氮气保护下与异氟尔酮二异氰酸酯反应，制备了水性聚氨酯分散体。上述专利中为了提高聚氨酯中氨酯键的含量，加大了合成过程中二异氰酸酯的含量。然而大量的二异氰酸酯不但大大增加了聚氨酯的合成成本，而且由于大量的二异氰酸酯导致硬段含量过高，使合成的聚氨酯脆，低温性能差而无法使用。同时，上述专利在聚氨酯合成过程中均需要高温加热反应，且反应时间较长，造成资源能源的浪费。
目前市场上水性聚氨酯做的不是很多，大都是油性，即便是有少数水性聚氨酯也是通过通过聚醚和tdi反应制得，环保性差，有毒有害。
传统的水溶性通过聚醚和tdi反应制得，制备时间在4-5个小时，周期长，对环境危害重，对工作人员身体伤害大。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种高延伸水性聚氨酯防水涂料及制备方法，该发明解决了现有技术中使用大量二异氰酸酯导致硬段含量过高，得到的聚氨酯非常脆、低温弯折性差同时断裂延伸率低的问题，而提供一种在室温15-35℃下制备的高延伸率的水性聚氨酯防水涂料制备方法。
另外，本专利申请的水性聚氨酯制备工序简单，无需高温高压，能耗低，通过室温即可完成，生产周期短，1-2个小时可以完成，简单的工序、无有毒有害气体外逸，属于环境友好型产品，对工作人员身体无伤害，在省去加热等能耗的同时，生产效率提升50％以上。
本发明的技术解决方案是，提供如下高延伸水性聚氨酯防水涂料，按质量百分比由以下组分组成：
水性树脂组分15-60％；
水性乳液组分10-55％；
成膜助剂0.5-4％；
消泡剂0.1-3％；
增稠剂0.5-4％；
分散剂0.5-4％；
填料10-40％。
作为优选，所述的水性树脂组分为芳香族水性聚氨酯树脂、脂肪族水性聚氨酯树脂中的一种或二者的混合物，且混合物中芳香族水性聚氨酯树脂与脂肪族水性聚氨酯树脂的质量比为(0-15)：(100-85)。
作为优选，所述的水性树脂组分为阴离子型芳香族水性聚氨酯树脂、阴离子型脂肪族水性聚氨酯树脂中的一种或二者的混合物，且阴离子型芳香族水性聚氨酯树脂与阴离子型脂肪族水性聚氨酯树脂的质量比为(0-15)：(100-85)。
作为优选，所述的水性乳液组分为纯丙乳液、苯丙乳液、vae乳液中的一种或多种的组合，且组合物中苯丙乳液的占比不少于55％。
所述“且组合物中苯丙乳液的占比不少于55％”表达的意思为：
1：产品配方中水性乳液组分是纯丙乳液、苯丙乳液、vae乳液的其中一种；
2：产品配方中水性乳液组分是混合溶液，但是必须要有苯丙乳液，可以是：
(1)纯丙乳液、苯丙乳液的两者混合，其中丙乳液的占比不少于55％；
(2)苯丙乳液、vae乳液的两者混合，其中丙乳液的占比不少于55％；
(3)纯丙乳液、苯丙乳液、vae乳液的三者混合，其中丙乳液的占比不少于55％；
(4)不能是纯丙乳液、vae乳液的两者混合。
作为优选，所述的消泡剂为乳化硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
作为优选，所述的增稠剂为非离子改性聚氨酯流变增稠剂c201或羧甲基纤维素钠中的一种或二者的混合。
作为优选，所述的分散剂为烷氧基树脂衍生物，优选的为非离子型disperbx2775分散剂。
作为优选，所述的成膜助剂为酯醇12。
作为优选，所述的填料为重钙、轻钙、滑石粉中的一种或多种的组合，优选粒径为800-1200目，其中滑石粉占填料的百分比不超过40％。
一种高延伸水性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在室温15-35℃的常压状态下，准确称量配方量的树脂、乳液加入到三口瓶中，开启搅拌预混得到第一中间体；
步骤二：向步骤一得到的第一中间体中加入增稠剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂，搅拌混合得到第二中间体；
步骤三：向步骤二得到的第二中间体中加入填料并高速搅拌分散，得到水性聚氨酯防水涂料。
作为优选，所述步骤一中树脂和乳液的质量比为(50-360)：(35-210)。
作为优选，所述步骤一中树脂和乳液的搅拌预混的转速为500-1000r/min，时间为0.5-3h。
作为优选，所述步骤二的转速为500-1000r/min，搅拌时间为0.5-3h。
作为优选，所述步骤三的转速为1500-2500r/min，搅拌时间为1-3h。
采用本技术方案的有益效果：
本发明首先提供一种水性聚氨酯防水涂料，与现有技术相比，本发明的水性聚氨酯防水涂料不含有二异氰酸酯等有毒物质，是以阴离子型水性聚氨酯乳液和水性苯丙乳液为主原料，其具有优良的断裂延伸率，通过优化配方中的各组分，有效提高水性聚氨酯防水涂料的整体性能，断裂延伸率为500％-900％。
本发明还提供一种水性聚氨酯防水涂料的制备方法，该制备方法室温下反应，不需要加热，节约能源，方法简单易行，原料易得，制备得到的水性聚氨酯防水涂料拉伸强度5.3mpa，超过标准值的151％；断裂伸长率高达895％，低温弯折性-32℃无裂纹，游离tdi含量为0，清洁环保且涂层成膜力学性能优良。
具体实施方式
为便于说明，下面对本发明所述的一种高延伸水性聚氨酯防水涂料及制备方法做详细说明。
实施例1
水性聚氨酯防水涂料的制备，配比如下：
实施例1所述的水性聚氨酯防水涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：准确称量配方量的树脂、乳液加入到三口瓶中，开启搅拌，转速为800r/min，搅拌预混1h得到第一中间体；
步骤二：向步骤一得到的第一中间体中加入增稠剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂，转速为800r/min，搅拌预混1h得到第二中间体；
步骤三：向步骤二得到的第二中间体中加入填料并高速搅拌分散，转速为2000r/min，搅拌2h得到水性聚氨酯防水涂料。
实施例2
水性聚氨酯防水涂料的制备，配比如下：
实施例2所述的水性聚氨酯防水涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：准确称量配方量的树脂、乳液加入到三口瓶中，开启搅拌，转速为800r/min，搅拌预混0.5h得到第一中间体；
步骤二：向步骤一得到的第一中间体中加入增稠剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂，转速为800r/min，搅拌预混0.5h得到第二中间体；
步骤三：向步骤二得到的第二中间体中加入填料并高速搅拌分散，转速为2000r/min，搅拌2.5h得到水性聚氨酯防水涂料。
实施例3
将实施例1中的1000目重钙55g改为1000目轻钙40g和1000目滑石粉25g，其他条件不变。
实施例4
将实施例2中的苯丙乳液105g改为苯丙乳液和vae乳液的混合120g，二者的质量比为85:35，其他条件不变。
实施例5
在实施例2的基础上，将其中的苯丙乳液改为纯丙乳液、苯丙乳液、vae乳液的混合溶液，总质量为145g，其中纯丙乳液、苯丙乳液、vae乳液的质量比为35:85:25，其他条件不变。
实施例6
在实施例2的基础上，将水性树脂组分改为芳香族水性聚氨酯树脂与脂肪族水性聚氨酯树脂的混合物，总质量为190g，其中芳香族水性聚氨酯树脂与脂肪族水性聚氨酯树脂的质量比为15:85，其他条件不变。
实施例7
在实施例2的基础上，将消泡剂改为乳化硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的混合物，总质量为1.0g，其中三者的质量比为15:25:60。
对实施例1-7的产品进行性能测试：
1、固含量测定：
按照gb/t16777的测定方法，将样品搅匀后称取5-7g倒入已干燥称量的培养皿(m0)中铺平，立即称量(m1)，放入到105℃烘箱中3h，取出冷却至室温称重(m2)。则固含量由(m2-m0)/(m1-m0)计算得到。
2、拉伸性能：
按照gb/t16777规定的方法进行测试，拉伸速度为200mm/min。
3、低温弯折性：
按照gb/t16777规定的方法进行测试。
下表为实施例1-7的性能测定结果：
综上所述，实施例2为最佳实施例。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述。很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，因此在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。