本发明涉及一种单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，尤其涉及一种高固含环保聚氨酯防水涂料及其制备方法。
背景技术：
聚氨酯防水涂料是一款具有优异的抗拉伸和抗扭曲性能，对基面具有优异的抗应力收缩性能，且具有优异的耐化学介质腐蚀性和耐水性。
美中不足，聚氨酯防水涂料含有一定量的苯、甲苯、二甲苯类的溶剂，市售产品固含一般都在82％～95％之间，且挥发分中还含有一定的游离tdi的存在，对人体都具有较大的损害。
在施工过程中施工场所有大量的甲苯、二甲苯、汽油或者酮类的溶剂，施工现场导致有毒有害气体严重超标，导致施工人员中毒死亡或者受伤，此类事件屡见不鲜。
国家相继出台政策针对溶剂型产品加大管控力度，政策性引导逐步向无溶剂型高固含高性能产品发展。
综上所述，高固含环保类的聚氨酯防水涂料成了市场所迫切需求的产品，特此进行了该产品的开发研究。
技术实现要素：
本发明提供了一种高固含环保聚氨酯防水涂料及其制备方法，本发明的聚氨酯防水涂料在不添加有机溶剂或稀释剂的条件下，能降低涂料体系中的溶剂添加量，达到产品的高固含环保的目的，提升产品的施工应用性，降低施工应用过程中溶剂对施工工人和现场管理人员的职业健康的危害，降低生产过程中对产业工人的职业健康的危害。
本发明通过以下技术方案实现：
一)方案一
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
进一步地，所述的异氰酸酯由tdi、mdi或者papi中的一种组成或者两种以上按照任意比例混合而成。所述的tdi为甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate)；所述的mdi为二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4`～diphenylmethanediisocyanate)；所述的papi为多亚甲基多苯基异氰酸酯(polymethylenepolyphenleneisocyanate)。
进一步地，所述的聚醚多元醇由聚氧化丙烯二醇、甘油氧化丙烯聚醚三醇、甘油氧化丙烯聚醚三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种组成或者两种以上按照任意比例混合而成。聚氧化丙烯二醇(polyoxypropyleneglycol1000)，分子量1000；聚氧化丙烯二醇(polyoxypropyleneglycol2000)，分子量2000；甘油氧化丙烯聚醚三醇(glycerolpropyleneoxidepolyethertriol330n)
聚四氢呋喃醚二醇(polytetrahydrofuranetherglycol)
进一步地，所述的增塑剂为dinp、dotp、didp或者dinch中的一种组成或者两种以上按照任意比例混合而成。
dinp为邻苯二甲酸二异壬酯(diisononylphthalate)；dotp为对苯二甲酸二辛酯(dioctylterephthalate)；didp为邻苯二甲酸二异癸酯(diisodecylphthalate)；dinch为环己烷1，2～二甲酸二异壬基酯(diisononylcyclohexane1,2～diformate)。
进一步地，所述的钛白粉为金红石型钛白粉。
进一步地，所述的滑石粉的目数为800目～2000目。
进一步地，所述的重钙的目数为800～2000目
进一步地，所述的煅烧高岭土的目数为1000～2000目。
进一步地，所述的分散剂为油性分散剂。
进一步地，所述的气相二氧化硅为亲油性气相二氧化硅。
进一步地，所述的催化剂主要为二月桂酸二丁基锡或者异辛酸铋。
进一步地，所述的潜固化剂酮亚胺、醛亚胺或者氨酯二噁唑烷。
进一步地，所述的稳定剂有机弱酸类：水杨酸、草酸或者苯甲酸。
方案二)
一种高固含环保聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度200-600转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至70～80℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至115～125℃之间时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.095～-0.1mpa之间持续抽真空2～5小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至45～55℃后，加入异氰酸酯，之后恒温1～2小时；
接着使反应釜升温至55～65℃后恒温1～2小时；
接着使反应釜升温至65～75℃后恒温1～2小时；
接着使反应釜升温至75～85℃后恒温1～2小时；
之后在75～85℃加入催化剂后恒温1～2小时；
之后在75～85℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温50～100分钟并在恒温过程中检测游离tdi的百分含量是否低于0.3％，当检测的游离tdi的百分含量低于0.3％后，打开与反应釜连接的真空并在真空度-0.095～-0.1mpa下持续抽真空20～40分钟，之后逐步降低搅拌速度至静止，最后静置5～10min即得。
较之前的现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明的聚氨酯防水涂料在不添加有机溶剂或稀释剂的条件下，能降低涂料体系中的溶剂添加量，达到产品的高固含环保的目的，提升产品的施工应用性，降低施工应用过程中溶剂对施工工人和现场管理人员的职业健康的危害，降低生产过程中对产业工人的职业健康的危害。本发明涂料在施工过程中，有良好的施工性及抗流挂性。
本发明与聚氨酯技术标准相比，比单组分固含高至少14.6％，比双组份聚氨酯高出至少7.6％。本发明不含挥发性有机溶剂，而且不用添加市售单组分聚氨酯防水涂料产品中含有的有机溶剂，如苯系、酮类、醚类、酯类等有机溶剂。本发明在苯、甲苯+乙苯+二甲苯、苯酚、蒽、萘等有害物质限量均未检出。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明。
以下实施例所用化学原料缩写、商品名与中英文名称对照如下:
异氰酸酯
tdi甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate)；
mdi二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4`～diphenylmethanediisocyanate)；
papi多亚甲基多苯基异氰酸酯(polymethylenepolyphenleneisocyanate)；
聚醚多元醇
n210聚氧化丙烯二醇(polyoxypropyleneglycol1000)，分子量1000；
n220聚氧化丙烯二醇(polyoxypropyleneglycol2000)，分子量2000；
330n甘油氧化丙烯聚醚三醇(glycerolpropyleneoxidepolyethertriol330n)
ptmg聚四氢呋喃醚二醇(polytetrahydrofuranetherglycol)
增塑剂
dinp邻苯二甲酸二异壬酯(diisononylphthalate)；
dotp对苯二甲酸二辛酯(dioctylterephthalate)；
didp邻苯二甲酸二异癸酯(diisodecylphthalate)；
dinch环己烷1，2～二甲酸二异壬基酯(diisononylcyclohexane1,2～diformate)。
滑石粉(talcumpowder)800目～2000目
煅烧高岭土(calcinedkaolin)1000～2000目
钛白粉(titaniumdioxide)金红石型钛白粉
碳酸钙(calciumcarbonate)800～2000目
催化剂主要为二月桂酸二丁基锡或者异辛酸铋
潜固化剂为酮亚胺、醛亚胺或者氨酯二噁唑烷
稳定剂为有机弱酸类：水杨酸、草酸或者苯甲酸
所述的分散剂为溶剂型体系用润湿分散剂，优选德国byk分散剂byk-p104s。
所述的气相二氧化硅为亲油性气相二氧化硅。
所述分散剂为油性分散剂。该分散剂中溶质为低分子量不饱和多元羧酸聚合物与聚硅氧烷共聚体，溶剂为二甲苯/二异丁酮,助剂用量为0.5-2.5％不挥发份:50％。
实施例1
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度200转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至70℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至115℃时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.095mpa之间持续抽真空2小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至50℃后加入异氰酸酯恒温1小时；
然后升温至60℃恒温1小时；
升温至70℃恒温1小时；
升温至80℃恒温1小时；
之后再在80℃加入催化剂并恒温1小时；
之后在80℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温50分钟后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.095mpa之间持续抽真空20分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置5min即得。放料包装，包装桶内充氮气保护。
实施例2
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度300转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至80℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至125℃之间时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.1mpa之间持续抽真空2小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至45℃后加入异氰酸酯恒温2小时；
然后升温至55℃恒温2小时；
升温至65℃恒温2小时；
升温至75℃恒温2小时；
之后再在85℃加入催化剂并恒温2小时；
之后在85℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温50分钟后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.097mpa之间持续抽真空25分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置7min即得。
实施例3
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度400转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至75℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至120℃之间时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.096mpa之间持续抽真空5小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至55℃后加入异氰酸酯恒温1小时；
然后升温至65℃恒温1小时；
升温至75℃恒温1小时；
升温至85℃恒温1小时；
之后再在85℃加入催化剂并恒温1小时；
之后在85℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温100分钟直到检测的游离tdi的百分含量低于0.3％后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.096mpa之间持续抽真空30分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置6min即得。
实施例4
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度500转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至76℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至121℃时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.097mpa之间持续抽真空3小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至50℃后加入异氰酸酯恒温1小时；
然后升温至60℃恒温1小时；
升温至70℃恒温1小时；
升温至80℃恒温1小时；
之后再在80℃加入催化剂并恒温1小时；
之后在80℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温60分钟直到检测的游离tdi的百分含量低于0.3％后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.097mpa之间持续抽真空30分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置6min即得。
放料包装，包装桶内充氮气保护。
实施例5
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度600转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至75℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至120℃之间时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.099mpa之间持续抽真空4小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至50℃后加入异氰酸酯恒温1小时；
然后升温至60℃恒温1小时；
升温至70℃恒温1小时；
升温至80℃恒温1小时；
之后再在80℃加入催化剂并恒温1小时；
之后在80℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温50分钟直到检测的游离tdi的百分含量低于0.3％后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.1mpa之间持续抽真空40分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置10min即得。
实施例6
一种高固含环保聚氨酯防水涂料，主要由以下组分按照以下重量份制备而成：
将聚醚多元醇、增塑剂、分散剂加入反应釜中，设定搅拌速度550转/min，对反应釜进行加热，当反应釜温度升至78℃后，依次加入钛白粉、滑石粉、重钙、煅烧高岭土和气相二氧化硅，当反应釜温度升温至123℃之间时，打开与反应釜连接的真空泵对反应釜抽真空，并使反应釜在真空度-0.095mpa之间持续抽真空4小时，之后关闭真空泵；
接着使反应釜温度冷却至50℃后加入异氰酸酯恒温1小时；
然后升温至60℃恒温1小时；
升温至70℃恒温1小时；
升温至80℃恒温1小时；
之后再在80℃加入催化剂并恒温1小时；
之后在80℃下依次加入潜固化剂和稳定剂，恒温50分钟直到检测的游离tdi的百分含量低于0.3％后，打开与反应釜连接的真空泵抽真空，在真空度-0.095mpa之间持续抽真空20分钟后，逐步降低搅拌速度至静止，最后静置5min即得。
如下表所示，本发明与聚氨酯技术标准相比，比单组分固含高出14.6％，比双组份聚氨酯高出7.6％，目前市场销售的单组分聚氨酯防水涂料大多在85-90％范围之间。本发明聚氨酯涂料不含挥发性有机溶剂，不添加市售单组分聚氨酯防水涂料产品中含有的有机溶剂，如溶剂油、苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系溶剂，酮类、醚类、酯类等有机溶剂，但不局限于只含有此类溶剂。本发明在苯、甲苯+乙苯+二甲苯、苯酚、蒽、萘等有害物质限量均未检出。本发明涂料在施工过程中，有良好的施工性及抗流挂性。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。