一种水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料的制作方法

本发明属于防水涂料，具体地说，涉及一种水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料。

背景技术：

1、聚氨酯是新一代人工合成高分子材料，其主要特征是分子链中含有多个重复的“氨基甲酸酯”基团，既有橡胶的弹性，又有塑料的强度和优异的加工性能。因其具有橡胶和塑料的双重优点，使其成为高分子材料中品种最多、用途最广、发展最快的特种有机合成材料。

2、目前市面上的双组份聚氨酯防水涂料基本上a组分的制备：使多元醇与多异氰酸酯反应制成聚氨酯预聚体，然后与第一端羟基聚丁二烯反应，制得a组分；(2)b组分的制备：在容器中依次加入石油沥青、填料、增塑剂、第二端羟基聚丁二烯、仲胺固化剂和/或伯胺固化剂、催化剂和消泡剂，混合，制得b组分，然后按照质量配比a组分：b组分。

3、目前，建筑防水涂料已成为工程建设和家庭装修必不可少的重要建材产品之一，随着我国可持续发展战略的推进以及绿色环保理念的推广，防水涂料应该向健康、无毒、环保方向发展。目前在市场应用方面防水涂料仍以溶剂型居多。溶剂型防水涂料中含有大量的挥发性有机化合物、游离甲醛、苯、甲苯、可溶性重金属(铅、镉、汞、铬)等有害物质，不但污染环境而且常造成施工人员中毒等事故。因此、低毒或无毒、对环境友好的防水涂料今后将会成为主流产品。水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料是由合成环保树脂与水反应的防水涂料，它具有防水效果持久、自愈合性能好、耐老化、耐化学腐蚀、无毒副作用、对环境友好的特点，因而具有广阔的市场前景。聚氨酯防水涂料以其优异的性能和适中的价格，已在建筑防水行业中得到广泛的认可和应用，gb/t19250—2013《聚氨酯防水涂料》也体现了对环保的重视，对有害物质都做了限量。其中，a类规定挥发性有机化合物含量，即voc≤50g/l，甲苯、乙苯、二甲苯的总量≤1.0g/kg，无溶剂反应固化型防水涂料经过科学配比和特殊工艺处理，涂料中不含游离tdi，气味小，施工方便快捷，此类环保型聚氨酯防水涂料是目前的发展趋势.水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料是以合成环保树脂为基料，水为分散介质的涂料产品。本项目对产品配方、性能进行优化研究，确定各材料用量对产品性能指标的影响，并提出最优材料配方设计。本产品克服双组分聚氨酯voc含量较高的缺陷，研制一种减低有害物质含量的环保型配方体系及其制备方法，性能指标完全满足产品标准的要求，并且无刺激性气味产生。因此，我公司开发了一种“水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料”

4、例如，中国专利，申请号：cn201710144392.2，公开了一种高分子聚合物乳液及其制备方法和用其制备的防水涂料，其技术方案如下：

5、“本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种高分子聚合物乳液，其包括以下质量份数的各组份：氯丁胶乳0.1-2份、丁基胶乳3-4.3份、丙烯酸乙酯胶乳45-49份、硅氧烷乳液15-17份、邻苯二甲酸二丁酯4-6份、阴离子表面活性剂0.045-5份、聚乙烯醇2-3.4份、聚硅醚18-22份、氢氧化钠19-21份、助剂0.2-1份。

6、进一步的，助剂为增稠悬浮剂。

7、本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种高分子聚合物乳液的制备方法，包括下列步骤：(1)配料；(2)制备第一乳液；(3)制备防水剂；(4)制备第二乳液；(5)制备助剂溶液；(6)制备成品；其中，

8、(1)配料

9、按以下质量份数称取各组份：氯丁胶乳0.1-2份、丁基胶乳3-4.3份、丙烯酸乙酯胶乳45-49份、硅氧烷乳液15-17份、邻苯二甲酸二丁酯4-6份、阴离子表面活性剂0.045-5份、聚乙烯醇2-3.4份、聚硅醚18-22份、氢氧化钠19-21份、助剂0.2-1份；

10、(2)制备第一乳液

11、在反应釜中加入质量份数为0.1-2份的氯丁胶乳、3-4.3份的丁基胶乳、45-49份的丙烯酸乙酯胶乳、15-17份硅氧烷乳液、4-6份邻苯二甲酸二丁酯、0.045-5份阴离子表面活性剂、2-3.4份聚乙烯醇，对反应釜内的混合物进行搅拌使反应釜内的各组分充分反应，同时，将反应釜内的混合物加热至93℃-97℃，直至聚乙烯醇与反应釜内的各组份完全混合溶解为第一乳液；

12、(3)制备防水剂

13、在质量份数为18-22份的聚硅醚中加入19-21份氢氧化钠，加热至96℃-104℃，并连续搅拌8-10min，反应生成防水剂；

14、(4)制备第二乳液

15、将步骤(3)制得的防水剂与步骤(2)制得的第一乳液加入搅拌机中搅拌3-5min，制得固含量为45％-75％的第二乳液；

16、(5)制备助剂溶液

17、将质量份为0.2-1份的助剂加入到50℃的水中搅拌溶解得到助剂溶液；

18、(6)制备成品

19、将步骤(5)制得的助剂溶液倒入步骤(4)制得的第二乳液中搅拌10-20min，制得一种高分子聚合物乳液成品。

20、进一步的，在步骤(2)的反应釜中加入质量份为20份的消泡剂。

21、将本发明所述的高分子聚合物乳液与砂浆和适量水混合后可用作防水涂料涂覆在基面上；在有水存在的条件下，活性化合物质可向砂浆内部渗透并扩散，在基面上的孔隙和裂缝中形成大量不溶于水的晶体，填充和封堵渗水的孔隙与裂缝达到防水自愈的目的。自愈功能在混凝土裂缝小于0.4mm时有自愈效果；基面为水泥基面时，高分子聚合物乳液渗入水泥基面100mm-150mm时可与混凝土发生反应，产生持久的渗透结晶并激发活性反应促使反应物结晶、膨胀、增强混凝土的防潮效果。

22、本发明的第三个目的由如下技术方案实施：一种防水涂料，其包括以下质量份数的各组份：高分子聚合物乳液36-45份、复合粉料50-58份和外加剂5-6份。

23、进一步的，高分子聚合物乳液包括以下质量份数的各组份：氯丁胶乳0.1-2份、丁基胶乳3-4.3份、丙烯酸乙酯胶乳45-49份、硅氧烷乳液15-17份、邻苯二甲酸二丁酯4-6份、阴离子表面活性剂0.045-5份、聚乙烯醇2-3.4份、聚硅醚18-22份、氢氧化钠19-21份、助剂0.2-1份。

24、进一步的，高分子聚合物乳液采用如下方法制备：(1)配料；(2)制备第一乳液；(3)制备防水剂；(4)制备第二乳液；(5)制备助剂溶液；(6)制备成品；其中，

25、(1)配料

26、按以下质量份数称取各组份：氯丁胶乳0.1-2份、丁基胶乳3-4.3份、丙烯酸乙酯胶乳45-49份、硅氧烷乳液15-17份、邻苯二甲酸二丁酯4-6份、阴离子表面活性剂0.045-5份、聚乙烯醇2-3.4份、聚硅醚18-22份、氢氧化钠19-21份、助剂0.2-1份；

27、(2)制备第一乳液

28、在反应釜中加入质量份数为0.1-2份的氯丁胶乳、3-4.3份的丁基胶乳、45-49份的丙烯酸乙酯胶乳、15-17份硅氧烷乳液、4-6份邻苯二甲酸二丁酯、0.045-5份阴离子表面活性剂、2-3.4份聚乙烯醇，对反应釜内的混合物进行搅拌使反应釜内的各组分充分反应，同时，将反应釜内的混合物加热至93℃-97℃，直至聚乙烯醇与反应釜内的各组份完全混合溶解为第一乳液；

29、(3)制备防水剂

30、在质量份数为18-22份的聚硅醚中加入19-21份氢氧化钠，加热至96℃-104℃，并连续搅拌8-10min，反应生成防水剂；

31、(4)制备第二乳液

32、将步骤(3)制得的防水剂与步骤(2)制得的第一乳液加入搅拌机中搅拌3-5min，制得固含量为45％-75％的第二乳液；

33、(5)制备助剂溶液

34、将质量份为0.2-1份的助剂加入到50℃的水中搅拌溶解得到助剂溶液；

35、(6)制备成品

36、将步骤(5)制得的助剂溶液倒入步骤(4)制得的第二乳液中搅拌10-20min，制得一种高分子聚合物乳液成品。

37、进一步的，助剂为增稠悬浮剂。

38、进一步的，在步骤(1)的反应釜中加入质量份为20份的消泡剂。

39、进一步的，复合粉料包括以下质量份数的各组份：纳米碳酸钙18-22份、云母粉12-15份、滑石粉3-5份、石英粉6-9份、硅酸盐矿物质36-49份。

40、进一步的，外加剂为减水剂、抗冻剂、塑性剂或消泡剂的任意一种”。

41、但其具备以下缺点：防水效果一般、自愈合性能差、不耐老化、不耐化学腐蚀、有毒副作用、对环境不友好。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种性能优良、功能多的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，在本技术中，原料的选择、配方设计及生产工艺条件是本项目的关键技术。首先，原材料的选择对于产品的各项指标很关键，不同生产厂家、牌号、型号的多元醇聚醚、异氰酸酯及稀释剂的选择，直接影响产品指标要求；其次，配方中的原料要进行配比的合理设计及工艺，才会达到应有的性能要求；同时，生产脱水的工艺温度的控制、反应的时间和温度是影响产品最终各项指标；此外，制备的产品，氯离子含量：≤0.10％；抗折强度：≥2.8mpa(28d)；抗压强度：≥15.0mpa(28d)；潮湿基面粘结强度：≥1.0mpa(28d)；带涂层混凝土的第二次抗渗压力：56d≥0.8mpa(56d)；有害物质满足jc 1066-2008标准。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

5、一种水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

6、其原料包括a组分与b组分；

7、其中a组分与b组分之间的质量比为5：7；

8、其中a组分，以重量份计，包括以下组分：

9、

10、

11、其中b组分，以重量份计，包括以下组分：

12、

13、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，其原料包括a组分与b组分；

14、其中a组分，以重量份计，包括以下组分：

15、其中b组分，以重量份计，包括以下组分：

16、

17、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

18、其原料包括a组分与b组分；

19、其中a组分，以重量份计，包括以下组分：

20、

21、其中b组分，以重量份计，包括以下组分：

22、

23、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

24、所述的聚醚多元醇为丙二醇嵌段聚醚l31、丙二醇嵌段聚醚l35及丙二醇嵌段聚醚l61的混合物，其中丙二醇嵌段聚醚l31、丙二醇嵌段聚醚l35及丙二醇嵌段聚醚l61三者之间的质量比为5：8：2。

25、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

26、所述的异氰酸酯为掺杂终浓度为30mg/l亚乙基双硬脂酸酰胺的甲苯二异氰酸酯。

27、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

28、所述的改性树脂的制备方法如下：

29、将氯化聚丙烯、聚氨酯、甲基丙烯酸(2,4-二三氟甲基)十二氟戊酯、硅烷偶联剂kh560进行混合，并利用挤出机进行反应，其中反应的温度为165℃；接着利用预冷至4℃的无水丙酮对挤出物进行冲洗，并用无水乙醇进行沉淀，抽滤后干燥，即得；

30、其中氯化聚丙烯、聚氨酯、甲基丙烯酸(2,4-二三氟甲基)十二氟戊酯、硅烷偶联剂kh560之间的质量比为108：20：15：30。

31、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

32、所述的增强剂，以重量份计，包括以下原料：

33、

34、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

35、所述的聚苯乙烯微球的粒径为200μm；

36、所述的增塑剂为己二酸二辛酯。

37、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

38、所述的催化剂为烷基苯磺酸钠；

39、所述的消泡剂为磷酸三丁酯与三烷基三聚氰胺两者之间质量比1：7的混合物。

40、上述所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料，

41、所述的水性复合树脂双组分聚氨酯防水涂料的制备方法如下：

42、(1)a组分的制备：将聚醚多元醇、异氰酸酯在82℃下反应制成聚氨酯预聚体，然后加入乙二胺、甲基丙烯酸异丁酯及聚烯丙基胺在真空反应下使聚氨酯预聚体与端羟基聚丁二烯在82℃下反应，真空脱泡，制得a组分；

43、(2)b组分的制备：称取改性树脂、端羟基聚丁二烯、三乙烯四胺、聚苯乙烯微球、增塑剂、催化剂、消泡剂、增强剂，升温至120℃加入改性树脂、三乙烯四胺、聚苯乙烯微球，升温至170℃真空脱水，加入增塑剂、端羟基聚丁二烯，降温至100℃，加入催化剂、消泡剂、增强剂，降温至60℃，真空脱泡，制得b组分；

44、(3)防水涂料的制备：分别称取a组分、b组分，混合搅拌，制成。

45、需要说明的是，羟基聚丁二烯的数均分子量为2000-3000，平均官能度为2-2.4。真空脱泡采用的真空度为0.085mpa～0.1mpa。

46、3、有益效果

47、在本技术中，原料的选择、配方设计及生产工艺条件是本项目的关键技术。首先，原材料的选择对于产品的各项指标很关键，不同生产厂家、牌号、型号的多元醇聚醚、异氰酸酯及稀释剂的选择，直接影响产品指标要求；其次，配方中的原料要进行配比的合理设计及工艺，才会达到应有的性能要求；同时，生产脱水的工艺温度的控制、反应的时间和温度是影响产品最终各项指标；此外，制备的产品，氯离子含量：≤0.10％；抗折强度：≥2.8mpa(28d)；抗压强度：≥15.0mpa(28d)；潮湿基面粘结强度：≥1.0mpa(28d)；带涂层混凝土的第二次抗渗压力：56d≥0.8mpa(56d)；有害物质满足jc 1066-2008标准。