一種基于聚氨酯降解產物制備的防水涂料預聚體及其制備方法和應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚氨酯降解產物制備的防水涂料預聚體以及該預聚體在制備防水涂料中的應用，所述預聚體由聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物代替25～50%的多元醇，再與異氰酸酯反應制備得到。本發(fā)明所使用的聚氨酯彈性體廢料原料易得，利于解決工業(yè)聚氨酯廢料的環(huán)保問題，生產工藝相對簡單，經濟效益高，且利用所述預聚體制備的防水涂料拉伸強度高、斷裂伸長率大、耐水解性好，具有極高的推廣價值。
【專利說明】
一種基于聚氨酯降解產物制備的防水涂料預聚體及其制備方 法和應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料的回收領域，具體地，本發(fā)明涉及一種基于聚氨酯降解產 物制備的防水涂料預聚體在制備防水涂料中的應用以及其制備得到的防水涂料。
【背景技術】
[0002] 聚氨酯樹脂制品形態(tài)有軟質、半硬質及硬質泡沫塑料、彈性體、油漆涂料、膠黏劑、 密封膠、合成革涂層樹脂、彈性纖維等，廣泛應用于汽車制造、冰箱制造、交通運輸、土木建 筑、鞋類、合成革、織物、機電、石油化工、礦山機械、航空、醫(yī)療、農業(yè)等許多領域，為保護資 源和環(huán)境，現(xiàn)如今大力倡導各種塑料制品的回收利用，實現(xiàn)聚氨酯制品的循環(huán)利用將為節(jié) 約資源、保護環(huán)境做出巨大貢獻。
[0003] 防水涂料是由合成高分子聚合物、高分子聚合物與瀝青、高分子聚合物與水泥為 主要成膜物質；加入各種助劑、改性材料、填充材料等加工制成的溶劑型、水乳型或粉末型 的涂料。該涂料涂刷在建筑物的屋頂、地下室、衛(wèi)生間、浴室和外墻等需要進行防水處理的 基層表面上?？稍诔貤l件下形成連續(xù)的、整體的、具有一定厚度的涂料防水層。然而現(xiàn)有 的防水涂料所使用的材料都是由純凈的原料合成的聚氨酯，且大多數(shù)以進口的聚氨酯預聚 體為基本成分，價格昂貴。
[0004] 因此，既能實現(xiàn)聚氨酯樹脂的回收利用，又能制備滿足涂料防水性能及其他綜合 性能要求的防水涂料是非常具有環(huán)保和經濟價值的。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供基于聚氨酯降解產物制備的預聚體在 制備防水涂料中的應用，所述應用解決了聚氨酯廢料的回收利用問題。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于聚氨酯降解產物的防水涂料預聚體。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供基于聚氨酯降解產物的防水涂料預聚體的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于所述預聚體的防水涂料。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現(xiàn)：
[0010] 本發(fā)明公開了基于聚氨酯降解產物制備的預聚體在制備防水涂料中的應用，所述 預聚體由聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物代替25~50%的多元 醇，再與異氰酸酯反應制備得到。
[0011] 本發(fā)明利用聚氨酯彈性體制品的邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物制備聚 氨酯預聚體，并進一步制備防水涂料，解決了聚氨酯廢料的回收利用問題，且無需對降解產 物分離提純即可進行下一步操作，生產工藝相對簡單，經濟效益高，具有極高的推廣價值。
[0012] 所述聚氨酯降解產物的制備過程包括如下步驟：
[0013] Sl.將聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料、小分子二元醇、催化劑加入到反應釜中；
[0014] S2.加熱，控制反應溫度為180~230°C，反應時間1~3小時，出料，得到所述聚氨酯 降解產物。
[0015] 優(yōu)選地，所述小分子二元醇為乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇的一種或多種。
[0016] 優(yōu)選地，所述催化劑為醋酸鉀、醋酸鋅、異辛酸鉀、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙 二胺、丁二胺或丙二胺。
[0017] -種預聚體，其制備原料包括以下按重量份計算的組分：
[0018] 聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物12.6~21.0份；
[0019] 多元醇21.0~39.4份；
[0020] 異氰酸酯10~11份；
[0021] 氯化石蠟22~24份；
[0022] 二甲苯24~26份；
[0023] 阻凝劑0.08~0.16份。
[0024] 聚氨酯降解產物主要成分是分子量在3000~10000的聚醚多元醇(通過分離純化， GPC測定確認），將所得的聚氨酯降解產物替代部分多元醇，與異氰酸酯進一步反應，可制得 聚氨酯預聚體。此外，降解產物中還有部分脲鍵結構，未完全醇解的聚氨酯片段，以及少量 胺類物質。降解產物的這些特質使得其與異氰酸酯的反應活性適度，其中的聚醚多元醇起 到和POP(聚合物聚醚多元醇）相似的功效，而少量未醇解的聚氨酯片段可進一步提高預聚 體的綜合性能，從而可改善基于所述預聚體制備的防水涂料的綜合性能。
[0025] 優(yōu)選地，所述多元醇為聚醚多元醇330N。
[0026]優(yōu)選地，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯(TDI)。
[0027] 優(yōu)選地，所述阻凝劑為苯甲酰氯、檸檬酸、鹽酸、磷酸的一種或多種。
[0028] 所述預聚體的制備方法，包括以下步驟：
[0029] S3.將聚氨酯降解產物和多元醇一起加入到反應釜中，混合均勻，95~110°C真空 脫水；
[0030] S4.溫度降到90±5°C時加入阻凝劑，邊攪拌邊加異氰酸酯，95°C~100°C之間保溫 2~3小時，當NCO含量為3.0~5.0時停止反應；
[0031] S5.加入氯化石蠟和二甲苯，當溫度降到60 ± 5 °C后加入助劑，攪拌均勻出料。
[0032] 更優(yōu)選地，所述S3.為將聚氨酯降解產物和多元醇一起加入到反應釜中，混合均 勻，加熱到95°C，抽真空脫水，在95~110°C真空脫水直至控制水份在0.05%以內。
[0033] -種防水涂料，包括上述預聚體和含有防老劑、硫化劑、催化劑的聚氨酯防水涂料 B組分，其重量份數(shù)比值為1:1.5~3。
[0034] 現(xiàn)有的聚氨酯類防水涂料，通常由含異氰酸酯的A組分與含有防老劑、硫化劑、催 化劑的B組分組成，本發(fā)明所述的預聚體，可以替換現(xiàn)有的A組分，與現(xiàn)有的B組分進行混合。 作為一個例子，所述聚氨酯防水涂料B組分可以是911聚氨酯防水涂料B組分。
[0035] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明解決了聚氨酯彈性體制品邊 角料或廢料的回收再利用問題，利于解決工業(yè)聚氨酯廢料的環(huán)保問題；制備的防水涂料防 水性能、拉伸強度和斷裂伸長率均符合防水涂料的國家標準;相比不用聚氨酯醇解材料代 替多元醇，使用聚氨酯醇解材料的防水涂料的拉伸強度和斷裂伸長率有所提高；可直接利 用聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料的降解產物，無需對產物分離提純，生產工藝相對簡單， 經濟效益高，具有極高的推廣價值。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形 式的限定。除非另有說明，本發(fā)明實施例采用的原料試劑為常規(guī)市購的原料試劑。
[0037] 以下實施例的份數(shù)均按重量份計。
[0038] 實施例1
[0039] SI.將100份聚氨酯彈性體制品邊角料破碎，與10份乙二醇、1份催化劑醋酸鉀一起 加入到反應爸中；
[0040] S2.加熱，控制反應溫度為180°C，反應時間3小時，出料，得到聚氨酯降解產物。
[0041 ] 實施例2
[0042] Sl.將100份聚氨酯彈性體制品廢料破碎，與5份乙二醇、10份丙二醇、3份催化劑乙 二胺一起加入到反應爸中；
[0043] S2.加熱，控制反應溫度為230°C，反應時間1小時，出料，得到聚氨酯降解產物。
[0044] 實施例3
[0045] Sl.將100份聚氨酯彈性體制品邊角料破碎，與10份二乙二醇、5份丁二醇、2份催化 劑乙醇胺一起加入到反應釜中；
[0046] S2.加熱，控制反應溫度為200°C，反應時間2小時，出料，得到聚氨酯降解產物。
[0047] 實施例4
[0048] S3.將21份由實施例1制備的聚氨酯降解產物和21份聚醚多元醇330N-起加入到 反應釜中，混合均勻，95~110 °C真空脫水；
[0049] S4.溫度降到90 °C時加入0.1份苯甲酰氯，邊攪拌邊加11份TDI，95 °C~100°C之間 保溫2小時停止反應，測得NCO含量為3.5;
[0050] S5.加入24份氯化石蠟和24份二甲苯，當溫度降到60°C后出料。
[0051 ] 實施例5
[0052] S3.將18份由實施例2制備的聚氨酯降解產物和30份聚醚多元醇330N-起加入到 反應釜中，混合均勻，95~110 °C真空脫水；
[0053] S4.溫度降到95°C時加入0.09份檸檬酸，，邊攪拌邊加10份TDI，95 °C~100°C之間 保溫2.5小時，停止反應，測得NCO含量為3.9;
[0054] S5.加入22份氯化石蠟和26份二甲苯，當溫度降到60°C后出料。
[0055] 實施例6
[0056] S3.將21份由實施例3制備的聚氨酯降解產物和21份聚醚多元醇330N-起加入到 反應釜中，混合均勻，95~110 °C真空脫水；
[0057] S4.溫度降到90°C時加入0.08份磷酸，邊攪拌邊加10.5份TDI，95°C~100°C之間保 溫3小時停止反應，測得NCO含量為4.1;
[0058] S5.加入23份氯化石蠟和25份二甲苯，當溫度降到65°C后出料。
[0059] 實施例7
[0060]將由實施例4制備的預聚體與911聚氨酯防水涂料B組分按重量份數(shù)比1:3混合均 勻，得到防水涂料。
[0061 ] 實施例8
[0062] 將由實施例5制備的預聚體與911聚氨酯防水涂料B組分按重量份數(shù)比1:2混合均 勻，得到防水涂料。
[0063] 實施例9
[0064]將由實施例6制備的預聚體與911聚氨酯防水涂料B組分按重量份數(shù)比1:1.5混合 均勻，得到防水涂料。
[0065] 實施例10
[0066]將由實施例4制備的預聚體與911聚氨酯防水涂料B組分按重量份數(shù)比1:2混合均 勻，得到防水涂料。
[0067] 對比例1
[0068] S3.將42份330N加入到反應釜中，95~110°C真空脫水；
[0069] S4 ·溫度降到90 °C時加入0 · 1份苯甲酰氯，邊攪拌邊加11份TDI，95 °C~100°C之間 保溫2小時停止反應，測得NCO含量為4.6;
[0070] S5.加入24份氯化石蠟和24份二甲苯，當溫度降到60°C后出料。
[0071] 對比例2
[0072]將由對比例1制備的預聚體與911聚氨酯防水涂料B組分按重量份數(shù)比1:3混合均 勻，得到防水涂料。
[0073]按國標GB/T 19250-2003對實施例7至10、對比例2所制備的防水涂料進行性能測 試，其測試結果見表1。
[0074]從表1的測試結果可知，本發(fā)明利用聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料替代部分多 元醇制備出聚氨酯預聚體，可替代常規(guī)的聚氨酯防水涂料A組分，與聚氨酯防水涂料B組分 配合得到綜合性能優(yōu)異的防水涂料，能滿足防水涂料的國家標準，其拉伸強度、斷裂伸長率 甚至比不用聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料的大。
[0075]表1防水涂料檢測結果
[0077]從表1的測試結果可知，本發(fā)明利用聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料替代部分多 元醇制備出聚氨酯預聚體，可替代常規(guī)的聚氨酯防水涂料A組分，與聚氨酯防水涂料B組分 配合得到綜合性能優(yōu)異的防水涂料，能滿足防水涂料的國家標準，其拉伸強度、斷裂伸長率 甚至比不用聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料的大。
【主權項】
1. 基于聚氨酯降解產物制備的預聚體在制備防水涂料中的應用，其特征在于，所述預 聚體由聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物代替25~50%的多元醇， 再與異氰酸酯反應制備得到。2. 根據(jù)權利要求1所述應用，其特征在于，所述聚氨酯降解產物的制備過程包括如下步 驟：51. 將聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料、小分子二元醇、催化劑加入到反應釜中；52. 加熱，控制反應溫度為180~230°C，反應時間1~3小時，出料，得到所述聚氨酯降解 產物。3. 根據(jù)權利要求2所述應用，其特征在于，所述小分子二元醇為乙二醇、丙二醇、二乙二 醇、丁二醇的一種或多種。4. 根據(jù)權利要求2所述應用，其特征在于，所述催化劑為醋酸鉀、醋酸鋅、異辛酸鉀、乙 醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丁二胺或丙二胺。5. -種預聚體，其特征在于，其制備原料包括以下按重量份計算的組分： 聚氨酯彈性體制品邊角料或廢料醇解直接獲得的降解產物12.6~21.0份； 多元醇21.0~39.4份； 異氰酸酯10~11份； 氯化石蠟22~24份； 二甲苯24~26份； 阻凝劑0.08~0.16份。6. 根據(jù)權利要求5所述預聚體，其特征在于，所述多元醇為聚醚多元醇330N。7. 根據(jù)權利要求5所述預聚體，其特征在于，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯。8. 根據(jù)權利要求5所述預聚體，其特征在于，所述阻凝劑為苯甲酰氯、檸檬酸、鹽酸、磷 酸的一種或多種。9. 權利要求5至8任意一項權利要求所述預聚體的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟：53. 將聚氨酯降解產物和多元醇一起加入到反應釜中，混合均勻，95~110°C真空脫水；54. 溫度降到90±5°C時加入阻凝劑，邊攪拌邊加異氰酸酯，95°C~100°C之間保溫2~3 小時，當NCO含量為3.0~5.0時停止反應；55. 加入氯化石蠟和二甲苯，當溫度降到60 ± 5 °C后加入助劑，攪拌均勻出料。10. -種防水涂料，其特征在于，包括權利要求5所述預聚體和含有防老劑、硫化劑、催 化劑的聚氨酯防水涂料B組分，預聚體與B組分的重量比為1:1.5~3。
【文檔編號】C08G18/12GK105860000SQ201610228000
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】吳光飛, 何曉輝
【申請人】廣州聚天化工科技有限公司