本發(fā)明涉及聚氨酯涂料，尤其是涉及一種耐候型聚氨酯防水涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚氨基甲酸酯簡稱聚氨酯(pu)，是由羥基化合物和異氰酸酯經(jīng)縮聚反應(yīng)形成的高分子材料，具有力學(xué)性能較好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，作為防水涂料的綜合性能優(yōu)異，在建筑防水工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，對防水涂料的要求逐漸提高。但是傳統(tǒng)聚氨酯防水涂料還存在含有揮發(fā)性或有毒有害成分，耐候性、施工穩(wěn)定性或力學(xué)性能不足等缺陷，仍有較大改進(jìn)空間。

2、因此，有必要對聚氨酯防水涂料進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，使其在滿足環(huán)保要求的同時(shí)，具備優(yōu)良的耐候性、施工穩(wěn)定性和力學(xué)等性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種聚氨酯防水涂料。本發(fā)明的聚氨酯防水涂料具有很好的環(huán)保性，其耐候性能和力學(xué)強(qiáng)度好，施工穩(wěn)定性高，適用于建筑工程中的防水工程。

2、本發(fā)明還提供一種聚氨酯防水涂料的制備方法。

3、本發(fā)明還提供聚氨酯防水涂料的應(yīng)用。

4、本發(fā)明的第一方面，提供一種聚氨酯防水涂料，包括a組分和b組分；

5、其中，其中，所述a組分的制備原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：二苯基甲烷二異氰酸酯30～45份和聚醚二元醇55～70份；

6、所述b組分的制備原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚醚三元醇40～60份、水4～10份、催化劑0.5～2份、納米金屬氧化物8～11份、偶聯(lián)劑5～8份和顏填料22～27份。

7、根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，本發(fā)明提供的聚氨酯防水涂料，至少具有如下有益效果：

8、本發(fā)明的聚氨酯防水涂料為雙組份，其中a組分的二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)和聚醚二元醇為合成聚氨酯的原料，本發(fā)明使用mdi替換了傳統(tǒng)的tdi，避免了產(chǎn)品的毒性和刺激性氣味；mdi的兩個(gè)官能團(tuán)異氰酸根(-nco)與聚醚二元醇的羥基(-oh)反應(yīng)可以產(chǎn)生氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)：

9、

10、并且本發(fā)明方案中在a組分中使用過量的mdi，當(dāng)a組分與b組分混合時(shí)，在催化劑存在下，過量的mdi再與b組分中的聚醚三元醇進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

11、

12、a組分中過量的mdi還能與b組分中的水反應(yīng)產(chǎn)生具有交聯(lián)能力的聚合物，因此在本發(fā)明方案中也無需額外使用如3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(moca)這樣的交聯(lián)劑，進(jìn)一步避免制備的聚氨酯防水涂料中存在有毒有害物質(zhì)。其中，mdi與水發(fā)生反應(yīng)的過程簡寫記為：nonc-r-nco+2nh2o→nhoocnh-r-nhcooh→nh2n-r-nh2+2nco2；nonc-r-nco+nh2n-r-nh2→(nh-r-nhconh-r-nhco)n；由于-nh2與-nco的反應(yīng)比水快，故上述反應(yīng)可寫成：2nonc-r-nco+2nh2o→(nh-r-nhconh-r-nhco)n+2nco2；因此，本發(fā)明方案的聚氨酯防水涂料中具有更為復(fù)雜的聚合物結(jié)構(gòu)，復(fù)雜的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為該涂料固化得到的涂層提供了更好的力學(xué)強(qiáng)度性能。

13、本發(fā)明方案進(jìn)一步在聚氨酯防水涂料中摻雜適量的納米金屬氧化物顆粒，納米金屬顆粒分散結(jié)合于涂料中的聚合物結(jié)構(gòu)中，與聚合物互相配合，提高交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且可以提高涂料的抗紫外輻射、耐化學(xué)腐蝕和抗氧化等性能，極大地提高了防水涂層的耐候性，延長防水涂層的工作壽命。此外本發(fā)明方案在b組分中使用相對過量的偶聯(lián)劑，可以起到對納米金屬氧化物的適當(dāng)表面改性作用，使其更好地結(jié)合分散于聚氨酯防水涂料中。

14、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述聚氨酯防水涂料中的所述a組分和所述b組分的質(zhì)量比為2:3～5。

15、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述a組分的制備原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：二苯基甲烷二異氰酸酯35～40份和聚醚二元醇60～65份。

16、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述b組分的制備原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：聚醚三元醇45～55份、水5～8份、催化劑1～1.5份、納米金屬氧化物9～10份、偶聯(lián)劑6～7份和顏填料23～26份。

17、本發(fā)明探索發(fā)現(xiàn)在聚氨酯防水涂料中添加的納米金屬氧化物需要在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，過少的納米金屬氧化物難以起到提高聚氨酯防水涂層耐候性能的作用，而過多的納米金屬氧化物則會在一定程度上影響涂層的力學(xué)性能，進(jìn)而也會對耐候性產(chǎn)生不利影響，并且會增加涂料的成本。

18、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述納米金屬氧化物包括納米二氧化鈦和納米氧化鋅。

19、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述納米金屬氧化物中的納米二氧化鈦和納米氧化鋅的質(zhì)量比為1:0.5～2。

20、本發(fā)明發(fā)現(xiàn)二氧化鈦和氧化鋅的組合具有更好地提高聚氨酯防水涂層耐候性能的作用，兩種納米氧化物配合使用，可以擴(kuò)大抗紫外線范圍，協(xié)同提高涂料的耐化學(xué)性和抗氧化性，此外還能在一定程度上起到抗菌作用，進(jìn)一步提高涂層使用壽命。

21、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述納米二氧化鈦的平均粒徑范圍為5～20nm。

22、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述納米氧化鋅的平均粒徑范圍為20～30nm。

23、本發(fā)明通過使用不同粒徑范圍的納米二氧化鈦和納米氧化鋅，可以使納米金屬氧化物在聚氨酯涂料的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中更好地分散和發(fā)揮作用。

24、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述a組分還包括質(zhì)量份數(shù)為4～6份的第一增塑劑。

25、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述b組分的顏填料包括色漿、二氧化硅、滑石粉、碳酸鈣和氫氧化鈣。

26、本發(fā)明方案中，顏填料中的色漿用于調(diào)節(jié)涂料的顏色，滿足更多市場需求；二氧化硅為納米二氧化硅，有助于提升涂層的耐磨性能；碳酸鈣和滑石粉作為填充材料，也有助于提高涂層的強(qiáng)度，并降低成本；氫氧化鈣也能起到填充作用，還能吸收固化成型過程中產(chǎn)生的co2，減少氣泡產(chǎn)生。

27、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述b組分還包括質(zhì)量份數(shù)為14～18份的助劑。

28、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述b組分的助劑包括第二增塑劑、分散劑和消泡劑。

29、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。

30、本發(fā)明方案中，使用相對過量的偶聯(lián)劑，使其既可以對部分填料進(jìn)行改性，并對聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行封端，從而提高涂料的結(jié)合性能，還可以對納米金屬氧化物進(jìn)行表面改性，使其在涂料中與聚合物充分分散結(jié)合，更好地發(fā)揮其改進(jìn)聚氨酯防水涂料耐候性能的作用。

31、本發(fā)明的第二方面，提供一種制備本發(fā)明第一方面所述的聚氨酯防水涂料的方法，包括以下步驟：

32、s1、將所述a組分中除二苯基甲烷二異氰酸酯以外的制備原料加熱，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯，攪拌，即得a組分；

33、s2、將所述b組分中除催化劑、納米金屬氧化物、偶聯(lián)劑和顏填料以外的制備原料混合，再加入剩余制備原料，攪拌，即得b組分；

34、s3、將所述a組分與所述b組分混合，得到所述聚氨酯防水涂料。

35、本發(fā)明方案制備過程簡單，施工性好，可以在建筑工程防水中得到方便快捷的應(yīng)用。

36、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述步驟s1的加熱的溫度為70～90℃。

37、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述步驟s1的攪拌為保持溫度70～90℃攪拌30～90min。

38、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述步驟s2的攪拌時(shí)間大于90min。

39、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述步驟s3具體為按所述a組分與所述b組分的質(zhì)量比為2:3～5混合。

40、本發(fā)明的第三方面，提供本發(fā)明第一方面所述的聚氨酯防水涂料在建筑工程防水中的應(yīng)用。

41、本發(fā)明的聚氨酯防水涂料固化成型的涂層具有良好的耐候性能，可以大幅延長防水涂層的工作壽命，提高工程質(zhì)量，降低工程成本，在建筑工程防水中具有廣闊的應(yīng)用前景。

42、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。