專利名稱：一種聚氨酯涂膜防水材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)建材領(lǐng)域的聚氨酯涂膜防水材料，特別涉及由特定配方制得的聚氨酯預(yù)聚體組份和固化體系組份制備氨酯涂膜防水材料的方法及其制品。
聚氨酯膜防水材料大多為雙組份化學(xué)反應(yīng)固化型防水材料，其中預(yù)聚體組份(后面稱為甲組份)是由聚醚樹脂和異氰酸酯經(jīng)縮合聚合而形成的異氰酸酯基封端的預(yù)聚體;乙組份、即固化體系組份、是一種由煤焦油、增塑劑、固化劑、填充劑、促凝劑、稀釋劑等組成的粘稠狀液體。八十年代初，我國曾采用甘油為固體劑制備聚氨酯涂膜防水材料，其主要技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1993個4月1日實(shí)施的我國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“聚氨酯防水涂料”(JC500-92)的各項要求。付洪祥先生(中國專利CN1066080A)采用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(簡稱MOCA)為固化劑，聚醚型預(yù)聚體為甲組份制備聚氨酯涂膜防水材料，兩個主要技術(shù)指標(biāo)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率也沒有滿足JC500-92的要求。山西省水利科學(xué)研究所(中國專利CN1089981A)用蓖麻油、甲苯二異氰酸酯(后面稱其為TDI)制備甲組份，芳香胺(如甲苯二胺)做為固化劑制備聚氨酯類水工系列粘合劑，其斷裂強(qiáng)度雖大于標(biāo)準(zhǔn)要求，但其斷裂伸長率卻不能合乎行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合格品要求。
本發(fā)明的目的是公開一種較現(xiàn)有同類產(chǎn)品性能好的聚酯涂膜防水材料及其制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用蓖麻油和芳香胺類化合物共同做為固化劑制備聚氨酯涂膜防水材料，其性能指標(biāo)不僅達(dá)到而且超過我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC500-92)和各項要求。本發(fā)明制備聚氨酸涂膜防水材料的方法。它包括甲、乙兩組份制備工藝流程和實(shí)施條件，具體如下a)把聚醚樹脂放入反應(yīng)容器中，加熱真空脫水，溫度為110-150℃，壓力為0.06-0.08MPa，時間為2-5小時;
b)停止抽真空加熱，使脫水聚醚樹脂冷卻到40-60℃c)在常壓下一次性將異氰酸酯加到聚醚樹脂且均勻攪拌，加熱進(jìn)行聚合反應(yīng)，溫度控制在50-60℃，時間為4-6小時，反應(yīng)完畢后，取樣測其異氰酸酯基含量，控制在2.0-9.0%范圍內(nèi)。合格后，出料，密封貯存，即為甲組份。
d)將煤焦油加熱到70-90℃，并向其中加入增塑劑、固化劉。填充劑、促凝劑，e)在40-50℃向煤焦油中加入稀釋劑，攪拌0.5-1小時，稱量出料，密封貯存，即為乙組份。
進(jìn)行防水施工時，將甲、乙兩組份按一定比例混合均勻，經(jīng)常溫交聯(lián)固化，制得橡膠狀的聚氨酯涂膜防水材料。
用于本發(fā)明的異氰酸酯例子包括2，4-TDI、2，4-TDI和2，6-TDI的混合的、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(后面稱其為MDI)、2，4’-MDI和4，4’-MDI的混合物、多次甲基多苯基多異氰酸酯(簡稱為PAPI)。上述異氰酸酯中，PAPI，TDI80/20(2，4-TDI和2，6-TDI的重量比例為80/20)是特別優(yōu)選的。
本發(fā)明使用的聚醚樹脂的分子量為1000-3500，它們有二元醇聚氧化丙烯醚、三元醇氧化丙烯醚、二元醇聚氧化丙烯醚-聚氧化乙烯醚共聚嵌段高聚物、聚乙二醇等。
本發(fā)明所述的煤焦油為脫水之液體，含水率小于0.3%。
本發(fā)明中使用的增塑劑有鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。
本發(fā)明中的固化劑是蓖麻油和芳香胺類化合物。其中蓖麻油為天然蓖麻籽榨制的未經(jīng)過化學(xué)處理的純蓖麻油。芳香胺類化合物可用2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、4，4’-二氨基二苯基甲烷、1，3-苯二胺、由苯胺一甲醛縮合得到的多次甲基多苯基多胺液態(tài)聚合物，由苯胺/鄰氯苯胺-甲醛縮合得到的多胺液體、MOCA等。上述芳香族胺類化合物單獨(dú)或結(jié)合在一起與蓖麻油共同構(gòu)成本發(fā)明中所用的固化劑。
本發(fā)明為了增加涂膜的硬度，增加涂料的流平性，使用無機(jī)填充劑，它包括炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅酸鎂、二氧化硅、滑石粉、 石、膨潤土、灰鈣粉、氫氧化鈣、硅灰石粉等。
本發(fā)明中使用的促凝劑包括胺類化合物和有機(jī)金屬類化合物的兩類。胺類化合物有三乙胺、三乙醇胺、三乙撐二胺等，有機(jī)金屬類化合物有辛酸鉛、辛酸亞錫二月桂酸、二正丁基錫等。
本發(fā)明中使用的稀釋劑是丙酮、甲苯、乙酸乙酯、粗苯、二甲苯等。
本發(fā)明也可使用其它助劑，如防老劑，這是根據(jù)聚氨酯涂膜防水材料的使用的具體條件而加入。
本發(fā)明的各原料配比為A)甲組份聚醚樹脂70-85%異氰酸酯15-30%B)乙組份煤焦油35-55%增塑劑1-10%固化劑1-10%填充劑15-35%促凝劑0.05-0.20%稀釋劑2-10%以下為本發(fā)明的實(shí)施例A)甲組份配方(%)聚醚樹脂 70-85異氰酸酯 15-25B)乙組份(%)煤焦油 45-55增塑劑 1-5填充劑 30-45固化劑 5-10促凝劑0.01-0.10稀釋劑 2-7C)制備工藝1)制備甲組份將聚醚樹脂在120℃、0.08MPa條件下加熱真空脫水3小時。停止加熱和抽真空，將聚醚樹脂降溫至50℃，加入異氰酸酯，加熱升溫至60℃并保持4小時，取樣測定其異氰酸酯基含量，合格后稱量出料得到甲組份。
2)制備乙組份將煤焦油加熱升溫至80℃，加入增塑劑、固化劑、填充劑、促凝劑，在50℃時加入稀釋劑，混合均勻，得到乙組份。
3)聚氨酯防水涂膜將上述的甲、乙兩組份按1∶1.5的重量配比混合均勻，澆注到涂有脫模劑的模具中，在20±2℃，相對濕度為65±20%的環(huán)境條件下培養(yǎng)7天，接著按照J(rèn)C500-92測定其技術(shù)性能指標(biāo)。
本發(fā)明制備的聚氨酯涂膜防水材料的主要性能指標(biāo)列于表1。
(1)所列數(shù)值來源于中國專利CN1066080A(2)所列數(shù)值來源于中國專利CN1089981A(3)所列數(shù)據(jù)來自于北京市建筑材料監(jiān)督檢驗(yàn)站對本發(fā)明制備聚氨酯涂膜防水材料的測試報告。
本發(fā)明工藝簡單，以較低的成本制備出性能較好的聚氨酯涂膜防水材料。該產(chǎn)品經(jīng)國家重點(diǎn)工程如西客站，方莊小區(qū)等試用證明該涂膜防水材料具有施工簡便，防水效果好、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，可用于屋面，地下室，浴廁間等的防水施工，為解決我國房屋滲漏提供了一個有力手段。
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯涂膜防水材料，其為雙組份化學(xué)反應(yīng)固化型防水材料，由預(yù)聚體組份，稱為甲組份；固化體系組份，稱為乙組份，組成其特征是，其組成成份按重量百分比含量范圍分別是甲組份聚醚樹脂 70-85%異氰酸酯 15-30%乙組份煤焦油35-55%增塑劑1-10%固化劑1-10%填充劑15-35%促凝劑0.05-0.20%稀釋劑2-10%甲組份與乙組份的重量配比為1∶1.5。
2.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，聚醚樹脂分子量為1000-3500，其有二元醇聚氧化丙烯醚、三元醇氧化丙烯醚、二元醇聚氧化丙烯醚-聚氧化乙烯醚共聚嵌段高聚物、聚乙二醇等可以其中任何一種或二種組合而成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，異氰酸酯包括2，4-TDI、2，4-TDI和2，6-TDI的混合物、4，4’-二苯基甲烷二異氰酯(后面稱為MDI)、2，4’-MDI和4，4’-MDI的混合物、多次甲基多苯基多異氰酸酯(簡稱為PAPI)可以其中任何一種或二種組合而成。
4.如權(quán)利要求3所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，2，4-TDI和2，6-TDI的混合物，按重量混合比例為80/20。
5.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，固化劑是蓖麻油和芳香胺類化合物，后者可用2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、4，4’-二氨基苯基甲烷、1，5-萘二胺、由苯胺-甲醛縮合得到的多次甲基多苯基多胺液態(tài)聚合物、由苯胺/鄰氯苯胺-甲醛縮合得到的多胺液體、MOCA等中的一種或二種。
6.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，增塑劑有鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等，任選其中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，填充劑有炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅酸鎂、二氧化硅、滑石粉、 石、膨潤土、灰鈣粉、氫氧化鈣、硅灰石粉可任選其中的二種或二種以上組合而成。
8.如權(quán)利要求1所述的聚氨酯涂膜防水材料，其特征是，促凝劑有三乙胺、三乙醇胺、三乙撐二胺、辛酸亞錫、辛酸鉛、二月桂酸二正丁基錫等可任選其中的一種或二種組合而成。
9.如權(quán)利要求1所述的氨酯涂膜防水材料，其特征是，稀釋劑是丙酮、甲苯、乙酸乙酯、粗苯、二甲苯可用其中一種。
10.一種聚氨酯涂膜防水材料的制備方法，其特征是，a)把聚醚樹脂放入反應(yīng)容器中，加熱真空脫水，溫度為110-150℃，壓力為0.06-0.08MPa，時間為2-5小時;b)停止抽真空加熱，使脫水聚醚樹脂冷卻到40-60℃;c)在常壓下一次性將異氰酸酯加到聚醚樹脂且均勻攪拌，進(jìn)行聚合反應(yīng)，溫度控制在50-60℃，時間為4-6小時，反應(yīng)完畢后，取樣測其異氰酸酯基含量，控制在2.0-9.0%范圍內(nèi)。合格后，出料，密封貯存，即為甲組份;d)將煤焦油加熱到70-90℃，并向其中加入增塑劑、固化劑、填充劑、促凝劑;e)在40-50℃向煤焦油中加入稀釋劑，攪拌0.5-1小時，稱量出料，密封貯存，即為乙組份;將上述的甲、乙兩組份按1∶1.5的重量配比混合均勻，澆注到涂有脫模劑的模具中，在20±2℃，相對溫度為65±20%的環(huán)境條件下培養(yǎng)7天，接著按照J(rèn)C500-92測定其技術(shù)性能指標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚氨酯涂膜防水材料及其制備方法。解決提高其性能問題。首先通過聚醚樹脂和異氰酸酯發(fā)生縮合聚合得到甲組份，然后將煤焦油、增塑劑、固化劑、填充劑、促凝劑、稀釋劑等混合均勻成為乙組分。施工時將甲、乙兩組份按配比混合即得聚氨酯防水涂膜。本發(fā)明采用蓖麻油和芳香胺做為固化劑，節(jié)約了成本，同時該發(fā)明具有工藝簡單、產(chǎn)品性能好、防水效果優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)，為解決房屋滲漏提供了一種有力武器。
文檔編號C09D175/04GK1108678SQ95101199
公開日1995年9月20日 申請日期1995年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月9日
發(fā)明者趙守佳 申請人:北京市三原建筑粘合材料廠