一種聚脲防水涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種聚脲防水涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 噴涂聚脲彈性體技術是國外近10年來，繼高固體份涂料、水性涂料、輻射固化涂 料、粉末涂料等低污染涂裝技術之后，為適應環保需求而研制、開發的一種新型無溶劑、無 污染的綠色施工技術，在防腐、防水、耐磨等工程中具有較好的應用前景。
[0003] 雙組份噴涂聚脲防水涂料是利用異氰酸酯組分與胺類化合物反應生成的一種彈 性體物質，異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。對于雙組份噴涂聚脲防水涂 料，其中的甲組分是單體、聚合體、異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物，預聚物和半預聚 物是由端氨基或者端羥基化合物與異氰酸酯反應制得，所述端羥基化合物通常采用低聚物 二元醇、三元醇或之間混合物；乙組分是由端氨基樹脂、端氨基擴鏈劑、顏料、填料和助劑等 組成。兩種組分混合后的反應速度極快，需要用專用設備在一定溫度、壓力下通過撞擊方式 混合，進行噴涂或澆注形成聚脲彈性體。
[0004] 現有的雙組份聚脲防水涂料中以芳香族噴涂聚脲彈性體為主，即以芳香族異氰酸 酯（TDI、MDI、PAPI)為主要原料合成異氰酸酯預聚體或半聚體，以芳香胺為擴鏈劑。由于芳 香族化合物在紫外線作用下會發生分解，具有化學不穩定性，使得涂料耐老化性能降低。現 有技術中，申請公布號為CN101531861A的中國專利文獻公開了一種雙組分噴涂聚脲防水 涂料，利用脂肪族噴涂聚脲彈性體為原料來提高涂料產品的耐老化性能，但沒有從根本上 解決紫外線對聚脲涂料的老化作用，其耐老化性能有待進一步提高。
【發明內容】
[0005] 本發明解決的技術問題在于提供一種聚脲防水涂料及其制備方法，該聚脲防水涂 料具有良好的耐腐蝕、抗老化和抗菌性能。
[0006] 有鑒于此，本發明提供了一種聚脲防水涂料，包括A組分和B組分，以質量份數計， 所述A組分包括：
[0007] 50-65份3, 3-二甲基-4,4-二環己基甲烷二異氰酸酯，
[0008] 30-40份聚醚多元醇，
[0009] 5-10 份溶劑；
[0010] 所述B組分包括：
[0011] 40-50份氨基聚醚，
[0012] 30-40份胺類擴鏈劑，
[0013] 10-15份增塑劑，
[0014] 5-10份硅烷改性納米立德粉。
[0015] 優選的，所述聚醚多元醇為季戊四醇聚醚。
[0016] 優選的，所述氨基聚醚為二氨基二苯醚。
[0017] 優選的，所述胺類擴鏈劑為2, 5-二氨基-I，3, 3-三甲基環己甲胺。
[0018] 優選的，所述增塑劑為二丙二醇二苯甲酸酯。
[0019] 優選的，硅烷改性納米立德粉的粒度滿足D9。小于50nm，白度大于90%，所述硅烷 為丙稀醜氧基十八烷基^乙氧基硅烷。
[0020] 優選的，所述硅烷改性納米立德粉按照如下方法制備：
[0021] 向體積比為I : 1的乙醇水溶液中加入0.1 M的鹽酸溶液，調節pH值至4. 0,得到 混合溶液；
[0022] 向所述混合溶液中加入納米立德粉，在40°C的水浴中500r/min的轉速攪拌下，逐 滴加入丙烯酰氧基十六烷基二乙氧基硅烷，繼續攪拌3h，抽濾、洗滌，在80°C下充分干燥， 粉碎后得到硅烷改性立德粉。
[0023] 相應的，本發明還提供一種聚脲防水涂料的制備方法，以質量份數計，包括以下步 驟：
[0024] 將30-40份聚醚多元醇和5-10份溶劑置于第一反應釜中，在攪拌下升溫至125°C， 通入氮氣進行氣氛保護，減壓脫水3h，降溫至80°C，然后加入50-65份3, 3-二甲基-4,4-二 環己基甲烷二異氰酸酯，攪拌均勻后反應3h，得到A組分；
[0025] 將40-50份氨基聚醚、30-40份胺類擴鏈劑和10-15份增塑劑置于第二反應釜中， 通入氮氣進行氣氛保護，在120°C下減壓脫水3h，然后將5-10份硅烷改性納米立德粉加入 所述第二反應釜中高速攪拌均勻，得到B組分。
[0026] 優選的，所述胺類擴鏈劑為2, 5-二氨基-1，3, 3-三甲基環己甲胺。
[0027] 優選的，所述硅烷改性納米立德粉按照如下方法制備：向體積比為I : 1的乙醇水 溶液中加入〇. IM的鹽酸溶液，調節pH值至4. 0,得到混合溶液；向所述混合溶液中加入納 米立德粉，在40°C的水浴中500r/min的轉速攪拌下，逐滴加入丙烯酰氧基十六烷基二乙氧 基硅烷，繼續攪拌3h，抽濾、洗滌，在80°C下充分干燥，粉碎后得到硅烷改性立德粉。
[0028] 本發明提供了一種聚脲防水涂料及其制備方法，包括A組分和B組分，以質量份數 計，所述A組分包括：50-65份3,3-二甲基-4,4-二環己基甲烷二異氰酸酯，30-40份聚醚 多元醇，5-10份溶劑；所述B組分包括：40-50份氨基聚醚，30-40份胺類擴鏈劑，10-15份增 塑劑，5-10份硅烷改性納米立德粉。與現有技術相比，一方面，本發明采用3, 3-二甲基-4， 4-二環己基甲烷二異氰酸酯為原料，其屬于飽和脂肪烴類化合物，同時帶有甲基側鏈，提高 了聚脲防水涂料的光穩定性和耐候性，克服了以芳香族化合物為原料涂料易老化的問題， 同時確保涂料具有足夠的凝膠和固化時間，涂料和基材滲透結合較好。另一方面，本發明采 用硅烷改性納米立德粉對涂料進行改性，不僅提高了涂料的耐腐蝕和抗老化性能，同時納 米粒子可以有效的吸收紫外線并發生光催化反應，賦予涂料抗菌性能，增加了涂料的耐污 能力。
【具體實施方式】
[0029] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0030] 本發明實施例公開了一種聚脲防水涂料，包括A組分和B組分，以質量份數計，所 述A組分包括：
[0031] 50-65份3, 3-二甲基-4,4-二環己基甲烷二異氰酸酯，
[0032] 30-40份聚醚多元醇，
[0033] 5-10 份溶劑；
[0034] 所述B組分包括：
[0035] 40-50份氨基聚醚，
[0036] 30-40份胺類擴鏈劑，
[0037] 10-15份增塑劑，
[0038] 5-10份硅烷改性納米立德粉。
[0039] 本發明采用飽和脂肪烴類化合物替代芳香烴類原料，以帶甲基側鏈的環己基六元 環異氰酸酯_3,3_二甲基_4,4_二環己基甲烷二異氰酸酯為原料，該原料屬于飽和脂肪烴 類化合物，同時帶有甲基側鏈，使得所篩選原料具有優異的光穩定性和耐候性。本發明選擇 具有較低活性的脂肪族噴涂聚脲彈性體3, 3-二甲基-4,4-二環己基甲烷二異氰酸酯為原 料，不僅克服了以芳香族化合物為原料涂料易老化的問題，同時確保涂料具有足夠的凝膠 和固化時間，使得涂料和基材滲透結合較好。
[0040] 作為優選方案，所述聚醚多元醇為季戊四醇聚醚；所述溶劑優選為乙烯基聚二甲 基硅氧烷。
[0041] 在B組分中，所述氨基聚醚優選為二氨基二苯醚；所述胺類擴鏈劑優選為2, 5-二 氨基-1，3，3-三甲基環己甲胺；所述增塑劑優選為二丙二醇二苯甲酸酯。
[0042] 本發明采用的胺基擴鏈劑優選為2, 5-二氨基-1，3, 3-三甲基環己甲胺，其是一種 新型的擴鏈劑，含有三個端氨基基團，具有優異的反應活性和化學穩定性，進一步提高涂料 的耐久性。
[0043] 由于一般的無機粒子表面是親水的，與傳統的聚合物不易混合均勻，因此，本發明 采用硅烷改性納米立德粉，其表面是疏水的，增加了粒子與無機聚合物的相容性，提高了硅 烷改性納米立德粉在涂料中的分散均勻性，使得涂料能夠均勻的包裹粒子，避免因產生局 部的大顆粒而降低涂料的粘結性能。
[0044] 作為優選方案，所述硅烷改性納米立德粉的粒度優選滿足D9。小于50nm，白度大于 90 %，所述硅烷優選為丙稀醜氧基十八烷基二乙氧基硅烷。
[0045] 作為優選方案，所述硅烷改性納米立德粉按照如下方法制備：向體積比為I : 1的 乙醇水溶液中加入〇. IM的鹽酸溶液，調節pH值至4. 0,得到混合溶液；向所述混合溶液中 加入納米立德粉，在40°C的水浴中500r/min的轉速攪拌下，逐滴加入丙稀酰氧基十六烷基 二乙氧基硅烷，繼續攪拌3h，抽濾、洗滌，在80°C下充分干燥，粉碎后得到硅烷改性立德粉。
[0046] 本發明采用的填料為硅烷改性納米立德粉，不僅提高了涂料的耐腐蝕和抗老化性 能，其含有硫化鋅納米光催化粒子，可以有效吸收紫外線從而消除紫外線對涂料的老化作 用，提高涂料的耐候性。同時納米粒子在紫外線作用下發生光催化反應，賦予涂料表面具有 殺菌的作用，可以有效的殺滅細菌、霉菌，保持涂料表層的光潔，增加了涂料的耐污能力。
[0047] 作為優選方案，本發明對各組分的重量份進行調整，所述3, 3-二甲基-4,4-二環 己基甲烷二異氰酸酯優選為55-65份，更優選為55-60份；聚醚多元醇優選為33-40份，更 優選為33-37份；所述溶劑優選為5-8份，更優選為7-8份；所述氨基聚醚優選為43-50份， 更優選為43-46份；所述胺類擴鏈劑優選為30-37份，更優選為34-37份；所述增塑劑優選 為12-15份，更優選為12-13份；所述硅烷改性納米立德粉優選為5-8份，更優選為7-8份。
[0048] 相應的，本發明還提供一種聚脲防水涂料的制備方法，以質量份數計，包括以下步 驟：將30-40份聚醚多元醇和5-10份溶劑置于第一反應釜中，在攪拌下升溫至125°C，通入 氮氣進行氣氛保護，減壓脫水3h，降溫至80°C，然后加入50-65份3，3-二甲基-4,4-二環己 基甲烷二異氰酸酯，攪拌均勻后反應3h，得到A組分；將40-50份氨基聚醚、30-40份胺類擴 鏈劑、10-15份增塑劑置于第二反應釜中，通入氮氣進行氣氛保護，在120°C下減壓脫水3h， 然后將5-10份硅烷改性納米立德粉加入第二反應釜中高速攪拌均勻，得到B組分。
[0049] 作為優選方案，所述胺類擴鏈劑為2, 5-二氨基-1，3, 3-三甲基環己甲胺，其是一 種新型的擴鏈劑，含有三個端氨基基團，具有更加優異的反應活性和化學穩定性，進一步提 尚涂料的耐久性。
[0050] 所述硅烷改性納米立德粉優選按照如下方法制備：向體積比為I : 1的乙醇水溶 液中加入0.1 M的鹽酸溶液，調節pH值至4. 0,得到混合溶液；向所述混合溶液中加入納米 立德粉，在40°C的水浴中500r/min的轉速攪拌下，逐滴加入丙烯酰氧基十六烷基二乙氧基 硅烷，繼續攪拌3h，抽濾、洗滌，在80°C下充分干燥，粉碎后得到硅烷改性立德粉填充料。 [0051 ] 所述硅烷改性納米立德粉的粒度優選滿足D9。小于50nm，白度大于90 %，所述硅烷 優選為丙稀醜氧基十八烷基^乙氧基硅烷。
[0052]