一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料及其制备方法，包括以下重量份组分：聚醚二元醇80‑100份、异佛尔酮二异氰酸酯20‑40份、环氧树脂30‑50份、端羟基聚二甲基硅氧烷2‑6份、氯铂酸0.04‑0.2份、硅烷偶联剂0.6‑1份、二羟甲基丙酸2‑6份、丙酮15‑25份、三乙胺4‑10份、二月桂酸二丁基锡0.02‑0.5份、水5‑10份、无机填料30‑60份。其制备方法如下：S1：改性环氧树脂；S2：在65‑75℃氮气保护下，进行聚醚二元醇的亲核加成反应；S3：70℃下，将S1、S2的反应产物和二羟甲基丙酸共聚；S4：中和、匀质。本发明专利技术利用聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯相互交联改性，综合三者优势，提高涂膜的结构稳定性和力学性能，生产出的聚氨酯防水涂料能紧密依附于非极性基面上，防水抗渗性能优异。

Epoxy resin modified polyurethane waterproof coating and preparation method thereof

The invention discloses an epoxy resin modified polyurethane waterproof coating and a preparation method thereof, comprising the following weight components: polyether diol 80 100 phr, isophorone diisocyanate 20 40 phr, epoxy resin 30 50 phr, hydroxyl terminated polydimethylsiloxane 2 6 phr, chloroplatinic acid 0.04 0.2 phr, silane coupling agent 0.6 1 phr, silane coupling agent 0.6 1 phr. Dimethylolpropionic acid 2 6, acetone 15 25, triethylamine 4 10, dibutyltin dilaurate 0.02 0.5, water 5 10, inorganic filler 30 60. The preparation methods are as follows: S1: modified epoxy resin; S2: nucleophilic addition reaction of polyether diol under the protection of nitrogen at 65 75 C; copolymerization of reaction products of S1 and S2 with dimethylolpropionic acid at S3:70; S4: neutralization and homogenization. The invention makes use of the mutual crosslinking modification of polydimethylsiloxane, epoxy resin and polyurethane, synthesizes the advantages of the three, improves the structural stability and mechanical properties of the coating film, and produces the polyurethane waterproof coating which can closely adhere to the non-polar substrate and has excellent waterproof and impermeability performance.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料及其制备方法
本专利技术涉及改性聚氨酯防水涂料领域，具体涉及一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成的水性防水涂料。采用环氧树脂改性聚氨酯，可改善聚氨酯防水涂料的物理强度和化学稳定性，但是环氧树脂和聚氨酯中都含有大量强极性基团，环氧树脂改性后的聚氨酯极性更强，对于石蜡、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等非极性基材的粘附力更低，极易剥离，限制环氧树脂改性聚氨酯防水涂料的应用，此外，改性聚氨酯乳液与填料间的相容性差，致使防水涂料易沉降分层，缩短使用寿命，因此，如何减弱环氧树脂改性聚氨酯涂料的极性并提高乳液与填料间的相容性是目前需要解决的问题。申请号分别为CN201510826962.7、CN201710408108.8的专利，公开含改性聚氨酯乳液水性木器涂料及其制备方法，两者均通过在聚氨酯主链上引入酰肼基，在丙烯酸主链上引入酮羰基，在水分蒸发或加热条件下，交联成致密的薄膜，最终提高漆膜的硬度和耐性，但是酰肼基和酮羰基均是强极性键，致使改性聚氨酯涂料的极性进一步加强，难以粘附于非极性基面上，使其应用范围有限。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料及其制备方法。本专利技术的技术方案概述如下：一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，包括以下重量份组分：优选的是，所述环氧树脂为缩水甘油醚型树脂，且平均分子量为360-700、平均聚合度为0.4-1.6、环氧值为0.42-0.6。优选的是，所述环氧树脂单体为双酚A二缩水甘油醚、乙二醇一缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚的一种或多种。优选的是，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570、A151的一种或多种。优选的是，所述无机填料包括纳米二氧化硅、云母粉、石英粉的一种或多种。本专利技术还提供上述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：S1：将端羟基聚二甲基硅氧烷、氯铂酸、硅烷偶联剂，加热至40-60℃，再滴加环氧树脂，并不断搅拌，进行缩合反应，至反应体系-0H数量减少30-60％，停止反应，得聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂；S2：在真空环境中，加热聚醚二元醇至100-120℃，脱水1h后，降温至65-75℃，在80-120KPa氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，进行亲核加成反应，得聚氨酯预聚体；S3：将聚氨酯预聚体、聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂和二羟甲基丙酸共混，在70℃下，保温搅拌反应1-3h，反应期间，持续性滴加丙酮，降低粘度，反应至-NCO含量低于3％，得环氧树脂改性聚氨酯复合乳液；S4：40℃下，向环氧树脂改性聚氨酯复合乳液中滴加三乙胺，进行中和反应，再加入无机填料和水，匀质后，制得所述丙烯酸酯改性聚氨酯防水涂料。本专利技术的有益效果：(1)为减弱防水涂料的极性，本专利技术采用聚二甲基硅氧烷对环氧树脂进行预处理，利用两者之间的缩合反应，脱去环氧树脂中-OH、C＝O等极性官能团，同时在环氧树脂主链中插入Si-O-Si、C-Si-C等非极性结构，使环氧树脂的极性最大程度地削弱，改性后的环氧树脂进一步与聚氨酯预聚体交联，将非极性结构引入环氧树脂/聚氨酯交联网络中，使其具有较强的非极性，强化涂料疏水抗渗的功能，并能紧密依附于非极性基面上，提高涂膜的剥离强度。(2)本专利技术利用聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯三者相互交联改性，提高涂料的化学交联密度，集中三者优势，提高涂膜的结构稳定性和力学性能。(3)本专利技术借助硅烷偶联剂降低有机相和无机相间的界面张力，进一步耦合改性聚氨酯乳液与无机填料，使二者缩合成Si-O-Si、C-Si-C、O-Si-C互穿的立体交联网络结构，从根本上解决两者相容性差的问题，提高防水涂料交联密度，使其均一稳定，具有优异的物理强度，显著延长了涂膜的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，包括以下重量份组分：本专利技术还提供上述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：S1：将端羟基聚二甲基硅氧烷、氯铂酸、硅烷偶联剂，加热至40℃，再滴加环氧树脂，该环氧树脂是以双酚A二缩水甘油醚单体聚合成的平均分子量为360、平均聚合度为0.4、环氧值为0.42的缩水甘油醚型树脂，并不断搅拌，进行缩合反应，至反应体系-0H数量减少30％，停止反应，得聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂；S2：在真空环境中，加热聚醚二元醇至100℃，脱水1h后，降温至65℃，在80KPa氮气保护下，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，进行亲核加成反应，得聚氨酯预聚体；S3：将聚氨酯预聚体、聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂和二羟甲基丙酸共混，在70℃下，保温搅拌反应1h，反应期间，持续性滴加丙酮，降低粘度，反应至-NCO含量低于3％，得环氧树脂改性聚氨酯复合乳液；S4：40℃下，向环氧树脂改性聚氨酯复合乳液中滴加三乙胺，进行中和反应，再加入纳米二氧化硅和水，匀质后，制得所述丙烯酸酯改性聚氨酯防水涂料。实施例2一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，包括以下重量份组分：上述防水涂料的制备方法同实施例1，区别在于：S1：缩合反应温度为50℃，反应程度为-0H数量减少45％，所用环氧树脂是以乙二醇一缩水甘油醚单体聚合成的平均分子量为530、平均聚合度为1、环氧值为0.51的缩水甘油醚型树脂；S2：脱水温度为110℃，亲核加成反应条件为70℃、100KPa氮气；S3：保温搅拌反应时间为2h；实施例3一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，包括以下重量份组分：上述防水涂料的制备方法同实施例1，区别在于：S1：缩合反应温度为60℃，反应程度为-0H数量减少60％，所用环氧树脂是以丙三醇三缩水甘油醚单体聚合成的平均分子量为700、平均聚合度为1.6、环氧值为0.6的缩水甘油醚型树脂；S2：脱水温度为120℃，亲核加成反应条件为75℃、120KPa氮气；S3：保温搅拌反应时间为3h。以普通环氧树脂改性聚氨酯防水涂料作为对比例，将实施例1-3和对比例分别涂覆于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯材料表面，涂覆厚度均为3cm，测试实施例1-3和对比例的剥离强度，结果如下表所示：实施例1实施例2实施例3对比例聚乙烯92.7N/cm94.1N/cm95.3N/cm58.4N/cm聚丙烯91.5N/cm93.4N/cm93.8N/cm56.7N/cm聚苯乙烯89.2N/cm92.0N/cm92.5N/cm55.8N/cm由上表可知，本专利技术明显提高了环氧树脂改性聚氨酯防水涂料对非极性基材的粘附力和剥离强度，扩大了该防水涂料的应用范围。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下重量份组分：

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，包括以下重量份组分：2.根据权利要求1所述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚型树脂，且平均分子量为360-700、平均聚合度为0.4-1.6、环氧值为0.42-0.6。3.根据权利要求1或2任意所述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述环氧树脂单体为双酚A二缩水甘油醚、乙二醇一缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚的一种或多种。4.根据权利要求1所述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570、A151的一种或多种。5.根据权利要求1所述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述无机填料包括纳米二氧化硅、云母粉、石英粉的一种或多种。6.如权利要求1-5任一项所述一种环氧树脂改性聚氨酯防水涂料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔启信，
申请(专利权)人：安徽朗凯奇建材有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34