一种自修复聚氨酯防水涂料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种自修复聚氨酯防水涂料、其制备方法及应用，将异丙醇和熔融状态下的环氧树脂在室温下搅拌混合，获得溶液A；在溶液A中加入高吸水纤维，室温下搅拌分散2～3h，获得高吸水纤维/环氧树脂包覆液B；将双组分聚氨酯的第一组份和第二组份按设定比例搅拌混合均匀，形成混合液C；在搅拌过程中，向混合液C中加入高吸水纤维/环氧树脂包覆液B，继续搅拌；继续投加过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、氧化锌，搅拌20～30min混合均匀，得到自修复聚氨酯均相液D，即为所需防水涂料。本发明专利技术的防水涂料具有良好的自修复性能，抗刺穿，抗裂缝破损，短时间内能自我修复，延长生命周期，提高防渗漏性能，且制作工艺简单，现场施工易行。

A self repairing polyurethane waterproof coating, its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种自修复聚氨酯防水涂料、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种建筑防水涂料，具体涉及一种自修复聚氨酯防水涂料及其制备方法。
技术介绍
防水卷材被广泛应用于建筑物、屋面、地下以及隧道、公路等领域的防水、防渗，但其施工要求相对较高，卷材与地基之间容易有气泡产生且卷材之间衔接缝易发生渗漏现象，严重影响了工程质量。与防水卷材相比，高分子防水涂料以高分子聚合材料为主要成膜物质，通过加入添加剂和催化剂成形防水涂膜，因施工简单、受外在环境条件影响较小而备受青睐。目前常见的防水涂料有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、环氧树脂防水涂料和有机硅防水涂料等。其中，聚胺酯涂料由于其延伸性好、抗拉强度高、粘结性好、防水无接缝、对基层裂缝变形适应性强、施工维修方便等特点，成为市场主要使用防水涂料之一。然而，在使用过程中出现裂缝、破损是防水涂料无法避免的问题，遇到这类问题，大都只能重新铺设防水卷材或防水涂料，消耗大量人力物力，大大影响了工程质量和生活质量。为解决上述问题，需要实现原位自修复裂缝，以延长防水涂层的生命周期。公开日为2016年10月12日的中国专利技术专利CN106010188A公开了自修复的聚氨酯防水涂料及制备方法。以重量百分比计，聚氨酯防水材料70-90%，微胶囊材料10-30%，它的制备方法包括以下的步骤：1）将乙基纤维素溶于水中，水的温度为65-75℃，进行搅拌使其成液态，得到乙基纤维素水溶液；2）将聚氨酯灌浆液和乳化剂混合均匀并用乳化机进行乳化，形成乳化液；3）将步骤2）的乳化液加入步骤1）的乙基纤维素水溶液中进行快速搅拌，得到混合液并将混合液的温度降为常温；4）将步骤3）的混合液进入喷雾干燥器进行加热使表面成膜，得到微胶囊材料；5）将步骤4）得到的微胶囊材料加入到聚氨酯防水材料里进行缓慢搅拌均匀，得到自修复的聚氨酯防水涂料。通过聚氨酯涂料中微胶囊内活性材料的开裂来填补建筑混凝土基层中的细小裂缝，完成自修复作用。但是，上述技术方案中，由于微胶囊与聚氨酯的相容性不佳会影响防水涂料的机械性能，且修复具有不可逆性。此外，微胶囊制备过程可能会污染环境。因此，开发一种可靠、环保的具有自修复功能的聚氨酯防水涂料，对防渗防漏将起到积极作用。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种自修复聚氨酯防水涂料，以解决防水涂料应用中的裂缝、破损问题；本专利技术的另一专利技术目的是提供一种自修复聚氨酯防水涂料的制备方法；本专利技术的再一专利技术目的是提供一种自修复聚氨酯防水涂料的具体应用方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种自修复聚氨酯防水涂料，包括双组份聚氨酯、高吸水纤维/环氧树脂包覆液、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰和氧化锌，以双组份聚氨酯的总质量为100%计，高吸水纤维/环氧树脂包覆液的质量为1%～2%，过氧化二异丙苯的质量≤4%，过氧化二苯甲酰的质量≤3%，氧化锌的质量≤3%。为达到上述另一专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种自修复聚氨酯防水涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将异丙醇和熔融状态下的环氧树脂在室温下搅拌混合，获得溶液A；(2)在溶液A中加入高吸水纤维，室温下搅拌分散2～3h，获得高吸水纤维/环氧树脂包覆液B；(3)将双组分聚氨酯的第一组份和第二组份按设定比例搅拌混合均匀，形成混合液C；(4)在搅拌过程中，向混合液C中加入高吸水纤维/环氧树脂包覆液B，继续搅拌；(5)继续投加过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、氧化锌，搅拌20～30min混合均匀，得到自修复聚氨酯均相液D，即为所需防水涂料；其中，以双组份聚氨酯的总质量为100%计，高吸水纤维/环氧树脂包覆液的质量为1%～2%，过氧化二异丙苯的质量≤4%，过氧化二苯甲酰的质量≤3%，氧化锌的质量≤3%。上述技术方案中，所述异丙醇和环氧树脂的质量比为（3～4）∶1。步骤(2)中，采用少量多次的方式向所述溶液中加入高吸水纤维，所述高吸水纤维的质量是溶液A质量的0.3%～0.4%。其中，所述高吸水纤维由聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺的衍生物、聚丙烯酸或聚丙烯酸的衍生物制备而成。上述技术方案中，所述双组分聚氨酯的第一组份和第二组份的质量比为（2.5～3.5）∶1。优选的方案，所述第一组份由聚醚330N（三官能度，以甘油为起始剂，环氧丙烷、环氧乙烷为聚合单体,含有伯羟基，环氧乙烷封端，分子量4800，羟值32.5-35.5）、聚醚2000（两官能度，分子量2000，羟值54.5-57.5）、氯化石蜡、甲苯二异氰酸酯（TDI）、溶剂油构成；所述第二组份由氯化石蜡、分散剂（季胺盐、油氨基油酸酯）、莫卡(MOCA，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷，或二邻氯二苯胺甲烷，属于二胺类扩链剂）、防沉剂（轻芳烃石油溶剂64%+正丁醇16%）、重钙、炭黑、溶剂油、复合催干剂构成。上述自修复聚氨酯防水涂料的应用方法是，将自修复聚氨酯均相液D均匀分散，在室温下自然固化，得到自修复聚氨酯防水涂料层。其原理是，通过环氧树脂中的环氧基团开环形成的氢键和聚氨酯中异氰酸根的氢键作用，以及氧化锌分解产生的高反应活性，活化过氧化二异丙苯和过氧化二苯甲酰降低化学健能，当聚氨酯形成破损、裂缝时，改性聚氨酯通过聚丙烯酰胺及其共聚物的高吸水性促使膨胀，环氧基团、活性自由基重新构建共价键和过渡的化学键、氢键起催化、交联作用，形成网状交联的超分子结构，对裂缝进行修复。优选地，自修复聚氨酯防水涂料层的厚度为2～3mm，室温固化时间为24～48小时。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术制备的自修复聚氨酯防水涂料，具有良好的自修复性能，抗刺穿，抗裂缝破损，短时间内能自我修复，延长生命周期，提高防渗漏性能。2、本专利技术采用交联剂固化交联聚氨酯防水涂料，有害物质被固定、交联在内部，不易析出，降低环境风险。3、本专利技术不使用微胶囊，不会影响防水涂料的机械性能，且制作工艺简单，现场施工易行。附图说明图1为本专利技术实施例1中自修复聚氨酯防水涂料的制备流程示意图；图2为实施例1中高吸水纤维的扫描电镜图；图3为实施例1中高吸水纤维的元素分析图；图4为实施例1中高吸水纤维的红外谱图；图5为实施例2中自修复聚氨酯防水涂料的自修复前后标样对比图；图6为实施例3中自修复聚氨酯防水涂料的自修复前后对比图；图7为实施例4中自修复聚氨酯防水涂料的自修复前后对比图；图8为实施例4中自修复聚氨酯防水涂料的自修复前后标样对比图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：自修复聚氨酯涂料的制备。在100ml容器中加入10g异丙醇，打开搅拌，将环氧树脂加热到熔融状态，用滴管缓慢滴加40g到上述容器中，分散均匀，得到溶液A。称取高吸水纤维0.2g，加入到溶液A中，室温下继续搅拌2h，得到包覆液B。称取双组份聚氨酯的甲组分20g，乙组分58g，加入到150ml容器中，加入0.8g包覆液B，打开搅拌，称取过氧化二异丙苯2.4g，过氧化二苯甲酰1.2g，氧化锌0.8g，依次缓慢加入，待搅拌30min混合均匀，得到自修复聚氨酯均相液D。将2mm厚度模具平放在油纸上，将均相液D均匀倒入，流平，固化24h，得到自修复聚氨酯涂料层。性能检测如下表所示：。如图2所示，扫描电镜下高吸水纤维呈丝状。本实施例中，所述高吸水纤维的主要原料是聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自修复聚氨酯防水涂料，包括双组份聚氨酯，其特征在于：还包括高吸水纤维/环氧树脂包覆液、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰和氧化锌，以双组份聚氨酯的总质量为100%计，高吸水纤维/环氧树脂包覆液的质量为1%～2%，过氧化二异丙苯的质量≤4%，过氧化二苯甲酰的质量≤3%，氧化锌的质量≤3%。

【技术特征摘要】
1.一种自修复聚氨酯防水涂料，包括双组份聚氨酯，其特征在于：还包括高吸水纤维/环氧树脂包覆液、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰和氧化锌，以双组份聚氨酯的总质量为100%计，高吸水纤维/环氧树脂包覆液的质量为1%～2%，过氧化二异丙苯的质量≤4%，过氧化二苯甲酰的质量≤3%，氧化锌的质量≤3%。2.一种自修复聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将异丙醇和熔融状态下的环氧树脂在室温下搅拌混合，获得溶液A；(2)在溶液A中加入高吸水纤维，室温下搅拌分散2～3h，获得高吸水纤维/环氧树脂包覆液B；(3)将双组分聚氨酯的第一组份和第二组份按设定比例搅拌混合均匀，形成混合液C；(4)在搅拌过程中，向混合液C中加入高吸水纤维/环氧树脂包覆液B，继续搅拌；(5)继续投加过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、氧化锌，搅拌20～30min混合均匀，得到自修复聚氨酯均相液D，即为所需防水涂料；其中，以双组份聚氨酯的总质量为100%计，高吸水纤维/环氧树脂包覆液的质量为1%～2%，过氧化二异丙苯的质量≤4%，过氧化二苯甲酰的质量≤3%，氧化锌的质量≤3%。3.根据权利要求2所述的自修复聚氨酯防水涂料的制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董延茂，宗泽，赵丹，汤晓蕾，杨雨杰，李志立，傅星宇，刘阳，李绍南，张小友，邵正洋，
申请(专利权)人：苏州科技大学，苏州市月星建筑防水材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32