一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料及其制备方法，以重量份数计，原料配方组成为：聚醚多元醇35

【技术实现步骤摘要】
一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种防护涂料，特别是建筑领域用的防护涂料及其制备方法，具体涉及一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于良好的弹性，耐磨性，耐腐蚀性，聚氨酯在建筑领域中应用广泛。目前聚氨酯防水涂料根据组成的不同，可以分为单组份聚氨酯防水涂料和双组份聚氨酯防水涂料。虽然双组份聚氨酯防水涂料具有优异的力学性能、良好的防渗效果、较强的耐腐蚀性的特点，但是由于喷涂双组份聚氨酯防水涂料的设备尺寸往往较大，导致双组份聚氨酯防水涂料在防水工程的应用会存在一定的局限性。若混凝土发生局部损坏或裂缝，使用双组份聚氨酯防水涂料会带来很多不便，为了弥补此缺陷，引入并开发了单组份聚氨酯防水涂料。
[0003]单组份聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯单体和聚醚多元醇反应生产的聚氨酯预聚体、颜填料组成的混合物，在固化时利用残留
‑
NCO与环境中的水发生系列反应，使用时无需现场调配，便于施工。
[0004]虽然目前单组份聚氨酯防水涂料的发展迅速，但仍然存在如下不足：(1)成膜固化如果湿度较大，或者基材面过于潮湿，有可能因为与水反应产生的二氧化碳来不及逸出，从而在膜表面产生针孔，涂层鼓起，严重影响涂膜的性能。(2)聚氨酯防水涂料通常具有较高的断裂伸长率，以及橡胶般的粘弹性，在建筑施工时外露表面易于受到雾霾，泥水侵蚀，沾污变脏，这给涂料的维护带来了极大不便。
[0005]美国专利US11254838B2公开了一种单组分疏水涂层(Single component hydrophobiccoating)，通过添加氟化聚硅氧烷和烷氧基硅烷官能团树脂，聚氨酯涂料在一定湿度情况下，通过硅烷偶联剂水解形成疏水表面并促进涂料固化，这种方法虽然最终能成膜，但是成膜速度缓慢，并且由于聚氨酯体系与硅烷体系存在微观上的不相容性，直接进行掺杂改性，涂膜之后容易得到不均匀表面，造成自清洁效果降低。
[0006]中国专利技术专利CN111518255B公开了一种透明疏水含硅氟聚氨酯涂层及其制备方法，该技术在聚氨酯体系中引入氟硅改性，但由于是共聚反应含氟硅物质结合在聚氨酯体系中容易析出，造成疏水改性效果不能持久，且实际得到的涂料表面水接触角也仅为102
°
，疏水性能有待进一步提高。
[0007]中国专利技术专利CN105567072B公开了一种单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法，在预聚过程中引入反应型含羟基疏水剂，其本质上相当于加入扩链剂，这种疏水改性的方式容易造成预聚过程中粘度骤升，需要在后期添加许多溶剂降低体系粘度。而且在预聚过程中添加过多反应物，容易形成竞争反应，不利于控制NCO的含量，对于聚氨酯分子链的规整性有很大影响，从而影响其力学性能，实际测得涂料力学强度最高不超过3MPa。

技术实现思路

[0008]针对现有技术单组份聚氨酯防水涂料的易沾污性，且体系氟硅添加量过多的不足
的问题，本专利技术的目的在于提供一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料及其制备方法，所得涂料与未经疏水改性聚氨酯防水涂料相比，接触角提高近50％，自清洁性能显著提升，同时涂料的力学性能和稳定性明显提高，30天吸水率显著降低，综合性能优势显著。
[0009]为达到该目的，采用以下技术方案。
[0010]一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料，原料配方组成为：聚醚多元醇35
‑
45份、二异氰酸酯18
‑
23份、填料28
‑
30份、氨酯级溶剂5
‑
10份、增塑剂5
‑
10份、扩链剂0.5
‑
1份、消泡剂0.5
‑
0.8份、分散剂0.5
‑
1份、稳定剂1
‑
3份、潜固化剂0.5
‑
0.8份、聚氟硅氧烷@含羟基纳米材料1.0
‑
5.6份；
[0011]所述的聚氟硅氧烷@含羟基纳米材料通过如下方法制得：通氮气条件下，将含氟单体，硅烷偶联剂、偶氮二异丁腈和二月桂酸二丁基锡添加至含有二甲苯和丙二醇甲醚的反应器中，50
‑
70℃保温搅拌反应1
‑
2h后，滴加偶氮二异丁腈，保温反应1.5
‑
2.5h，合成氟硅烷偶联低聚物；将氟烷偶联低聚物与正硅酸四乙酯以及埃洛石在无水乙醇溶液中超声分散搅拌均匀，在碱性条件下搅拌反应2
‑
3h，将反应产物经无水乙醇水洗3
‑
5次，真空干燥得到最终产物。
[0012]为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述的氟烷偶联低聚物、正硅酸四乙酯和埃洛石纳米管的质量比为(1.1
‑
1.2):1:2；所述的含氟单体，硅烷偶联剂、偶氮二异丁腈和二月桂酸二丁基锡的质量比为5：1：(0.1
‑
0.5)：0.01；所述的二甲苯与丙二醇甲醚复配混合而成，二甲苯与丙二醇甲醚质量比为1：(1
‑
1.25)。
[0013]优选地，所述的乙醇水洗的次数为3
‑
5次，所述的真空干燥的温度为70
‑
80℃，时间为 24
‑
48h；所述的滴加偶氮二异丁腈在5
‑
10min内匀速滴加完成；将反应产物经无水乙醇水洗3
‑
5次，最后真空干燥得到最终产物。
[0014]优选地，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、官能度大于3 高官能度聚醚多元醇、聚四氢呋喃二醇、聚脲多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚三亚甲基醚二醇、芳香族聚醚多元醇的一种或多种。
[0015]优选地，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯一种或多种。
[0016]优选地，所述的填料为二氧化钛、碳酸钙、高岭土、铁红、铁黄、滑石粉和分子筛粉末一种或多种；
[0017]所述的增塑剂为环保型氯化石蜡、季戊四醇磷酸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、对苯二甲酸二辛酯和烷基磺酸苯酯的一种或多种；
[0018]所述的扩链剂为3、3
‑
二氯
‑
4、4
‑
二苯基甲苯二胺(MOCA)、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、二乙基甲苯二胺(DETDA),对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)、1,4
‑
丁二醇(BDO)和1、6
‑
己二醇(HDO)一种或多种；
[0019]所述的消泡剂为氧化钙粉末、BYK
‑
54、BYK
‑
011和BYK
‑
016的一种或多种；
[0020]所述的分散剂为BYK
‑
110、BYK
‑
1165和BYK
‑
P105的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度自清洁聚氨酯防水涂料，其特征在于原料配方组成为：聚醚多元醇35
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45份、二异氰酸酯18
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23份、填料28
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30份、氨酯级溶剂5
‑
10份、增塑剂5
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10份、扩链剂0.5
‑
1份、消泡剂0.5
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0.8份、分散剂0.5
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1份、稳定剂1
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3份、潜固化剂0.5
‑
0.8份、聚氟硅氧烷@含羟基纳米材料1.0
‑
5.6份；所述的聚氟硅氧烷@含羟基纳米材料通过如下方法制得：通氮气条件下，将含氟单体，硅烷偶联剂、偶氮二异丁腈和二月桂酸二丁基锡添加至含有二甲苯和丙二醇甲醚的反应器中，50
‑
70℃保温搅拌反应1
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2h后，滴加偶氮二异丁腈，保温反应1.5
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2.5h，合成氟硅烷偶联低聚物；将氟烷偶联低聚物与正硅酸四乙酯以及埃洛石在无水乙醇溶液中超声分散搅拌均匀，在碱性条件下搅拌反应2
‑
3h，将反应产物经无水乙醇水洗3
‑
5次，真空干燥得到最终产物。2.根据权利要求1所述的高强度自清洁聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的氟烷偶联低聚物、正硅酸四乙酯和埃洛石纳米管的质量比为(1.1
‑
1.2):1:2；所述的含氟单体，硅烷偶联剂、偶氮二异丁腈和二月桂酸二丁基锡的质量比为5：1：(0.1
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0.5)：0.01；所述的二甲苯与丙二醇甲醚复配混合而成，二甲苯与丙二醇甲醚质量比为1：(1
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1.25)。3.根据权利要求1所述的高强度自清洁聚氨酯防水涂料，所述的乙醇水洗的次数为3
‑
5次，所述的真空干燥的温度为70
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80℃，时间为24
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48h；所述的滴加偶氮二异丁腈在5
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10min内匀速滴加完成；将反应产物经无水乙醇水洗3
‑
5次，最后真空干燥得到最终产物。4.根据权利要求1所述的高强度自清洁聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、官能度大于3高官能度聚醚多元醇、聚四氢呋喃二醇、聚脲多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚三亚甲基醚二醇、芳香族聚醚多元醇的一种或多种。5.根据权利要求1所述的高强度自清洁聚氨酯防水涂料，其特征在于，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心亚，姚广新，杨汝涵，李伟杰，王健强，刘薇薇，梁起冠，
申请(专利权)人：广东吉美帮新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：