一种磺酸盐型水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了一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法。选用自制改性磺酸型亲水扩链剂进行亲水扩链反应，解决了现有磺酸盐型水性扩链剂与聚氨酯预聚体相容性差，反应可控性差，扩链效率低，成品乳液不稳定等问题，可使扩链反应在均一相中平稳进行，显著提高磺酸盐型水性扩链剂的利用率，使合成过程精准按照配方设计进行。本发明专利技术制备的磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料成膜力学性能优异，拉伸强度大于2.0MPa，断裂伸长率大于450％，可适用于潮湿或有明水基面，闭水不泛白、不起皮、无裂纹。无裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料及其制备方法


[0001]本专利技术公开一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料及其制备方法，属于防水涂料


技术介绍

[0002]溶剂型聚氨酯防水涂料是在建筑防水涂料市场中占据非常重要的地位，其耐水性强，强度高，粘接牢固，可适用范围广。随着环保相关法律法规的实行和人们环保意识的日益增强，水性聚氨酯防水涂料逐渐进入市场，相关研究也不断开展和深入。现阶段的聚氨酯主要依靠亲水性扩链剂实现自乳化和水性化，亲水扩链剂主要有羧酸型和磺酸型。人们对于羧酸型亲水扩链剂的研究比较深入和成熟。与羧酸型相比，磺酸型亲水聚氨酯胶粒分散更加均匀，在弱酸和中性pH环境中乳液稳定性远远强于羧酸型水性聚氨酯；且其结晶度更高，成品的粘接强度和力学性能均更具优势。
[0003]磺酸型亲水扩链剂主要有乙二胺基乙磺酸钠、乙二胺基己磺酸钠、2,4
‑
二氨基苯磺酸钠酸钠、1,2
‑
二羟基
‑3‑
丙磺酸钠、1,4
‑
丁二醇
‑2‑
磺酸钠等。现阶段，该领域存在的技术难题是如何解决磺酸盐亲水扩链剂与聚氨酯预聚体相容性差的问题。由于磺酸盐型亲水扩链剂为有机磺酸钠盐，其亲水性太强，而聚氨酯预聚体是亲水性很弱的大分子，磺酸盐亲水扩链剂很难充分融入聚氨酯预聚体相中而发生高分子链间的扩链反应，这导致扩链效率低下，合成过程无法按照配方设计精准完成，成品成膜性能差，乳液稳定性差，这是磺酸盐型水性聚氨酯发展远远滞后于羧酸盐型水性聚氨酯的主要原因。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于解决由磺酸盐型亲水扩链剂与聚氨酯预聚体相容性差而导致扩链效率低下，乳液稳定性差，成膜性能差的问题，为达到本专利技术的技术效果，采取以下技术方案：
[0005]一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法，该磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料是以磺酸盐型水性聚氨酯乳液、水性分散剂、粉体填料、水性色浆、增稠剂、防腐杀菌剂、消泡剂和防冻剂为原料，经过常温条件下物理共混、分散搅拌制得。
[0006]一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法，制备该磺酸盐型水性聚氨酯乳液的所需原料包含聚醚二元醇、聚醚三元醇、第一二异氰酸酯、改性磺酸型亲水扩链剂溶液、中和剂、溶剂、去离子水。
[0007]一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法，所述磺酸盐型水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
[0008]步骤一：在反应器中加入90.0
‑
152.0质量份聚醚二元醇和100.0
‑
160.0质量份聚醚三元醇，搅拌升温至110℃～120℃，在真空
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa条件下真空脱水2小时，密闭，降温至55
‑
65℃；
[0009]步骤二：在反应器中于55℃～65℃时开始缓慢分批加入43.5
‑
85.0质量份第一二
异氰酸酯，加料时间不小于2小时，过程中物料温度不得超过85℃，然后在80℃～90℃保温反应3～4小时，得到聚氨酯预聚体；
[0010]步骤三：向聚氨酯预聚体中加入60.0
‑
80.0质量份第一溶剂，降温至50℃以下，开始加入168.4
‑
197.7质量份磺酸型亲水扩链剂溶液，在40
‑
50℃保温反应1.0
‑
2.0小时；加入0.10
‑
0.40质量份催化剂，继续在40
‑
50℃保温反应1.0小时，降温至室温，得到磺酸型聚氨酯溶液；
[0011]步骤四：用340.7
‑
450.8质量份5
‑
10℃的去离子水溶解5.20
‑
6.70质量份中和剂，加入磺酸型聚氨酯溶液中，在1000
‑
2000r/min下高速分散1小时；升温至50℃～60℃，在真空度
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa条件下真空脱除溶剂2小时，即得磺酸盐型水性聚氨酯乳液。
[0012]所述聚醚二元醇为聚醚N210、聚醚N220、聚醚N204中的两种或两种以上的混合物；所述的聚醚三元醇为聚醚N330、聚醚330N中的一种；所述第一二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、TDI
‑
80(80％2,4
‑
甲苯二异氰酸酯与20％2,6
‑
甲苯二异氰酸酯的混合物)、MDI
‑
50(50％2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯与50％4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物)的一种；所述第一溶剂为丙酮、丁酮中的一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(T
‑
12)、辛酸亚锡(T
‑
9)中的一种；所述中和剂为三乙胺或2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇(AMP
‑
95)中的一种。
[0013]一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法，所述改性磺酸型亲水扩链剂是用无水2,4
‑
二氨基苯磺酸和第二二异氰酸酯在第二溶剂中反应制得，其制备方法包括以下步骤：
[0014](1)在反应瓶中加入18.82质量份无水2,4
‑
二氨基苯磺酸和250.00质量份第二溶剂，开始搅拌，并用水浴或冰水混合物调整并维持反应瓶中温度在20℃
‑
30℃。
[0015](2)向(1)反应瓶中加入34.83
‑
50.05质量份第二二异氰酸酯，在20
‑
30℃搅拌反应1.0
‑
1.5小时；升温至30
‑
40℃，继续搅拌反应2.0
‑
2.5小时。
[0016](3)向(2)反应瓶中加入39.00质量份无水2,4
‑
二氨基苯磺酸，在40
‑
50℃搅拌反应3.0
‑
4.0小时，降温，过滤掉不溶物，即得改性磺酸型亲水扩链剂溶液。
[0017]所述第二溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
乙基吡咯烷酮中的一种；所述第二二异氰酸酯为2,4
‑
甲苯二异氰酸酯或2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
[0018]一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料的制备方法，将200.0克磺酸盐型水性聚氨酯乳液装入容器中，依次加入1.43克分散剂BYK2010、87.0克粉体填料800目重钙、0.30克科莱恩水性色浆Colanyl Blue B2G 131
‑
CN，以300
‑
350r/min低速搅拌0.5小时；再加入1.43克增稠剂OPTIFLO L100、0.30克卡松水性防腐剂GY
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：该磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料是以磺酸盐型水性聚氨酯乳液、水性分散剂、粉体填料、水性色浆、增稠剂、防腐杀菌剂、消泡剂和防冻剂为原料，经过常温条件下物理共混、分散搅拌制得。2.根据权利要求1所述的一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：制备所述磺酸盐型水性聚氨酯乳液的所需原料包含聚醚二元醇、聚醚三元醇、第一二异氰酸酯、改性磺酸型亲水扩链剂溶液、中和剂、溶剂、去离子水。3.根据权利要求2所述的一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述磺酸盐型水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：步骤一：在反应器中加入90.0
‑
152.0质量份聚醚二元醇和100.0
‑
160.0质量份聚醚三元醇，搅拌升温至110℃～120℃，在真空
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa条件下真空脱水2小时，密闭，降温至55
‑
65℃；步骤二：在反应器中于55℃～65℃时开始缓慢分批加入43.5
‑
85.0质量份第一二异氰酸酯，加料时间不小于2小时，过程中物料温度不得超过85℃，然后在80℃～90℃保温反应3～4小时，得到聚氨酯预聚体；步骤三：向聚氨酯预聚体中加入60.0
‑
80.0质量份第一溶剂，降温至50℃以下，开始加入168.4
‑
197.7质量份磺酸型亲水扩链剂溶液，在40
‑
50℃保温反应1.0
‑
2.0小时；加入0.10
‑
0.40质量份催化剂，继续在40
‑
50℃保温反应1.0小时，降温至室温，得到磺酸型聚氨酯溶液；步骤四：用340.7
‑
450.8质量份5
‑
10℃的去离子水溶解5.20
‑
6.70质量份中和剂，加入磺酸型聚氨酯溶液中，在1000
‑
2000r/min下高速分散1小时；升温至50℃～60℃，在真空度
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa条件下真空脱除溶剂2小时，即得磺酸盐型水性聚氨酯乳液。4.根据权利要求2或3所述的一种磺酸盐型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚醚二元醇为聚醚N210、聚醚N220、聚醚N204中的两种或两种以上的混合物；所述的聚醚三元醇为聚醚N330...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛强，刘彬，李圆梦，曹彬龙，周磊，
申请(专利权)人：雨中情防水技术集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：