[发明专利]一种高强度单组分聚氨酯防水涂料及制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度单组分聚氨酯防水涂料及制备方法，涉及涂料技术领域，该聚氨酯防水涂料的原料包括：异氰酸酯封端预聚物，含有亚胺结构的潜固化剂和催化剂。所述异氰酸酯封端预聚物由含有两性离子结构的二元醇、聚醚多元醇与二异氰酸酯化合物反应生成。本发明采用普通聚醚多元醇和TDI、MDI等原材料，通过添加少量含有两性离子结构的二元醇，引入库仑力增强了聚氨酯分子链段的相互作用从而提高聚氨酯防水涂料的力学性能。同时体系亲水性的提高加快了潜固化剂的水解速度，从而使单组分聚氨酯防水涂料更快固化。通过调节配方组成设计以及合成工艺条件，可以得到存储稳定性好，拉伸强度6MPa的单组分聚氨酯防水涂料。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种高强度单组分聚氨酯防水涂料及制备方法。

背景技术

聚氨酯防水涂料因其优良的力学性能、耐稀酸碱腐蚀性和与混凝土的牢固粘结，在建筑防水领域得到了普遍的认可。目前国内市场上主要为满足国家标准GB/T 19250-2013《聚氨酯防水涂料》规定的I型产品，主要力学性能指标为拉伸强度2MPa，断裂伸长率500％以及撕裂强度15N/mm。I型聚氨酯防水涂料主要用于厨卫间、地下室顶板、侧墙和屋面等的普通防水工程。在停车场、球场看台和桥梁等重载荷部位，需要使用力学性能更高的防水涂料。目前满足GB/T 19250-2013规定的II型产品(6Mpa,450％,30N/mm)的主流技术路线是做成双组分产品，使用时通过将含有NCO封端预聚体的A组分与含有刚性扩链剂(如3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷，MOCA)的B组分混合固化成膜。高强度的双组分聚氨酯防水涂料由于含有大量胺类扩链剂，混合后反应速度较快，在施工过程中往往受限于较短的开放时间。

相比于需要按照一定比例预先混合的双组分聚氨酯防水涂料，单组分聚氨酯防水涂料在施工前无需搅拌，开桶即用，更便于工人施工，提高效率，因此是国内聚氨酯防水涂料中销售量最大的品种。由于MOCA等扩链剂无法与异氰酸酯基团共存，因此单组分聚氨酯防水涂料无法像双组分涂料或者弹性体制品通过大量添加MOCA、BDO等扩链剂提高力学性能，高强度单组分聚氨酯防水涂料具备一定的技术门槛，目前国内市场没有拉伸强度高于6MPa的单组分聚氨酯防水涂料。根据聚氨酯产品的广泛可设计性，高强度的单组分聚氨酯涂料产品可以选择HMDI、PPDI等特种异氰酸酯，或者采用聚四氢呋喃二醇或者聚醚胺等特种聚醚。例如CN107474713A所示，高强度的单组分聚脲防水涂料产品普遍采用聚醚胺与异氰酸酯形成预聚体，采用氢键密度和强度更高的脲键代替聚氨酯防水涂料预聚体中的氨基甲酸酯键，提高硬段的内聚强度从而大幅度提高了涂料力学性能，但采用特殊聚醚或异氰酸酯的技术路线大幅度提高了单组分涂料的配方成本，且聚醚胺的伯氨基与聚醚多元醇的羟基反应活性差距太大，预聚体的合成反应不易控制。

在本发明之前有一些单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法相关的专利，其中有拉伸强度6MPa的实施例。CN107286834A和CN106497371A采用了端氨基聚醚(聚醚胺)合成了单组分聚脲防水涂料，CN110684457A采用了蓖麻油改性聚醚多元醇，CN114292574B采用了有机硅改性聚醚多元醇。此类方法大量使用了特种聚醚，成本高，工艺复杂。

针对现有技术成本高、工艺复杂的问题，寻找一种廉价、工艺简单且高强度的单组分聚氨酯防水涂料及制备方法十分必要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种高强度单组分聚氨酯防水涂料及制备方法，该发明中不采用聚醚胺或者聚四氢呋喃二元醇等特种且昂贵的原材料，开发出拉伸强度≥6MPa的高强度单组分聚氨酯防水涂料，并且存储稳定，粘度适中，适合具有重载要求的防水工程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种聚氨酯防水涂料，原料包括：

异氰酸酯封端预聚物；

含有亚胺结构的潜固化剂；

催化剂；