新型噁唑烷、制備方法、應(yīng)用、及單組分聚氨酯防水涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型噁唑烷、制備方法、應(yīng)用、 及單組分聚氨酯防水涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯材料是應(yīng)用最廣泛、性能最優(yōu)異的材料之一，從組成上分為單組分聚氨酯 產(chǎn)品和雙組分聚氨酯產(chǎn)品。目前單組分聚氨酯的主要應(yīng)用型的產(chǎn)品有單組分聚氨酯膠黏 劑、單組分聚氨酯密封膠、單組分聚氨酯防水涂料等。相比于雙組分聚氨酯產(chǎn)品，單組分聚 氨酯產(chǎn)品省去了攪拌的步驟，更易操作和施工，而且也不需要添加摩卡等擴(kuò)鏈劑，更加環(huán) 保，符合現(xiàn)代發(fā)展觀念。
[0003] 單組分聚氨酯特指NCO基封端的聚氨酯樹(shù)脂，其固化機(jī)理是聚氨酯產(chǎn)品暴露在空 氣后，聚氨酯中的NCO基與空氣中的水反應(yīng)交聯(lián)成膜，但是會(huì)伴隨有二氧化碳的產(chǎn)生，容易 產(chǎn)生氣泡（反應(yīng)式一）。單組分聚氨酯產(chǎn)品在固化過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w會(huì)使聚氨酯 表面或內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，既影響成品外觀，又嚴(yán)重影響成品的力學(xué)性能。而且其受環(huán)境溫度和 濕度影響很大，在高溫、高濕環(huán)境下固化速度很快，導(dǎo)致內(nèi)部氣孔更大、更多。這兩個(gè)缺點(diǎn)嚴(yán) 重的阻礙了單組分聚氨酯產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。
[0004] 反應(yīng)式一：
[0005] 2RNC0+H20 - RNHC0NHR+C02 個(gè)
[0006] 在單組分聚氨酯產(chǎn)品中添加噁唑烷潛固化劑，理論上能完全解決上述的兩個(gè)問(wèn) 題。噁唑烷類(lèi)潛固化劑產(chǎn)品的固化機(jī)理是：水與噁唑烷的反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水與NCO基的 反應(yīng)，當(dāng)潛固化型單組分聚氨酯防水涂料遇到空氣中的濕氣時(shí)，水優(yōu)先與噁唑烷類(lèi)潛固化 劑發(fā)生水解反應(yīng)（反應(yīng)式二），生成含有氨基和羥基的活潑氫化合物，再與產(chǎn)品中的NCO基 反應(yīng)（反應(yīng)式三），生成氨基甲酸酯及脲基，該反應(yīng)無(wú)氣體產(chǎn)生，解決了材料針孔、氣泡等結(jié) 構(gòu)缺陷。
[0007] 反應(yīng)式二：
[0008]
[0009] 反應(yīng)式三：
[0010]
toon] 現(xiàn)有技術(shù)中的含有噁唑烷類(lèi)潛固化劑的單組份聚氨酯防水涂料在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中，其 中的噁唑烷類(lèi)潛固化劑在防水涂料中會(huì)有析出或者聚集現(xiàn)象，直接導(dǎo)致的后果就是單組份 聚氨酯防水涂料成膜后會(huì)有大量的氣泡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種新型噁 唑烷、制備方法、應(yīng)用、及單組分聚氨酯防水涂料，該新型噁唑烷有一個(gè)裸露的羥基會(huì)與原 料形成的聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)，使新型噁唑烷接枝在聚氨酯預(yù)聚體上成為一體，作為潛固化 劑的新型噁唑烷在防水涂料中分散更均勻。
[0013] 解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種新型噁唑烷，其名稱(chēng)為4-甲 基-3-(2-苯甲醇基）-1，3噁唑烷，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
[0014]
[0015] 本發(fā)明還提供一種新型噁唑烷的制備方法，包括以下步驟：
[0016] (1)將20~30質(zhì)量份的2-氟苯甲醛和10~100質(zhì)量份的有機(jī)溶劑N，N-二甲基 甲酰胺混合，再加入10~20質(zhì)量份的的噁唑烷，加入第一催化劑碳酸鉀，在130~150°C下 反應(yīng)1~10小時(shí)，得到2-(3-噁唑烷基）苯甲醛；
[0017] (2)將10~20質(zhì)量份的2-(3-噁唑烷基）苯甲醛、第二催化劑三氟甲磺酸鈧、 100~500質(zhì)量份的第一有機(jī)溶劑混合，在80~100°C下反應(yīng)1~10小時(shí)，得到苯并噁嗪 并噁唑烷；
[0018] (3)將10~15質(zhì)量份的苯并噁嗪并噁唑烷、30~100質(zhì)量份的第二有機(jī)溶劑 混合，加入甲基格氏試劑，發(fā)生格氏反應(yīng)，再加入氯化銨飽和溶液淬滅反應(yīng)，得到4-甲 基-3-(2-苯甲醇基）-1，3噁唑烷。
[0019] 優(yōu)選的是，所述步驟（1)中的所述第一催化劑碳酸鉀為20~30質(zhì)量份。
[0020] 優(yōu)選的是，所述步驟（2)中的所述第二催化劑三氟甲磺酸鈧為5~10質(zhì)量份。
[0021] 優(yōu)選的是，所述步驟（3)的格氏反應(yīng)的溫度為-5~5°C。
[0022] 優(yōu)選的是，所述第一有機(jī)溶劑為二氯乙烷、苯、四氯化碳中的一種或幾種；
[0023] 所述第二有機(jī)溶劑為二氯乙烷、苯、四氯化碳中的一種或幾種。
[0024] 本發(fā)明還提供一種上述的新型噁唑烷作為單組分聚氨酯防水涂料的潛固化劑的 應(yīng)用。
[0025] 本發(fā)明還提供一種單組分聚氨酯防水涂料，制備該單組分聚氨酯防水涂料的原料 配方包括：聚醚多元醇、異氰酸酯、催化劑、上述的潛固化劑、增塑劑、填料、溶劑。
[0026] 優(yōu)選的是，所述聚醚多元醇為25~35質(zhì)量份；
[0027] 所述異氰酸酯為3~3. 8質(zhì)量份；
[0028] 所述催化劑為0· 05~0· 5質(zhì)量份；
[0029] 所述潛固化劑為1~1. 5質(zhì)量份；
[0030] 所述增塑劑為10~20質(zhì)量份；
[0031] 所述填料為30~45質(zhì)量份；
[0032] 所述溶劑為8~10質(zhì)量份。
[0033] 優(yōu)選的是，所述聚醚多元醇為聚醚多元醇DL-2000D，聚醚多元醇DL-3000D，聚醚 多元醇DL-1000D，聚醚多元醇EP-330N中的一種或幾種；
[0034] 所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI)和/或二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI);更 優(yōu)選的是，所述甲苯二異氰酸酯為T(mén)DI (80/20);所述二苯基甲烷二異氰酸酯為二苯基甲烷 二異氰酸酯MDI50,二苯基甲烷二異氰酸酯MDI100。
[0035] 所述催化劑為二月桂酸二丁基錫和/或辛酸亞錫；
[0036] 所述增塑劑為氯化石蠟，鄰苯二甲酸二丁酯，鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾 種；
[0037] 所述填料為滑石粉，高嶺土，重質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣中的一種或幾種；
[0038] 所述溶劑為溶劑油120#，溶劑油150#，二甲苯中的一種或幾種。
[0039] 優(yōu)選的是，制備該單組分聚氨酯防水涂料的原料配方還包括顏料，所述顏料為 1~1. 5質(zhì)量份，所述顏料為炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵棕中的一種或幾種。
[0040] 在單組分聚氨酯產(chǎn)品中加入上述潛固化劑后，長(zhǎng)期儲(chǔ)存后不會(huì)影響消泡效果，提 高了單組分聚氨酯產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。
[0041] 本發(fā)明中的新型噁唑烷，其名稱(chēng)為4-甲基-3-(2-苯甲醇基）_1，3噁唑烷，將該 新型噁唑烷應(yīng)用于單組分聚氨酯防水涂料的潛固化劑，在單組分聚氨酯防水涂料的生產(chǎn)過(guò) 程中將新型噁唑烷加入到制備防水涂料的原料中后，該新型噁唑烷有一個(gè)裸露的羥基會(huì)與 原料形成的聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)，使新型噁唑烷接枝在聚氨酯預(yù)聚體上成為一體（如反應(yīng)式 四），作為潛固化劑的新型噁唑烷在防水涂料中分散更均勻。單組分聚氨酯防水涂料長(zhǎng)期存 儲(chǔ)后，接枝后的新型噁唑烷也不會(huì)從中析出，從而提高了防水涂料的穩(wěn)定性，提高了潛固化 效果，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的單組份聚氨酯防水涂料中的潛固化劑的析出或者聚集現(xiàn)象。本 發(fā)明中的單組分聚氨酯防水涂料經(jīng)歷了長(zhǎng)期儲(chǔ)存期，啟用后，成膜過(guò)程中，接枝后的新型噁 唑烷遇到空氣中的水，就會(huì)發(fā)生分解（原理同反應(yīng)式二），仍然能完全消除氣泡，從而提高 了防水涂料的成膜質(zhì)量。
[0042] 反應(yīng)式四：
[0043]

【附圖說(shuō)明】
[0044] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例2中的單組分聚氨酯防水涂料進(jìn)行涂膜的膜片的橫截面圖；
[0045] 圖2是本發(fā)明對(duì)比例1中的單組分聚氨酯防水涂料進(jìn)行涂膜的膜片的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更