本發(fā)明涉及一種聚氨酯防水涂料及其制備方法，具體涉及一種非固化聚氨酯防水涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
單組分聚氨酯防水涂料是一種新型高檔防水、防腐材料。這類材料無毒、施工方便，主要用于建筑物，特別是高層建筑物的防水、防滲及化工廠地面和管道的防腐，甚至可用來制做人造草坪及彈性地面：也可在潮濕的水泥基面施工與水泥結(jié)合牢固，形成無接縫的涂層。但是一旦基層開裂，防水層受到拉應(yīng)力作用時(shí)，由于聚氨酯涂層是與基層牢固的粘結(jié)在一起，它會隨著基層的開裂而產(chǎn)生裂縫，即使不被拉裂，裂縫部位的防水層也會由于長期處于高應(yīng)力狀態(tài)而加速老化，或者由于反復(fù)的拉伸產(chǎn)生疲勞破壞。
近年來，新興防水涂料--非固化防水涂料在應(yīng)用狀態(tài)下保持粘性膏狀體且有蠕變性能封閉基層裂縫和毛細(xì)孔，能適應(yīng)復(fù)雜的施工作業(yè)面；與空氣長期接觸后不固化，始終保持粘稠膠質(zhì)的特性，自愈能力強(qiáng)、碰觸即粘、難以剝離，在-20℃仍具有良好的粘結(jié)性能。它能解決因基層開裂引起傳遞給防水層造成的防水層斷裂、撓曲疲勞或處于高應(yīng)力狀態(tài)下的提前老化等問題。同時(shí)，蠕變性材料的粘滯性使其能夠很好地封閉基層的毛細(xì)孔和裂縫，從而解決了防水層的竄水難題，使防水可靠性得到大幅度提高。還能解決現(xiàn)有防水卷材和防水涂料復(fù)合使用時(shí)的相容性問題。而其產(chǎn)品始終保持粘滯狀態(tài)，沒有形成涂膜，即使基層變形，防水涂料也幾乎沒有應(yīng)力傳遞，與基層一直保持粘附性，即使基層(混凝土)開裂也能保持與基層的再粘結(jié)，并可在潮濕基面施工，一次施工即可達(dá)到需要厚度，無需養(yǎng)護(hù)即可進(jìn)行下道工序施工。
目前，現(xiàn)有非固化防水涂料，基本都含有瀝青質(zhì)，顏色只能是黑色；且常溫下粘度很大，施工時(shí)需要加熱，從而產(chǎn)生瀝青煙氣，污染環(huán)境，對人體有害，不環(huán)保，施工復(fù)雜且存在較大危險(xiǎn)隱。例如，現(xiàn)有技術(shù)申請(專利)號：CN201010018113.6等均屬于橡膠瀝青非固化；其中與非固化聚氨酯相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)CN201410115980.X公開的非固化聚氨酯防水涂料含有大量的瀝青，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，顏色單一；?，F(xiàn)有技術(shù)申請(專利)號CN201610732902.3公開的非固化聚氨酯防水涂料無瀝青質(zhì)但屬于雙組分產(chǎn)品，施工前需要混合均勻，比單組分復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不含瀝青，可冷施工，顏色豐富多彩且環(huán)保的非固化單組分聚氨酯防水涂料及其制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種非固化單組分聚氨酯防水涂料，由以下重量份數(shù)的原料制成，聚醚多元醇20～30份，增塑劑10～20份，填料30～60份，溶劑0～1份，顏料0.1～1份，異氰酸酯3～7份，催化劑0.05～0.5份，潛固化劑2.5～5份；其中，配方中NCO基：OH基的摩爾比在1.8～2.5之間，殘留的NCO基的含量為0.6～1.5％，潛固化劑的加入量為(1.2～2.0)*殘留NCO基的摩爾數(shù)*潛固化劑中活潑氫當(dāng)量。
進(jìn)一步，所述聚醚多元醇為聚醚二元醇和聚醚三元醇中的一種或兩種以上的混合物。例如DL-2000D，DL-3000D，DL-1000D和EP-330N等，
進(jìn)一步，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)。
進(jìn)一步，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫(T-12)和/或辛酸亞錫(T-9)。
進(jìn)一步，所述增塑劑為氯化石蠟，鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或兩種以上的混合物。
進(jìn)一步，所述填料為滑石粉，高嶺土，重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣中的一種或兩種以上的混合物。
進(jìn)一步，所述顏料為炭黑，氧化鐵紅、氧化鐵棕、中黃或綠色漿。
進(jìn)一步，所述潛固化劑為惡唑烷類、酮亞胺類中的一種或兩種以上的混合物。
進(jìn)一步，所述溶劑為醋酸乙酯、醋酸丁酯或丙酮。
本發(fā)明進(jìn)一步解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種非固化單組分聚氨酯防水涂料的制備方法，將聚醚多元醇、增塑劑、填料、顏料投入反應(yīng)釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脫水2h，然后降溫至75℃-80℃，加入異氰酸酯和溶劑，升溫至80℃±5℃反應(yīng)2.5h，再加入催化劑在80℃±5℃反應(yīng)0.5h，然后降溫至75℃-80℃加入潛固化劑，在75℃-80℃反應(yīng)1h，最后降溫至70℃以下進(jìn)行出料包裝。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)原理主要應(yīng)用了潛固化型單組分聚氨酯的固化成膜原理，首先讓聚醚多元醇和異氰酸酯反應(yīng)，形成NCO基封端的較大分子的預(yù)聚體，見反應(yīng)式①，加入潛固化劑后，水與潛固化劑的反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水與NCO基的反應(yīng)速度，當(dāng)該防水涂料遇到空氣中的濕氣時(shí)，水優(yōu)先與潛固化劑發(fā)生水解反應(yīng)(惡唑烷類的見反應(yīng)式②，酮亞胺類的見反應(yīng)式④)，生成含有氨基或羥基的活潑氫化合物，再與產(chǎn)品中的NCO基反應(yīng)(惡唑烷類的見反應(yīng)式③，酮亞胺類的見反應(yīng)式⑤)，生成氨基甲酸酯及脲基，形成大分子。
2OCN-R-OCN+HO-R2-OH→
OCN-R-NH-CO-O-R2-O-CO-NH-R-NCO ①
通過上述反應(yīng)方程式可知，如果加入的潛固化劑的量合適，可以將分子無限擴(kuò)大，從而固化成膜，如果繼續(xù)提高潛固化劑的使用量，就可以對聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行封端，從而決定聚氨酯產(chǎn)品的分子量，可以使其正好處于非固化狀態(tài)。
經(jīng)過計(jì)算與實(shí)驗(yàn)確定潛固化劑的加入量為(1.2～2.0)*殘留NCO基的摩爾數(shù)*潛固化劑中活潑氫當(dāng)量。根據(jù)需要的成膜粘度在系數(shù)1.2～2.0進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中胺基和羥基都屬于活潑氫，潛固化劑的分子量除以活潑氫個(gè)數(shù)(分子中已有的胺基或者羥基加上其和水反應(yīng)生成的胺基和羥基的個(gè)數(shù))就是潛固化劑的活潑氫當(dāng)量。
本發(fā)明既有潛固化型聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)：常溫粘度低，施工簡單，可刮涂，可噴涂，施工效率高，無需養(yǎng)護(hù)，干燥速度快，在12小時(shí)內(nèi)就可以自我增粘形成非固化防水層；又具有非固化的特點(diǎn)：施工后始終保持原有的膏狀體狀態(tài)；具有優(yōu)越的耐久性、耐疲勞性、耐高低溫性及延伸性；自愈性好，施工時(shí)即使出現(xiàn)防水層破損也能自行修復(fù)，維持完整無縫的防水層；粘結(jié)性能好，不僅可在混凝土(水泥)干基面上粘接，又可在潮濕基面的粘接，可與多種基材(包括木材、塑管、金屬、玻璃等)粘接；擁有很好的柔性，適用于基層的變形，不剝離且能有效地防止竄水；常溫下無毒、無味、無污染且不燃；產(chǎn)品在密閉狀態(tài)下可長期儲存，不影響其使用性能，極大的提高了建筑物防水的質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制備
將聚多元醇醚DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、氯化石蠟、鄰苯二甲酸二丁酯、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、炭黑投入反應(yīng)釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脫水2h，然后降溫至75℃-80℃，加入TDI和醋酸乙酯，升溫至80℃±5℃反應(yīng)2.5h，再加入T-12在80℃±5℃反應(yīng)0.5h，然后降溫至75℃-80℃加入潛固化劑，在75℃-80℃反應(yīng)1h，最后降溫至70℃以下進(jìn)行出料包裝。。
表1-實(shí)施例1制備的非固化聚氨酯防水涂料關(guān)鍵項(xiàng)目檢測結(jié)果
實(shí)施例2
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制備
將聚多元醇醚DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、氯化石蠟、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、氧化鐵紅投入反應(yīng)釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脫水2h，降溫至75℃-80℃0℃，加入TDI和丙酮，升溫至80℃±5℃反應(yīng)2.5h，再加入T-12在80℃±5℃反應(yīng)0.5h，然后降溫至75℃-80℃加入潛固化劑，在75℃-80℃反應(yīng)1h，降溫至65℃加入PZ-005，在75℃-80℃保溫0.5h，最后降溫至70℃以下進(jìn)行出料，包裝。
表2-實(shí)施例2制備的非固化聚氨酯防水涂料關(guān)鍵項(xiàng)目檢測結(jié)果
實(shí)施例3
1、非固化聚氨酯防水涂料的配方
2、非固化聚氨酯防水涂料的制備
將聚多元醇醚DL-1000D、聚醚多元醇DL-2000D、聚醚多元醇EP-330N、鄰苯二甲酸二辛酯、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、綠色漿投入反應(yīng)釜中，在120℃±5℃、真空度-0.095MPa以下脫水2h，降溫至75℃-800℃，加入MDI，升溫至80℃±5℃反應(yīng)2.5h，再加入T-9在80℃±5℃反應(yīng)0.5h，然后降溫至75℃-80℃加入潛固化劑，在75℃-80℃反應(yīng)1h，最后降溫至70℃以下進(jìn)行出料，包裝。
表3-實(shí)施例3制備的非固化聚氨酯防水涂料關(guān)鍵項(xiàng)目檢測結(jié)果
以實(shí)施例2制得的非固化單組分聚氨酯防水涂料為例檢測，結(jié)果如表4：
表4-本發(fā)明非固化聚氨酯防水涂料檢測結(jié)果
由表4可知，本發(fā)明完全符合目前非固化橡膠瀝青防水涂料技術(shù)指標(biāo)，且很多關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出要求數(shù)值，同時(shí)不含瀝青質(zhì)，生產(chǎn)工藝簡單，施工方便，環(huán)保，顏色豐富多彩。