專利名稱：：噴涂聚脲高性能防水涂料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種噴涂聚脲高性能防水涂料及其制備方法，可適用于建筑工程、基礎設施等防水工程，特別是適用于如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程。
背景技術：
：隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，大型基礎設施建設特別是如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程中，迫切需要一種先進的防水材料。這種防水涂料應克服如浙青卷材、單/雙組份聚氨酯防水涂料和丙烯酸酯類乳液防水涂料等傳統(tǒng)防水材料不耐老化、不可外露，強度不高，不耐穿刺，對施工環(huán)境要求高，固化慢，工作效率低等缺點。中國專利CN1817989A公開了一種噴涂聚脲高強彈性防水涂料及其施工方法，其中A組份由液化二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和/或MDI與聚醚多元醇合成的半預聚物，B組份是由端氨基聚醚、胺類擴鏈劑、各種填料和助劑組合，其拉伸強度為13MPa，斷裂伸長率為400%，撕裂強度為49kN/m，在-35°C下低溫彎折無裂紋，0.3MPaX30min不透水。中國專利CN101037587A公開了一種聚脲彈性體建筑工程防水材料，其中A組份由異氰酸酯組成，B組份是由氨基封端環(huán)氧烷烴化合物與二乙基甲苯二胺等組成，其拉伸強度為lOMPa，斷裂伸長率為350%，撕裂強度為30kN/m，0.3MPaX30min不透水。從公開的技術內(nèi)容看，還沒有可同時具備高強度、高延伸和高撕裂性能的噴涂聚脲防水涂料，可以應用于大型基礎設施建設特別是如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種同時具備高強度、高延伸和高撕裂性能，可適用于建筑工程、基礎設施等防水工程，特別是適用于如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程，100%固含量的噴涂聚脲高性能防水涂料。本發(fā)明提供一種噴涂聚脲高性能防水涂料，其特征在于該防水涂料包括A、B組份，其中A組份是由多異氰酸酯與聚醚多元醇反應形成的半預聚物和稀釋劑組成，其中質(zhì)量份數(shù)計含有3050份聚醚多元醇，7035份多異氰酸酯，015份稀釋劑；B組份是由端氨基聚醚、胺類擴鏈劑和填料組成，其中端氨基聚醚占5070份，胺類擴鏈劑占2040份，填料占510份；其中，A組份與B組份按11的體積比使用。其中所述多異氰酸酯的官能度為22.2。所述的多異氰酸酯選自2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯質(zhì)量分數(shù)為3060%的二苯基甲烷二異氰酸酯和碳化二亞胺_脲酮亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯或它們的混合物。所述的聚醚多元醇選自10006000分子量的聚醚二元醇、聚醚三元醇或它們的混合物。優(yōu)選分子量在20006000的低不飽和度聚醚二元醇。所述的稀釋劑選自碳酸丙烯酯(PC)、鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)或鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，優(yōu)選為碳酸丙烯酯。所述的端氨基聚醚為伯仲氨基封端的聚環(huán)氧烷烴化合物，優(yōu)選Huntsman公司生產(chǎn)的JEFFAMIN@D-400，JEFFAMIND-2000和JEFFAMIN@T_5000或它們的混合物。所述的胺類擴鏈劑選自二乙基甲苯二胺(DETDA)、4，4_雙仲丁氨基二苯基甲烷(WanaLink6200)、二甲巰基甲苯二胺(DMTDA)、N，N-二烷基苯二胺(UNILINK4100)、3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷(MOCA)以及Huntsman公司的Jefflink555、Jefflink754和Jefflink7027脂肪胺類擴鏈劑，優(yōu)選其中的一種或者兩種或兩種以上的混合物。所述的填料選自鈦白粉、輕質(zhì)碳酸鈣和濕法絹云母，優(yōu)選為鈦白粉。噴涂聚脲高性能防水涂料組分中進一步含有0.32%抗氧化劑和/或紫外吸收劑，如使用瑞士Ciba公司的Irganox1010、Irganox1076、TinuvinB97、Tinuvin328和Tinuvin765等。其中B進一步含有必要的涂料助劑，如流平劑、防分色劑、消泡劑和防沉劑等，其所用種類和用量應是適宜的，正如涂料開發(fā)技術人員所知道的。其中B組份中進一步含有色漿以調(diào)成不同顏色，所述色漿用量為B組份總質(zhì)量的0.52%。本發(fā)明還提供所述的防水涂料的制備方法，其中，所述A組份由下述方法制得制將多異氰酸酯加入到反應釜中，充入氮氣保護，勻速攪拌并加熱至7585°C，向釜中滴加在100130°C，真空-0.09-0.IMPa條件下脫水2小時的聚醚多元醇，滴加時間13小時，滴加完畢后在8090°C溫度范圍繼續(xù)反應2小時，然后加入稀釋劑攪拌30min，冷卻出料，即得A組份；所述B組份由下述方法制得將填料、助劑以及端氨基聚醚在三輥研磨機上研磨，細度達到<50μm后，將研磨料投入拉缸中，加入剩余的端氨基聚醚、胺類擴鏈劑和色漿，混合攪拌均勻后，用100目篩網(wǎng)過濾出料，即得B組份；A、B組分混合得防水涂料。本發(fā)明噴涂聚脲高性能防水涂料的施工方法是將A、B兩個組份在11固定體積比的高溫高壓撞擊式噴涂設備中進行計量、加壓和升溫后，通過噴槍噴涂到底材上，固化得噴涂聚脲高性能防水涂料。A、B物料的溫度應為2030°C，噴涂設備使用美國Graco公司的H-XP3或H-20/35主機和GX-7-DI或GX-8噴槍，設定主機壓力為19002800psi，溫度為6075°C，在噴槍混合室內(nèi)兩組份的噴涂壓力差應低于500psi。本發(fā)明得到的噴涂聚脲高性能防水涂料具有無毒環(huán)保、固化速度快、高強度、高延伸、高撕裂、耐老化、耐化學腐蝕、耐磨、耐穿刺、抗沖擊、施工環(huán)境適應性高和施工效率高等特性。此外與公開的技術內(nèi)容相比，由于配方中采用高2，4-MDI質(zhì)量分數(shù)的MDI、低不飽和度聚醚多元醇和使用具有內(nèi)增塑效果的4，4_雙仲丁氨基二苯基甲烷，可使所制備的噴涂聚脲高性能防水涂料具有更高的拉伸強度、斷裂延伸率和撕裂強度等物理性能，不但適用于一般建筑工程、基礎設施等防水工程，而且特別適用于大型基礎設施建設特別是如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程。本發(fā)明得到的噴涂聚脲高性能防水涂料由于其優(yōu)異的物理性能、優(yōu)良的工藝性和環(huán)保性，還可應用于防腐、耐磨、材料保護以及地坪等領域。本發(fā)明提供的噴涂聚脲高性能防水涂料是由含異氰酸酯的A組份和含胺類化合物的B組份構(gòu)成，采用噴涂施工工藝使兩組份混合，反應生成的一種彈性體防水涂料。該防水涂料具有無毒環(huán)保、固化速度快、高強度、高延伸、高撕裂、耐老化、耐化學腐蝕、耐磨、耐穿刺、抗沖擊、施工環(huán)境適應性高和施工效率高等特性，特別適用于大型基礎設施建設的防水需求。具體實施例方式以下給出幾個典型實施例，但本發(fā)明并不僅僅局限在以下實例中。實施例1將50份Ml加入到反應釜中，沖入氮氣保護，勻速攪拌，加熱至7585°C后，向釜中滴加45份已在100130°C，真空減壓脫水2小時的低不飽和度聚醚二元醇(分子量為2000，不飽和度為0.007mol/Kg)，滴加時間2小時。滴加完畢后在8090°C溫度范圍內(nèi)繼續(xù)反應2小時，然后加入5份碳酸丙烯酯(PC)攪拌30min，冷卻出料，由此制得含NC0%為14.5%的A組份。將5份鈦白粉、0.5份助劑以及15.5份JEFFAMIN@T_5000在三輥研磨機上研磨，細度達到≤50um后，將研磨料投入拉缸中，加入剩余的48份JEFFAMIN@T-5000、22份EthaCure@100、8份WanaLink6200和1份色漿，高速混合攪拌均勻后，用100目篩網(wǎng)過濾出料，由此制得B組份。A、B組分通過美國Graco公司的H-XP3主機和GX_7_DI噴槍，在加熱溫度6575°C，主機壓力為20002500psi的條件下，按體積比11噴涂形成約1.5mm厚的聚脲防水涂膜。涂膜性能如表1。實施例1的噴涂聚脲防水涂膜的主要物理性能表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2將48份Ml加入到反應釜中，沖入氮氣保護，勻速攪拌，加熱至7585°C后，向釜中滴加45份已在100130°C，真空減壓脫水2小時的低不飽和度聚醚二元醇(分子量為4000，不飽和度為0.007mol/Kg)，滴加時間2小時。滴加完畢后在8090°C溫度范圍內(nèi)繼續(xù)反應2小時，然后加入7份碳酸丙烯酯(PC)攪拌30min，冷卻出料，由此制得含NC0%為15.3%的A組份。將5份鈦白粉、0.5份助劑以及15.5份JEFFAMIN@T_5000在三輥研磨機上研磨，細度達到<50iim后，將研磨料投入拉缸中，加入剩余的46份JEFFAMIN@T-5000、22份Ethacure100、10份WanaLink6200和1份色漿，高速混合攪拌均勻后，用100目篩網(wǎng)過濾出料，由此制得B組份。A、B組分通過美國Graco公司的H-XP3主機和GX_7_DI噴槍，在加熱溫度6575°C，主機壓力為20002500psi的條件下，按體積比11噴涂形成約1.5mm厚的聚脲防水涂膜。涂膜性能如表2。實施例2的噴涂聚脲防水涂膜的主要物理性能表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3將51份MI加入到反應釜中，沖入氮氣保護，勻速攪拌，加熱至7585°C后，向釜中滴加43份已在100130°C，真空減壓脫水2小時的低不飽和度聚醚二元醇(分子量為2000，不飽和度為0.007mol/Kg)，滴加時間2小時。滴加完畢后在8090°C溫度范圍內(nèi)繼續(xù)反應2小時，然后加入6份碳酸丙烯酯(PC)攪拌30min，冷卻出料，由此制得含NC0%為15.5%的A組份。將7份鈦白粉、0.5份助劑以及15.5份JEFFAMIN@D_2000在三輥研磨機上研磨，細度達到彡50μm后，將研磨料投入拉缸中，加入36份JEFFAMIN@D-2000、10份JEFFAMINT-5000.20份Ethacure100、10份WanaLink6200和1份色漿，高速混合攪拌均勻后，用100目篩網(wǎng)過濾出料，由此制得B組份。A、B組分通過美國Graco公司的H-XP3主機和GX-7-DI噴槍，在加熱溫度6575°C，主機壓力為20002500psi的條件下，按體積比11噴涂形成約1.5mm厚的聚脲防水涂膜。涂膜性能如表3。實施例3的噴涂聚脲防水涂膜的主要物理性能表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注解MI為2，4-MDI和4，4_MDI的混合物，其中2，4_MDI的質(zhì)量分數(shù)約為50%，德國BASF公司。JEFFAMIN@T-5000一種相對分子量為5000的伯胺封端的聚氧化丙烯三胺，美國Huntsman公司。JEFFAMIN@D-2000一種相對分子量為2000的伯胺封端的聚氧化丙烯二胺，美國Huntsman公司。Ethacure0IOO二乙基甲苯二胺，美國Albemarle公司。WanaLink6200:4，4_雙仲丁氨基二苯基甲烷，煙臺萬華聚氨酯股份有限公司。權利要求一種噴涂聚脲高性能防水涂料，其特征在于該防水涂料包括A、B組份，其中A組份是由多異氰酸酯與聚醚多元醇反應形成的半預聚物和稀釋劑組成，其中質(zhì)量份數(shù)計含有30～50份聚醚多元醇，70～35份多異氰酸酯，0～15份稀釋劑；B組份是由端氨基聚醚、胺類擴鏈劑和填料組成，其中端氨基聚醚占50～70份，胺類擴鏈劑占20～40份，填料占5～10份；其中，A組份與B組份按1∶1的體積比使用。2.如權利要求1所述的防水涂料，其中所述多異氰酸酯的官能度為22.2。3.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的多異氰酸酯選自2，4_二苯基甲烷二異氰酸酯質(zhì)量分數(shù)為3060%的二苯基甲烷二異氰酸酯和碳化二亞胺-脲酮亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯或它們的混合物。4.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的聚醚多元醇選自10006000分子量的聚醚二元醇、聚醚三元醇或它們的混合物。5.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的稀釋劑選自碳酸丙烯酯、鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯。6.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的端氨基聚醚為伯仲氨基封端的聚環(huán)氧烷烴化合物。7.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的胺類擴鏈劑選自二乙基甲苯二胺、4，4_雙仲丁氨基二苯基甲烷、二甲巰基甲苯二胺、N，N-二烷基苯二胺、3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷以及Jefflink555、Jefflink754和Jefflink7027脂肪胺類擴鏈劑。8.根據(jù)權利要求1所述的防水涂料，其特征是所述的填料選自鈦白粉、輕質(zhì)碳酸鈣和濕法絹云母。9.根據(jù)權利要求1的一種噴涂聚脲高性能防水涂料，其特征是B組分進一步含有流平齊U、防分色劑、消泡劑、色漿和/或防沉劑，以及占B組分質(zhì)量0.32%的抗氧化劑和/或紫外吸收劑。10.一種如權利要求1所述的防水涂料的制備方法，其中所述A組份由下述方法制得將多異氰酸酯加入到反應釜中，充入氮氣保護，勻速攪拌并加熱至7585°C，向釜中滴加在100130°C，真空-0.09-0.IMPa條件下脫水2小時的聚醚多元醇，滴加時間13小時，滴加完畢后在8090°C溫度范圍繼續(xù)反應2小時，然后加入稀釋劑攪拌30min，冷卻出料，即得A組份；所述B組份由下述方法制得將填料、助劑以及端氨基聚醚在三輥研磨機上研磨，細度達到<50μm后，將研磨料投入拉缸中，加入剩余的端氨基聚醚、胺類擴鏈劑和色漿，混合攪拌均勻后，用100目篩網(wǎng)過濾出料，即得B組份；A、B組分混合得防水涂料。全文摘要一種噴涂聚脲高性能防水涂料，其特征在于該防水涂料包括A、B組份，其中A組份是由多異氰酸酯與聚醚多元醇反應形成的半預聚物和稀釋劑組成，其中質(zhì)量份數(shù)計含有30～50份聚醚多元醇，70～35份多異氰酸酯，0～15份稀釋劑；B組份是由端氨基聚醚、胺類擴鏈劑和填料組成，其中端氨基聚醚占50～70份，胺類擴鏈劑占20～40份，填料占5～10份；其中，A組份與B組份按1∶1的體積比使用。本發(fā)明與通常所制備的噴涂聚脲防水涂料相比，具有更高的拉伸強度、斷裂延伸率和撕裂強度等物理性能，不但適用于一般建筑工程、基礎設施等防水工程，而且特別適用于大型基礎設施建設特別是如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程。文檔編號C09D5/00GK101818019SQ200910009490公開日2010年9月1日申請日期2009年2月26日優(yōu)先權日2009年2月26日發(fā)明者段文鋒,王新鋒,田鳳蘭申請人:北京東方雨虹防水技術股份有限公司