一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法。選用自制改性磺酸型親水擴鏈劑進行親水擴鏈反應，解決了現有磺酸鹽型水性擴鏈劑與聚氨酯預聚體相容性差，反應可控性差，擴鏈效率低，成品乳液不穩定等問題，可使擴鏈反應在均一相中平穩進行，顯著提高磺酸鹽型水性擴鏈劑的利用率，使合成過程精準按照配方設計進行。本發明專利技術制備的磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料成膜力學性能優異，拉伸強度大于2.0MPa，斷裂伸長率大于450％，可適用于潮濕或有明水基面，閉水不泛白、不起皮、無裂紋。無裂紋。

【技術實現步驟摘要】
一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料及其制備方法


[0001]本專利技術公開一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料及其制備方法，屬于防水涂料


技術介紹

[0002]溶劑型聚氨酯防水涂料是在建筑防水涂料市場中占據非常重要的地位，其耐水性強，強度高，粘接牢固，可適用范圍廣。隨著環保相關法律法規的實行和人們環保意識的日益增強，水性聚氨酯防水涂料逐漸進入市場，相關研究也不斷開展和深入。現階段的聚氨酯主要依靠親水性擴鏈劑實現自乳化和水性化，親水擴鏈劑主要有羧酸型和磺酸型。人們對于羧酸型親水擴鏈劑的研究比較深入和成熟。與羧酸型相比，磺酸型親水聚氨酯膠粒分散更加均勻，在弱酸和中性pH環境中乳液穩定性遠遠強于羧酸型水性聚氨酯；且其結晶度更高，成品的粘接強度和力學性能均更具優勢。
[0003]磺酸型親水擴鏈劑主要有乙二胺基乙磺酸鈉、乙二胺基己磺酸鈉、2,4
?
二氨基苯磺酸鈉酸鈉、1,2
?
二羥基
?3?
丙磺酸鈉、1,4
?
丁二醇
?2?
磺酸鈉等。現階段，該領域存在的技術難題是如何解決磺酸鹽親水擴鏈劑與聚氨酯預聚體相容性差的問題。由于磺酸鹽型親水擴鏈劑為有機磺酸鈉鹽，其親水性太強，而聚氨酯預聚體是親水性很弱的大分子，磺酸鹽親水擴鏈劑很難充分融入聚氨酯預聚體相中而發生高分子鏈間的擴鏈反應，這導致擴鏈效率低下，合成過程無法按照配方設計精準完成，成品成膜性能差，乳液穩定性差，這是磺酸鹽型水性聚氨酯發展遠遠滯后于羧酸鹽型水性聚氨酯的主要原因。

技術實現思路

[0004]本專利技術目的在于解決由磺酸鹽型親水擴鏈劑與聚氨酯預聚體相容性差而導致擴鏈效率低下，乳液穩定性差，成膜性能差的問題，為達到本專利技術的技術效果，采取以下技術方案：
[0005]一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法，該磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料是以磺酸鹽型水性聚氨酯乳液、水性分散劑、粉體填料、水性色漿、增稠劑、防腐殺菌劑、消泡劑和防凍劑為原料，經過常溫條件下物理共混、分散攪拌制得。
[0006]一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法，制備該磺酸鹽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、第一二異氰酸酯、改性磺酸型親水擴鏈劑溶液、中和劑、溶劑、去離子水。
[0007]一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法，所述磺酸鹽型水性聚氨酯乳液的制備方法包括以下步驟：
[0008]步驟一：在反應器中加入90.0
?
152.0質量份聚醚二元醇和100.0
?
160.0質量份聚醚三元醇，攪拌升溫至110℃～120℃，在真空
?
0.08MPa～
?
0.09MPa條件下真空脫水2小時，密閉，降溫至55
?
65℃；
[0009]步驟二：在反應器中于55℃～65℃時開始緩慢分批加入43.5
?
85.0質量份第一二
異氰酸酯，加料時間不小于2小時，過程中物料溫度不得超過85℃，然后在80℃～90℃保溫反應3～4小時，得到聚氨酯預聚體；
[0010]步驟三：向聚氨酯預聚體中加入60.0
?
80.0質量份第一溶劑，降溫至50℃以下，開始加入168.4
?
197.7質量份磺酸型親水擴鏈劑溶液，在40
?
50℃保溫反應1.0
?
2.0小時；加入0.10
?
0.40質量份催化劑，繼續在40
?
50℃保溫反應1.0小時，降溫至室溫，得到磺酸型聚氨酯溶液；
[0011]步驟四：用340.7
?
450.8質量份5
?
10℃的去離子水溶解5.20
?
6.70質量份中和劑，加入磺酸型聚氨酯溶液中，在1000
?
2000r/min下高速分散1小時；升溫至50℃～60℃，在真空度
?
0.08MPa～
?
0.09MPa條件下真空脫除溶劑2小時，即得磺酸鹽型水性聚氨酯乳液。
[0012]所述聚醚二元醇為聚醚N210、聚醚N220、聚醚N204中的兩種或兩種以上的混合物；所述的聚醚三元醇為聚醚N330、聚醚330N中的一種；所述第一二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、TDI
?
80(80％2,4
?
甲苯二異氰酸酯與20％2,6
?
甲苯二異氰酸酯的混合物)、MDI
?
50(50％2,4
’?
二苯基甲烷二異氰酸酯與50％4,4
’?
二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物)的一種；所述第一溶劑為丙酮、丁酮中的一種；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫(T
?
12)、辛酸亞錫(T
?
9)中的一種；所述中和劑為三乙胺或2
?
氨基
?2?
甲基
?1?
丙醇(AMP
?
95)中的一種。
[0013]一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法，所述改性磺酸型親水擴鏈劑是用無水2,4
?
二氨基苯磺酸和第二二異氰酸酯在第二溶劑中反應制得，其制備方法包括以下步驟：
[0014](1)在反應瓶中加入18.82質量份無水2,4
?
二氨基苯磺酸和250.00質量份第二溶劑，開始攪拌，并用水浴或冰水混合物調整并維持反應瓶中溫度在20℃
?
30℃。
[0015](2)向(1)反應瓶中加入34.83
?
50.05質量份第二二異氰酸酯，在20
?
30℃攪拌反應1.0
?
1.5小時；升溫至30
?
40℃，繼續攪拌反應2.0
?
2.5小時。
[0016](3)向(2)反應瓶中加入39.00質量份無水2,4
?
二氨基苯磺酸，在40
?
50℃攪拌反應3.0
?
4.0小時，降溫，過濾掉不溶物，即得改性磺酸型親水擴鏈劑溶液。
[0017]所述第二溶劑為N,N
?
二甲基甲酰胺、N
?
乙基吡咯烷酮中的一種；所述第二二異氰酸酯為2,4
?
甲苯二異氰酸酯或2,4
’?
二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種。
[0018]一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料的制備方法，將200.0克磺酸鹽型水性聚氨酯乳液裝入容器中，依次加入1.43克分散劑BYK2010、87.0克粉體填料800目重鈣、0.30克科萊恩水性色漿Colanyl Blue B2G 131
?
CN，以300
?
350r/min低速攪拌0.5小時；再加入1.43克增稠劑OPTIFLO L100、0.30克卡松水性防腐劑GY
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：該磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料是以磺酸鹽型水性聚氨酯乳液、水性分散劑、粉體填料、水性色漿、增稠劑、防腐殺菌劑、消泡劑和防凍劑為原料，經過常溫條件下物理共混、分散攪拌制得。2.根據權利要求1所述的一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：制備所述磺酸鹽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、第一二異氰酸酯、改性磺酸型親水擴鏈劑溶液、中和劑、溶劑、去離子水。3.根據權利要求2所述的一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述磺酸鹽型水性聚氨酯乳液的制備方法包括以下步驟：步驟一：在反應器中加入90.0
?
152.0質量份聚醚二元醇和100.0
?
160.0質量份聚醚三元醇，攪拌升溫至110℃～120℃，在真空
?
0.08MPa～
?
0.09MPa條件下真空脫水2小時，密閉，降溫至55
?
65℃；步驟二：在反應器中于55℃～65℃時開始緩慢分批加入43.5
?
85.0質量份第一二異氰酸酯，加料時間不小于2小時，過程中物料溫度不得超過85℃，然后在80℃～90℃保溫反應3～4小時，得到聚氨酯預聚體；步驟三：向聚氨酯預聚體中加入60.0
?
80.0質量份第一溶劑，降溫至50℃以下，開始加入168.4
?
197.7質量份磺酸型親水擴鏈劑溶液，在40
?
50℃保溫反應1.0
?
2.0小時；加入0.10
?
0.40質量份催化劑，繼續在40
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50℃保溫反應1.0小時，降溫至室溫，得到磺酸型聚氨酯溶液；步驟四：用340.7
?
450.8質量份5
?
10℃的去離子水溶解5.20
?
6.70質量份中和劑，加入磺酸型聚氨酯溶液中，在1000
?
2000r/min下高速分散1小時；升溫至50℃～60℃，在真空度
?
0.08MPa～
?
0.09MPa條件下真空脫除溶劑2小時，即得磺酸鹽型水性聚氨酯乳液。4.根據權利要求2或3所述的一種磺酸鹽型水性聚氨酯防水涂料，其特征在于：所述聚醚二元醇為聚醚N210、聚醚N220、聚醚N204中的兩種或兩種以上的混合物；所述的聚醚三元醇為聚醚N330...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛強，劉彬，李圓夢，曹彬龍，周磊，
申請(專利權)人：雨中情防水技術集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：