环保型高强双组分涂料及其制备方法与流程

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1.本发明属于聚氨酯防水涂料技术领域，具体涉及环保型高强双组分涂料及其制备方法。

背景技术：

2.聚氨酯防水涂料在防水领域应用较为广泛，该产品有单双组分之分，其中双组分聚氨酯防水涂料具有储存稳定性较好，力学性能较强，价格较为经济等优点。目前市售双组分涂料中的a组分一般为聚醚与异氰酸酯反应生成的预聚体，b组分一般由液体填料、固体填料、颜料、分散剂、消泡剂、固化剂、溶剂、催化剂、防沉降剂等物质混合而成。传统的双组分聚氨酯防水涂料的固化剂往往使用4,4'-亚甲基二(2-氯苯胺)（简称moca），且需加入一定量的溶剂油。moca是一种有毒的物质，2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构将moca列为1类致癌物，而溶剂的挥发也会对人体和环境造成一定的危害。

技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种环保型高强双组分涂料，避免了moca和溶剂的使用，环保无毒，且具有较高的力学性能。本发明还提供了科学合理的制备方法。
4.本发明所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚多元醇70~90份；异氰酸酯15~25份；b组分包含以下质量份数的原料：液体填料30~40份；固体填料50~60份；颜料0.1~0.3份；分散剂0.1~0.3份；消泡剂0.1~0.3份；固化剂4~7份；催化剂0.1~0.3份；防沉降剂0.1~0.3份。
5.聚醚多元醇为混合聚醚多元醇，数均分子量为2000~5000，官能度为2或3，在聚氨酯中作为软段存在，优选的，聚醚为聚醚dl-2000和聚醚ep-330n的混合物。
6.异氰酸酯为芳香族异氰酸酯，该组分能与聚醚发生化学反应，生成-nco基团封端的预聚体，在聚氨酯中作为硬段存在，在涂料施工时又可以进一步与空气中的水发生反应进行交联，形成网状的聚氨酯大分子链，优选的，异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或者甲苯二异氰酸酯中的一种。
7.固化剂为二甲硫基甲苯二胺e-300。
8.液体填料为混合液体填料，由氯化石蜡和邻苯二甲酸酯类增塑剂的混合而成，优选的，氯化石蜡为氯化石蜡52；邻苯二甲酸酯类增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯中的一种。液体填料可以起到提高涂料伸长率的作用，邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯均为环保型增塑剂，大幅减少了对人体的危害。
9.固体填料和颜料均为聚氨酯常用填料，可以起到提升聚氨酯力学性能和降低成本的作用，固体填料为重质碳酸钙；颜料为氧化铁红；分散剂为yrfc-06；催化剂为辛癸酸铋。
10.防沉降剂为有机膨润土或气相二氧化硅，优选的，有机膨润土为908膨润土、bs-1b膨润土中的一种，二者均可起到防止粉料沉降的作用。
11.消泡剂为ft-3530和ft-3680中的一种。
12.其中，分散剂、消泡剂、固化剂、催化剂均为液体状小料，均能起到提升涂料性能的作用。
13.作为一个总的发明构思，本发明还提供了所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至110~120℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至40~60℃，将异氰酸酯加入，升温至70~85℃反应2~4h后，取样检测nco含量，待nco含量降低到理论值时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨至少30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至40~60℃，加入固化剂和催化剂，搅拌至少30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、不含致癌物质moca且无溶剂添加，相对于以moca为固化剂的产品和溶剂型产品，本发明对人体和环境均较为环保；2、本发明相对于以moca为固化剂的产品和溶剂型产品，可达到相近的力学性能，满足国标gb/t19250-2013要求。
具体实施方式
15.下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
16.在实际操作中，温度控制允许有2℃的波动温差。实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
17.实施例1本发明所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚dl-200053份；聚醚ep-330n30份；甲苯二异氰酸酯17份；b组分包含以下质量份数的原料：重质碳酸钙56.1份；颜料0.2份；氯化石蜡30份；邻苯二甲酸二异壬酯8份；分散剂yrfc-060.2份；消泡剂ft-35300.2份；防沉降剂908膨润土0.2份；固化剂e-3005份；催化剂辛癸酸铋0.1份。
18.本发明所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至110℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，将异氰酸酯加入，升温至85℃反应2h后，取样检测nco含量，待nco含量达到5.2%时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，加入固化剂和催化剂，搅拌30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
19.实施例2本发明所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚dl-200056份；聚醚ep-330n20份；二苯基甲烷二异氰酸酯24份；b组分包含以下质量份数的原料：重质碳酸钙58.6份；颜料0.2份；氯化石蜡30份；邻苯二甲酸二异壬酯5.5份；分散剂yrfc-060.2份；消泡剂ft-35300.2份；防沉降剂bs-1b膨润土0.2份；固化剂e-3005份；催化剂辛癸酸铋0.1份。
20.本发明所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至115℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，将异氰酸酯加入，升温至70℃反应4h后，取样检测nco含量，待nco含量达到5.2%时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，加入固化剂和催化剂，搅拌30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
21.实施例3本发明所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚dl-200060份；聚醚ep-330n23份；
甲苯二异氰酸酯17份；b组分包含以下质量份数的原料：重质碳酸钙58.6份；颜料0.2份；氯化石蜡30份；邻苯二甲酸二异癸酯5.5份；分散剂yrfc-060.2份；消泡剂ft-35300.2份；防沉降剂bs-1b膨润土0.2份；固化剂e-3005份；催化剂辛癸酸铋0.1份。
22.本发明所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至120℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，将异氰酸酯加入，升温至80℃反应3h后，取样检测nco含量，待nco含量达到5.1%时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，加入固化剂和催化剂，搅拌30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
23.对比例1本对比例1所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚dl-200060份；聚醚ep-330n23份；甲苯二异氰酸酯17份；b组分包含以下质量份数的原料：重质碳酸钙58.6份；颜料0.2份；氯化石蜡30份；邻苯二甲酸二丁酯4.5份；分散剂yrfc-060.2份；消泡剂ft-35300.2份；防沉降剂bs-1b膨润土0.2份；固化剂moca6份；催化剂辛癸酸铋0.1份。
24.本对比例1所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至115℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，
将异氰酸酯加入，升温至70℃反应4h后，取样检测nco含量，待nco含量达到5.1%时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，加入固化剂和催化剂，搅拌30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
25.对比例2本发明所述的环保型高强双组分涂料，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚dl-200060份；聚醚ep-330n23份；甲苯二异氰酸酯17份；b组分包含以下质量份数的原料：重质碳酸钙58.6份；颜料0.2份；氯化石蜡30份；溶剂油华伦s-1005.5份；分散剂yrfc-060.2份；消泡剂ft-35300.2份；防沉降剂bs-1b膨润土0.2份；固化剂e-3005份；催化剂辛癸酸铋0.1份。
26.本发明所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，具体包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至110℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，将异氰酸酯加入，升温至85℃反应4h后，取样检测nco含量，待nco含量达到5.1%时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨30min后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至50℃，加入固化剂和催化剂，搅拌30min后进行脱泡处理，然后即可放料。
27.性能检测：将实施例1~3和对比例1~2双组分涂料按以下标准进行性能测试，所得结果见表1。
28.拉伸强度：gb/t528-2009；断裂伸长率、撕裂强度：gb/t529-2008；固含：gb/t1725-2007。
29.表1实施例1~3与对比例1~2性能检测数据
从表1可以看出，实施例1~3中均无有毒物质moca和挥发性有害物质溶剂油，性能同样可以满足《gb/t19250-2013聚氨酯防水涂料》国标ⅱ型涂料的要求。说明本发明属于国标ⅱ型高强聚氨酯涂料。

技术特征：

1.一种环保型高强双组分涂料，其特征在于，由a组分和b组分按质量比1：2制成，其中，a组分包含以下质量份数的原料：聚醚多元醇70~90份；异氰酸酯15~25份；b组分包含以下质量份数的原料：液体填料30~40份；固体填料50~60份；颜料0.1~0.3份；分散剂0.1~0.3份；消泡剂0.1~0.3份；固化剂4~7份；催化剂0.1~0.3份；防沉降剂0.1~0.3份。2.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，聚醚多元醇为混合聚醚多元醇，数均分子量为2000~5000，官能度为2或3。3.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，异氰酸酯为芳香族异氰酸酯。4.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，固化剂为二甲硫基甲苯二胺e-300。5.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，液体填料为混合液体填料，由氯化石蜡和邻苯二甲酸酯类增塑剂的混合而成。6.根据权利要求5所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，邻苯二甲酸酯类增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯中的一种。7.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，固体填料为重质碳酸钙；颜料为氧化铁红；分散剂为yrfc-06；催化剂为辛癸酸铋。8.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，防沉降剂为有机膨润土或气相二氧化硅。9.根据权利要求1所述的环保型高强双组分涂料，其特征在于，消泡剂为ft-3530和ft-3680中的一种。10.一种权利要求1~9任意一项所述的环保型高强双组分涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a组分制备：聚醚多元醇升温至110~120℃，抽真空脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至40~60℃，将异氰酸酯加入，升温至70~85℃反应2~4h后，取样检测nco含量，待nco含量降低到理论值时，反应结束，再进行脱泡处理，然后即可放料；b组分制备：将固体填料、颜料、液体填料、分散剂、消泡剂和防沉降剂用研磨分散机研磨后，升温脱水至水分含量不高于0.03%，然后降温至40~60℃，加入固化剂和催化剂，搅拌后进行脱泡处理，然后即可放料。

技术总结

本发明属于聚氨酯防水涂料技术领域，具体涉及环保型高强双组分涂料及其制备方法，由A组分和B组分按质量比1：2制成，其中，A组分包含以下质量份数的原料：聚醚多元醇70~90份；异氰酸酯15~25份；B组分包含以下质量份数的原料：液体填料30~40份；固体填料50~60份；颜料0.1~0.3份；分散剂0.1~0.3份；消泡剂0.1~0.3份；固化剂4~7份；催化剂0.1~0.3份；防沉降剂0.1~0.3份。本发明避免了MOCA和溶剂的使用，环保无毒，且具有较高的力学性能，属于国标Ⅱ型高强聚氨酯涂料。酯涂料。