一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法。


背景技术：

2.当今世界各国综合国力的竞争，其核心和关键在于知识创新和技术创新，以及高新技术产业化。生物基聚氨酯的技术作为一种高新技术，已有多个国家着手研发生产，有人说，掌握最尖端的技术就相当于掌握了未来的发展市场，聚氨酯防水涂料是美国最先研制并使用的，日本于1964年引进美国技术进行生产。我国在20世纪60年代初期开始聚氨酯的工业化生产，80年代初将聚氨酯材料应用于防水涂料，聚氨酯防水涂料具有很好的环境适应能力。当它与空气中的湿气接触时会固化，从而使基层表面形成无接缝整体防膜，涂膜抗拉性强度高，柔韧性强，就算基层有开裂和伸缩的情况也不会受影响，所以其适应能力很强，根据防水协会粘度发展报告显示：2019年建筑防水材料总产量预计达24.2亿平方米，预计同比增长率为9.4％。防水涂料占比为28.09％，聚氨酯防水涂料占防水涂料总量的30.26％。防水涂料的需求不断增长而且量巨大，但原料大都采用常见的石油类产品，随着全球生物基化学品规模的不断扩大，中国的生物基聚氨酯行业也将得到快速发展。中国聚氨酯工业协会指出，中国聚氨酯工业目前重点发展方向包括利用可再生资源，适应循环经济的可再生资源型生物基聚氨酯原料，特别是非食用植物油基的技术研究开发。


技术实现要素：

3.本发明提供一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法，本发明的高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料符合gb/t19250
‑
2013 i型标准的拉伸性质力学特性，而且生物基含量高，膜层透明、透光透色性好，可用于装饰装修材料中，而且涂膜致密，力学性能优异，经检测30℃储存达6个月。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：
[0006][0007]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]
将2官能度聚醚多元醇、官能度聚醚多元醇、蓖麻油和高纯度油酸、生物基增塑剂投入到负压反应釜中，然后设置搅拌速率为300
‑
500r/min(以下步骤均保持该搅拌速率)，接着在温度为115
‑
125℃、压力为
‑
0.09
‑‑
0.1mpa下排水2
‑
4h；
[0009]
然后关闭负压并在温度为75
‑
85℃下加入异佛尔酮二异氰酸酯，接着在80
‑
90℃下恒温搅拌1
‑
3h；
[0010]
然后在55
‑
65℃下加入聚酰胺蜡恒温搅拌10
‑
30min；然后加入环保高效催化剂、非硅类消泡剂并恒温搅拌20
‑
40min；
[0011]
最后在压力为
‑
0.03
‑
0.05mpa下温度为45
‑
55℃下保持25
‑
35min，即得。
[0012]
传统聚氨酯防水涂料主要由异氰酸酯、聚醚多元醇、增塑剂、无机粉体、功能助剂、稀释剂组成，生物基聚氨酯一般是由生物基多元醇，合成异氰酸酯反应制造，由于生物基多元醇的不稳定和复杂官能度很难用于聚氨酯防水涂料中，而且实际聚氨酯防水涂料配方中多元醇的加量也不会超过30％，即使全部采用全部生物基多元醇，生物基含量也不高，本发明采用一种切实可行的方案，提高单组分聚氨酯防水涂料生物基含量，那就是采用高生物基增塑剂添加剂，不加入粉体，采用湿气固化机理，不添加潜固化剂，避免带来的气味和voc释放问题。同时异氰酸酯原料采用异佛尔酮二异氰酸酯避免tdi游离含量问题，该发明固含量可达到99.8％，即可以满足严苛环保要求，又可以得到高生物基含量产品。
[0013]
性能方面，采用2官能度和3官能度聚醚和按照一定比例和过量的异佛尔酮二异氰酸酯进行交联形成
‑
nco过量的预聚物，使用过程中含有
‑
nco基预聚物同空气和接触面的水份进行反应，生成不稳定的氨基甲酸酯，然后氨基甲酸酯分解继续和过量的
‑
nco反应，最后形成聚氨酯弹性体防水涂层。
[0014]
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料符合gb/t19250
‑
2013 i型标准的拉伸性质力学特性，而且生物基含量高，膜层透明、透光透色性好，可用于装饰装修材料中，而且涂膜致密，力学性能优异，30℃储存达
6个月。
[0015]
本发明的高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料符号jc/t1066
‑
2008的a类标准要求，而且生物基含量在70％以上。
[0016]
具体实施例方式
[0017]
实施例1
[0018]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：
[0019][0020]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0021]
将2官能度聚醚多元醇、官能度聚醚多元醇、蓖麻油、生物基增塑剂和高纯度油酸投入到负压反应釜中，然后设置搅拌速率为400r/min，接着在温度为120℃、压力为
‑
0.095mpa下排水3h；
[0022]
然后关闭负压并在温度为80℃下加入异佛尔酮二异氰酸酯，接着在85℃下恒温搅拌2h；
[0023]
然后在60℃下加入聚酰胺蜡，恒温搅拌20min；然后加入环保高效催化剂、非硅类消泡剂并恒温搅拌30min；
[0024]
最后在压力为
‑
0.04mpa下温度为50℃下保持30min，即得。
[0025]
实施例2
[0026]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：
[0027]
[0028][0029]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0030]
将2官能度聚醚多元醇、官能度聚醚多元醇、蓖麻油、生物基增塑剂和高纯度油酸投入到负压反应釜中，然后设置搅拌速率为300r/min，接着在温度为115℃、压力为
‑
0.09mpa下排水2h；
[0031]
然后关闭负压并在温度为75℃下加入异佛尔酮二异氰酸酯，接着在80℃下恒温搅拌1h；
[0032]
然后在55℃下加入聚酰胺蜡，恒温搅拌10min；然后加入环保高效催化剂、非硅类消泡剂并恒温搅拌20min；
[0033]
最后在压力为
‑
0.03mpa下温度为45℃下保持25min，即得。
[0034]
实施例3
[0035]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料，由以下组分按照以下质量份数比制备而成：
[0036]
[0037][0038]
一种高生物基含量单组分聚氨酯防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0039]
将2官能度聚醚多元醇、官能度聚醚多元醇、蓖麻油、生物基增塑剂和高纯度油酸投入到负压反应釜中，然后设置搅拌速率为500r/min，接着在温度为125℃、压力为
‑
0.1mpa下排水4h；
[0040]
然后关闭负压并在温度为85℃下加入异佛尔酮二异氰酸酯，接着在90℃下恒温搅拌3h；
[0041]
然后在65℃下加入聚酰胺蜡，恒温搅拌30min；然后加入环保高效催化剂、非硅类消泡剂并恒温搅拌40min；
[0042]
最后在压力为
‑
0.05mpa下温度为55℃下保持35min，即得。
[0043]
将上述实施例的防水涂料按照gb/t19250
‑
2013 i型标准测定其涂膜后的拉伸性质力学特性，符合标准要求，根据jc/t1066
‑
2008方法测试，本发明的产品检测可以通过a类标准要求，结果如表1所述。
[0044]
本发明上述实施例中，各组分优选来源如下：所述的2官能度聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司wanol c2020，3官能度聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司wanol f3135，生物基增塑剂为市售氯代棕榈油甲酯，异佛尔酮二异氰酸酯为万华化学集团股份有限公司环保高效催化剂为广州优润合成材料有限公司wcat
‑
ws2催干剂，消泡剂为市售非硅消泡剂，聚酰胺蜡为市售品，高纯度油酸为植物油酸。
[0045]
表1实施例1
‑
3的性能测试结果
[0046]