固化聚氨酯防水涂料的制备

1、湿固化聚氨酯防水涂料的制备2004年第2卷第2期 化学推进剂与高分子材料ChemicalPropella nts&PolymericMaterials?45?生产实践？ 湿固化聚氨酯防水涂料的制备 邹军王浩（1.山西省阳泉市泡沫塑料有限公司045000;2阳泉市公路局工程处阳泉045000）拼且对摘要介绍了一种新型湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料的制备工艺和产品性能 工艺配方中原料选择和影响因素进行了讨论关键词湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料性能 湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料是一种 利用涂料中基料分子的NCO端基与空气中潮湿气体反应，交链固化形成含有大量脲键和氨基甲酸

2、酯 键涂膜，并且借助在分子链中氢键的作用，具有极好 的防水，耐磨,高弹和低温柔性等性能该涂料与同 类型焦油双组分聚氨酯防水涂料相比，施工时无需 现场计量，搅拌，清洗等设施；与焦油型单组分聚氨 酯防水涂料相比，气味小 毒性低，流平性好L1.2J.尤 其适合各种建筑及道路路面防水，防渗等室外现场 施工工程，可有效地减少北方等寒冷地区因雨雪渗 漏造成的冻害损失，是一种性能优良，价格低廉，施 工简便，极有发展潜力的防水涂料 随着我国国民经济实力的增长及建筑工业和公 路建设的快速发展，聚氨酯系列防水涂料在建筑和 公路的防水，防冻害等方面的重要作用，已越来越引 起社会及有关部门的普遍关注目前，我国生产的

3、聚氨酯防水涂料主要是双组分（包括彩色涂料）湿固化单组分聚氨酯防水涂料在我国虽然已经有个别 单位引进国外技术和设备进行生产，但有关单组分 石油沥青聚氨酯防水涂料生产和报道并不多见，因此积极开展湿固化单组分聚氨酯系列防水涂料的开 发和应用，对促进我国的建筑工业，公路建设的发展 和推动聚氨酯工业科技进步，均有着十分重要和积 极的意义 1产品制备1.1主要原料 聚醚多元醇（N220等）:工业级，国产;石油沥青:工业级，国产；甲苯二异氰酸酯（TDI80）:工业 级，进口 ；芳烃类混合溶剂：工业级，国产;增塑剂 （DP）:工业级,国产;沥青稳定剂：工业级，国产；填 料（石墨等）：工业级,国产；复合催化剂：

4、工业级，进 口 ；抗老化剂：工业级，国产1.2配方原料混合聚醚 石油沥青 混合溶剂 增塑剂 稳定剂 抗老化剂 复合催化剂 填料 其他助剂（消泡，除水剂等）异氰酸酯（11）180）1.3制备工艺 质量份10080 11040 80510150.5 50.05 3204011030 40将定量的石油沥青，混合聚醚多元醇和稳定剂放入装有温度计，搅拌器和真空系统的反应釜中，搅 拌升温到120150 C，真空脱水2h左右，停止加热 并降温至50-60 C，加入脱水混合溶剂和称量好的 异氰酸酯，搅拌让物料自由反应升温，当温度不再升 高时，再将物料加热到8090C保温反应23h，随 后降温至4555 C，加

5、入经干燥和脱水处理过的填 料和各种助剂，搅拌均匀，并调节至固含量不小于 75%，即可冷却，过滤，包装.2原料和反应条件的选择2.1预聚反应温度和时间的选择在聚醚与异氰酸酯合成预聚体的过程中，虽然提高反应温度和延长反应时间均有助于反应进行彻 底,但在NCO过量下，反应温度大于100 C或反应 时间过长，预聚体中部分氨基甲酸酯基会继续与过量异氰酸酯NCO反应生成脲基甲酸酯交链结构，使预聚体粘度增大，产生凝胶和沉淀现象因此，要获收稿日期：2001 11 11作者简介：邹军，男,工程师从事聚氨酯生产技术方面工作多年，现任山西省阳泉市泡沫塑料有限公司副总经理.电话:1309650900146?化学推进剂

6、与高分子材料ChemicalPropellants&PolymericMaterials2004 年第 2 卷第 2 期 得适合生产湿固化单组分聚氨酯防水涂料的预聚 体,必须将预聚反应温度控制在8090 C，且反应时间以不超过3h为宜.2,2聚醚多元醇，异氰酸酯及配比 聚醚多元醇和异氰酸酯是合成PU涂料的主要原料,通常涂料中使用的聚醚是相对分子质量为 2000-3000的聚氧化丙烯二元，三元醇混合聚醚和 常温下为液态的TDI80.在生产过程中除了原料的 品种外，混合聚醚配比和聚醚与异氰酸酯合成的预 聚体中NCO含量都影响涂料的最终性能当混合 聚醚配比不当，聚醚平均羟基官能度较高

7、或预聚体 中NC0含量过大，合成的I?U涂膜分子链结构中交 链密度过大，分子链的刚性虽然增强，但涂膜较脆不 耐冲击；相反如聚醚平均羟基官能度较低，相对分子 质量过大或预聚体中NCO含量过低，合成的PU涂膜分子链结构中相对分子质量将随着增大，涂膜柔性增强，但硬度和机械性能会有所下降，甚至使涂膜 发软，发粘影响防水性能因此，合理控制混合聚醚 配比和聚醚与异氰酸酯合成的预聚体中NCo含量十分关键经实验，当二元，三元醇混合聚醚配比控 制在34:l（质量比）和预聚体中NCO质量分数为 6%±1%时最为合适.2.3沥青的选择 沥青具有良好的耐水，耐化学腐蚀和电绝缘性， 与聚氨酯混合制成的防水涂料

8、不仅价格较低，而且具有良好的耐磨，耐水，耐化学腐蚀性及低温柔性 沥青分为天然沥青，焦油沥青和石油沥青3种.天然沥青由于含沥青质L3J较高，软化点高，通常不适宜用作涂料焦油沥青虽然与聚氨酯混合相容较好，在聚氨酯涂料中应用较多，但由于焦油沥青气味和 毒性较大，属于限制淘汰产品，所以本工作采用的是 软化点较低的无蜡建筑用石油沥青2,4溶剂的选择 在湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料中，溶剂应具备2个条件：首先是溶剂中不能含有与 NCO反应的物质，其次是溶剂应同时对石油沥青和 聚氨酯具有良好的溶解性聚氨酯涂料常用的溶剂 主要有烃类，酯类和酮类由于烃类溶剂比酯类溶 剂表面张力大【，在湿固化聚氨酯涂料中使

9、用不易 形成气泡，不会与涂料中叔胺催化剂反应，同时与沥青有良好的溶解性，因此在实验基础上选用了烃类 （芳烃类）混合溶剂但芳烃类溶剂有一定毒性，生 产和施工过程中应注意采取防护措施2.5增塑剂及稳定剂的选择 增塑剂及稳定剂的主要作用是改善涂料中各组 分之间的相容性，保持涂料具有良好的流动性和储 存稳定性，此外增塑剂对涂料成膜后的性能指标也 有一定影响一般说来，增塑剂会降低涂料抗张强 度，增加伸长率，且涂膜的柔韧性和附着力常随增塑 剂用量增加而增加，到一定峰值后降低考虑到以 上因素，在湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料 中，要求选择适当的增塑剂及最佳添加量经过实验，在配方中选用了 510份光稳定性

10、好，挥发性小 的邻苯二甲酸二辛酯（l-X）P）为增塑剂和15份松 香衍生物为稳定剂 2.6填料的选择 填料是涂料中常用添加剂之一，主要作用是调节液体涂料的粘度，流平性，降低成本，增加涂料成 膜时的抗渗透性，耐磨性，硬度等物性指标涂料中 使用的填料有多种，如碳黑，气相法二氧化硅，滑石 粉，有机膨润土等本工作采用碳黑，气相法二氧化 硅，滑石粉作填料，其中碳黑还具有增加涂料黑度作 用，气相法二氧化硅则还具有在涂料中起触变剂作 用.2.7其他助剂在湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料配方 中，还使用了加速涂膜固化的有机锡和叔胺复合催 化剂，防止涂膜在室外因阳光照射造成物性指标下 降的2 一羟基4 一甲氧

11、基二苯甲酮（UV 9）等抗老化剂 以及有机硅消泡剂，除水剂等助剂.3产品性能经实验测定，制备的湿固化单组分石油沥青聚 氨酯防水涂料的产品性能，质量指标如下： 项目性能和质量指标测试标准 外观黑色粘稠液体固含量 /%> 75GB172 79干燥时间（表干）/h0.51GB1728 79附着力缎1GB1720.79拉仲强度 /MPa>2.5JC/T5002(96)断裂伸长率(未处理)/%>450JC/l ' 50092(96) 不透水性(0.3MPa,30rain)不渗漏 JC/T50092(96) 低温柔性(未处理)一 35 C涂膜无裂纹JC/T500.

12、92(96) 储存期(030 ” C月 6制备的湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料,产品性能优良，干燥速度快，特别适合路面等需 要涂膜快速干燥的场合，但储存期较短，如应用于一 般场合，还需通过调整和减少涂料配方中复合催化邹军等？湿固化聚氯酯防水涂料的制备？47?剂用量，或加入适量苯甲酰氯等酸性物质，以有助于延长储藏时间，确保涂料质量4结束语湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料是一种性能优良的防水涂料，具有良好的机械强度，较高的 弹性及优异的低温柔性，即使在冬季也可有效防止 因建筑或路面等基材裂缝而造成的雨水渗漏现象出 现，且价位较低，施工方便，尤其适合建筑或路面等 大面积防水施工工程因而，湿固化

13、单组分石油沥 青聚氨酯防水涂料具有极好的市场发展前景 参考文献I姚莹聚氨酯弹性体材料现状与展望化学推进剂与高分子材料，2003，1(4):29 312韩善林单组分聚氨酯防水涂料的生产聚氨酯工业，1997,12(2):24 263陈士杰涂料工艺(第一册)北京:化学工业出版社，1994.255 2654李绍雄，朱吕民聚氨酯树脂南京:江苏科学技术出版社，1992.445Preparatio no fMoistureCuri ngPolyuretha neWaterproofCoati ngsZouJun，Wan gHao(1Sha nMYan gqua nF oamPlastiSCo.L;Ya ng

14、qua nEngin eeri ngDepartme ntofHighwayBureau，Ya ngq uan045000)Abstract:Thepreparati on proce&sa ndproductpropertiesofa newk in dofo ne-comp onen tmoisturec urin gpetroleumasphaltpolyuretha newaterprcofcoati ngswere in troduced.Theselect iono ftherawmaterialsa ndin flue ncin gfact orsi nthefo

15、rmulatio npro cesswerediscuedKeywords:moisturecuri ng，on e-comp onen t，petroleumasphalt，polyuretha ne，waterprcofcoat in gs，prop erty过氧化物法生产环氧丙烷工艺取得进展南非Sasol股份有限公司正研究利用Degussa和Uhde公司开发的2法来工业化规模生产环氧丙烷(PO)的可行性上述2家德国公司于2001年形成一个合伙企业共同开 发了该方法，它们已同意授权该技术给Sasol公司该法的第I套工业化装置的能力为6万t/a,将建于南非如果Sasol公司的装置得以实现，l

16、)egMKsa可能考虑在其附近建造 I套能力为4万t/a的2()2装置.I)egMssa目前正在位于其 Hanan.Wolfgang的研发中心的I套模试装置上演示这种新 的工艺路线.当前PO可通过氯醇法或苯乙烯单体法生产.但前者 会产生含氯废料，后者会副产大量的苯乙烯.Ude公司执 行董事成员 KlausSchneidem说Qegussa.Uhde的路线比这些 方法更经济，因为它不产生任何副产物和含氯废料.在固定 床反应器中用沸石作催化剂，用H,o)水溶液使丙烯氧化来 制备P0,产率较高，操作更经济有效，这是因为它的投资成 本明显下降造成的.在一个类似方法中，BASF和Dow化学 公司期望于年

17、底完成用2o作氧源来生产PO的模试规模 研究.自从2002年8月2公司宣布联合研究以来，它们详 细评估了彼此的技术，并于2003年7月签署了合作开发该 新工艺的合同.该工艺的第I套工业规模装置能力为30万t/a,预期于2004年初开始建立将于2007年开始投产.该装置可能建 在由BASF或Dow化学所属的美国或欧洲的某个装置上.据DowThermosl公司的业务集团总裁 BobWcxxl说,该基于 H202的方法预计有较低的投资成本(因为它有较少的基建 工程和较小的占地而积),且产生的副产物较少.于剑昆译自 ChemicalE ngi neeri ngProgress,2003,(10):14

18、Dow公司提高 VoranolVoractiv多元醇的能力 DowPolyurethanes 至U l0 月 1 日为止已将其 VoranoIVo. ractiv多元醇的产能从 3.6万t/a提高到26.3万t/a.该公 司正在将其位于得克萨斯州自由港的传统多元醇能力转产 这种活性多元醇以满足用户快速增长的需求.Dow公司称，该生产线是第一种能减少最终泡沫产品胺散发，同时还能维持高性能的多元醇生产线.据Dow聚氨酯业务部项目开发经理Steven说,该生产线于2001年I0月建成，产能扩大是”在线”进行的，预计于 2004年开始销售产品.该公司未透露扩容的成本及传统多 元醇转产的能力.Dow公司还强调该多元醇生产线是引导聚氨酯软泡减少V0C散发进程的一部分.该公司称，” oranolVoractiv多 元醇将催化活性植入从Dow公司购买的传统多元醇中，因此客户可减少一个配方步骤”该多元醇能使客户减少处理 胺催化剂及相关的加工步骤，如废物处理和加工等.它的应 用包括家具和床层的垫材，地毯衬里，汽车座垫和仪表板，地 板,绝热材，保护层和顶材等