[发明专利]一种单组份透明水性聚氨酯乳液防水涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯防水涂料，尤其是涉及一种单组份透明水性聚氨酯乳液防水涂料及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的迅猛发展，涂料的需求在逐年增加。同时人们对环境保护日益重视，挥发性有机化合物含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制。水性聚氨酯(WPU)是以聚氨酯为基料、以水为分散介质的绿色环保型涂料。与传统的溶剂型聚氨酯相比，WPU不仅保留了传统溶剂型聚氨酯的优点，还具有无毒、不燃、环保等优异性能，已经广泛应用在涂料、胶黏剂、皮革整理剂、表面处理剂等领域。

但与溶剂型聚氨酯相比，由于在分子中引入了亲水性基团，水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐化学性和耐溶剂性等方面表现较差，硬度较低、表面光泽度不高，严重限制了其使用范围。为改善这些性能，目前主要通过改性来提高这些性能。改性的方法主要有交联改性和复合改性法。通常将WPU与有机硅、环氧树脂、丙烯酸酯等进行复合改性。

如中国专利CN103524696A公布了一种硅烷改性的磺酸型水性聚氨酯乳液的制备方法，制备了一系列由不同种类二异氰酸酯与二元醇聚合，用端羟基硅氧烷进行改性，将含磺酸盐基的多元醇作为乳化剂，最后进行中和加水高速分散，得到改性后聚氨酯乳液。通过本发明中对产品的性能测试，可以发现产品的吸水率较高，乳液粒径分布很宽，膜的断裂伸长率偏高。CN104293160A制备了一种环保型的聚氨酯涂料，利用2,4-二甲苯二异氰酸酯与聚四甲基二醇反应制备水性聚氨酯液体，再向这个体系中加入纳米钛白粉，纳米二氧化硅以及消泡剂和成膜助剂通过搅拌混合制得最终的环保涂料，虽然聚氨酯可以通过加入无机纳米粒子来提高抗污染性、自清洁性，但是简单的物理混合过程中，粒子的分散性差，涂层的性能均一性差。CN103614065A在机械搅拌下依次加入水性聚氨酯乳液，多功能助剂，消光粉以及去离子水，分散一定时间后再加入表面助剂，水性蜡乳液，防腐剂和水性增稠剂直到漆液均匀制得一种哑光清面漆，虽然本发明中制得的产品有着较高的硬度，干燥速度也较快，但是疏水性能较差。CN103641977A制备了一种双组份水性聚氨酯弹性树脂及其涂料，首先将聚酯二元醇、多元醇、多异氰酸酯以及亲水性单体缩聚得到聚氨酯羟基组分，然后与多异氰酸酯固化剂复配，得到性能优异的双组份水性聚氨酯。但是本发明制备的水性聚氨酯是双组份的，在实际使用过程中操作步骤繁琐，降低施工效率，而且多种助剂的添加会降低涂料的力学性能，同时对施工人员的健康不利。CN103981716A制备了一种皮革用水性聚氨酯涂饰剂，制备过程可以大致分为原料干燥预处理、预聚、扩链以及加水分散，最后得到一种由羟基硅油改性的水性聚氨酯乳液。但是羟基硅油的添加含量是有上限的，量过多就会导致相分离破坏膜的力学性能，使涂层的硬度比较低。CN103965775A利用水性聚氨酯作为原料制备了一种水性有机硅耐高温防腐蚀涂料。制备方法分为两步，首先将润湿剂、分散剂和水搅拌均匀后依次加入耐高温防腐蚀颜料、耐高温调料、防沉剂、消泡剂等得到均匀的浆料；然后将这种浆料与有机硅基料混合均匀，再加入水性聚氨酯乳液，PH调节剂、流平剂和腐蚀抑制剂搅拌均匀得到最终产品。