一种光固化双组份聚脲防水涂料及其制备方法与流程

　　本发明属于防水涂料领域，具体涉及一种光固化双组份聚脲防水涂料及其制备方法。

　　聚脲涂料是国内外今年来发展起来的一类反应型、无污染的高性能涂料。近年来发展起来一种聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，将聚天门冬氨酸酯引入聚脲涂料中，使得聚天门冬氨酸酯聚脲涂料具备优秀能力的耐候性、流平性好等优点。

　　如中国专利cn111793420a公开的一种改性聚天门冬氨酸酯聚脲涂料及其制备方法，该聚脲涂料由a组分和b组分构成，其中，按重量份计，a组分物质组成为异氰酸酯和/或异氰酸酯的多聚体；b组分物质组成为20～75份有机硅和环氧双重改性聚天门冬氨酸酯树脂、5～35份填料、0.1～5份颜料、0.5～10份助剂和5～30份溶剂。该聚脲涂料改善了聚脲涂料的低温柔韧性、粘结强度、耐候性及机械性能。然而还存在固化交联需要依赖环境和温度，深层固化上强度需要一些时间，施工效率不高的问题。

　　本发明的目的是为客服现存技术的不足而提供一种光固化的双组份聚脲防水涂料及其制备方法，通过紫外光照射后可实现快速深层干燥固化成膜，还有优异的粘结性及自修复自愈合性能卓越。

　　一种光固化双组份聚脲防水涂料，由a组分和b组分组成，所述a组分的原料配方包括聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体，其中，所述聚脲预聚体是通过异氰酸酯和位阻仲胺进行反应制得；

　　其中，所述位阻仲胺、胺类扩链剂分别独立地选自式i所示的天门冬氨酸酯类位阻型仲胺化合物中的一种或几种的组合：

　　式i中，x为碳原子数1-3的烷基，r1、r2、r3、r4分别独立地选自碳原子数2-8的直链或支链烷基、—r5ph或碳原子数为6-10的环状烷基，r5为碳原子数为1-4的烷基。

　　根据本发明的一些实施方面，所述式i中，x为ch2，r1、r2、r3、r4分别独立地为ch2ch3、—r5ph或碳原子数为6-10的环状烷基，r5为碳原子数为1-4的烷基。

　　根据本发明的一些实施方面，所述丙烯酸改性聚脲预聚体是通过含羟基的丙烯酸酯和/或含羟基的丙烯酸树脂与所述聚脲预聚体进行反应制得，其中，所述含羟基的丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种，所述含羟基的丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂。

　　在一些优选且具体实施方式中，所述羟基丙烯酸树脂为昆山卡斯特高分子材料的羟基丙烯酸树脂har863、羟基丙烯酸树脂har864、羟基丙烯酸树脂har865、羟基丙烯酸树脂har867、羟基丙烯酸树脂har869、羟基丙烯酸树脂har887、羟基丙烯酸树脂har960、羟基丙烯酸树脂har970中的一种或几种。

　　根据本发明的一些优选且具体实施方面，所述聚脲预聚体与含羟基的丙烯酸酯和/或含羟基的丙烯酸树脂之间的质量比为0.1-1：1。

　　本发明中，通过丙烯酸改性，丙烯酸的引入使得丙烯酸双键在光引发剂的作用下可实现交联固化反应，且丙烯酸接枝到聚脲主链上，实现封端和提供交联点。

　　根据本发明的一些实施方面，所述异氰酸酯为mdi、tdi、ipdi、hdi、氢化mdi、xdi中的一种或几种。优选地，所述异氰酸酯为mdi。

　　根据本发明的一些实施方面，所述位阻仲胺与异氰酸酯之间的投料质量比为1-3:1。

　　根据本发明的一些实施方面，所述a组分中，所述聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体的质量比例为0.25-5：1。优选地，所述a组分中，所述聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体的质量比例为0.8-1.2：1。

　　根据本发明的一些实施方面，所述端氨基聚醚为伯氨基聚醚、仲氨基聚醚中的一种或几种。在一些优选且具体实施方式中，所述伯氨基聚醚为亨斯曼公司的d230、d400、d2000、d4000、t403、t3000、t5000中的一种或几种，所述仲氨基聚醚为亨斯曼公司的sd231、sd401、sd2001中的一种或几种。

　　根据本发明的一些实施方面，所述消泡剂为物理消泡剂、化学消泡剂中的一种或几种。在一些优选且具体实施方式中，所述物理消泡剂为聚硅氧烷消泡剂和/或硅酮类消泡剂，所述化学消泡剂为氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、恶唑烷类潜固化剂、酮亚胺类潜固化剂的一种或几种的组合。

　　根据本发明的一些实施方面，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或多种的组合。

　　根据本发明的一些实施方面，所述增塑剂为环烷油、氯化石蜡、dinp、didp、dotp、植物油脂等的其中至少一种。

　　根据本发明的一些实施方面，所述a组分和b组分的质量比为1:0.8～1.2。本发明的a组分和b组分混合后，a组分中的聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体可先与b组分中氨基材料反应，形成初始的分子交联架构，然后丙烯酸中的碳碳双键紫外光照射后可实现快速深层干燥固化成膜，迅速交联固化达到最终强度，还有优异的粘结性及自修复自愈合性能卓越。

　　本发明采取的另一技术方案：上述所述的光固化双组份聚脲防水涂料的制备方法，所述制备方法有以下步骤：

　　将位阻仲胺在100～130℃下脱水至水分含量300ppm以下，加入异氰酸酯，在70～100℃下进行反应，制得聚脲预聚体；

　　将步骤(1)制得的聚脲预聚体、含羟基的丙烯酸酯和/或含羟基的丙烯酸树脂、阻聚剂混合，在70～100℃下进行反应，制得丙烯酸改性聚脲预聚体；

　　将步骤(1)制得的聚脲预聚体、步骤(2)制得的丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分；

　　将端氨基聚醚、胺类扩链剂、增塑剂混合并在100～130℃下脱水至水分含量300ppm以下，降温至50～60℃，加入光引发剂、消泡剂、抗氧剂混合，制得b组分。

　　进一步地，步骤(1)中，所述位阻仲胺与异氰酸酯的投料质量比为0.2-3:1。优选地，所述位阻仲胺与异氰酸酯的投料质量比为1～3:1。

　　根据本发明的一些优选且具体实施方式，步骤(1)的具体实施为：将位阻仲胺在100～130℃下脱水至水分含量300ppm以下，滴加异氰酸酯，70～100℃反应2～4h，取样测试nco的质量分数达到设计值1-5％，结束反应，制得聚脲预聚体。

　　进一步地，步骤(2)中，所述聚脲预聚体、含羟基的丙烯酸酯和/或含羟基的丙烯酸树脂、阻聚剂的投料比例为0.1-1:1:0.005-0.015。

　　根据本发明的一些优选且具体实施方式，步骤(2)的具体实施为：将聚脲预聚体、含羟基的丙烯酸酯和/或含羟基的丙烯酸树脂、阻聚剂混合，70～100℃反应4～6h，测定nco的质量分数达到设计值，结束反应，制得丙烯酸改性聚脲预聚体。

　　本发明的聚脲防水涂料，同时在a组分和b组分中均引入天门冬氨酸酯类化合物，配合光引发剂的使用，使得制备得到的聚脲防水涂料通过紫外线照射后可实现快速深层干燥固化成膜，具有耐候性好，且引入丙烯酸改性，使得聚脲防水涂料同时具有聚氨酯的柔韧性，也有丙烯酸的硬度。

　　本发明的聚脲防水涂料还具备优秀能力的粘结性，自修复自愈合性能卓越，且开放时间长。

　　本发明的聚脲防水涂料为100％固含量，安全环保，无刺激气味，施工粘度低，可实现喷涂施工，且可用于低压喷涂机施工，材料凝胶速度快。

　　下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。

　　位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体；

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的250kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg；

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本实施例提供的光固化双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：a组分中，聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体的投料质量比不同。

　　本例中，a、b组分的原料配方参见表1所示，其中，位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体；

　　将步骤(1)制得的100kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的400kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg；

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本实施例提供的光固化双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：a组分中，聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体的投料质量比不同。

　　位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体；

　　将步骤(1)制得的400kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的100kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg；

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本实施例提供的光固化双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：a组分中不添加聚脲预聚体。

　　位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的0kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的500kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg。

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本例提供的双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：不添加光引发剂。

　　位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的250kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本例提供的双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：胺类扩链剂采用unilink4200。

　　将300kgunilink4200胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgmips，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的250kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg。

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　本例提供的双组份聚脲防水涂料，与实施例1的不同之处在于：a组分采用异氰酸酯为tdi。

　　位阻仲胺具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　胺类扩链剂具有以下结构式，具体选用骏和化工(上海)有限公司的jh334，简称胺类扩链剂1号：

　　将300kgjh334胺类扩链剂在110℃，-0.09到-0.1mpa负压下脱水2h，至水分含量300ppm以下，降温到50℃以下，滴加200kgtdi，30分钟滴加完，滴加期间一直开启降温模式，温度不超过70℃，待温度不再上升，加热到70℃反应3h，取样测试nco的质量分数达到设计值3％，结束反应，制得500kg聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、500kg含羟基的丙烯酸酯har864、5kg705阻聚剂混合，在80℃下进行反应，制得755kg丙烯酸改性聚脲预聚体。

　　将步骤(1)制得的250kg聚脲预聚体、步骤(2)制得的250kg丙烯酸改性聚脲预聚体混合，制得a组分500kg。

　　a组分和b组分的质量比为1:1，搅拌混合后，涂覆于施工基面上，然后通过340nm的紫外光进行均匀照射固化成膜。

　　表1为实施例1～3和对比例1～4的光固化双组份聚脲防水涂料的原料配方(以质量kg计)

　　将实施例1～3和对比例1～4的聚脲防水涂料参照gb/t19250-2013聚氨酯防水涂料标准做性能检验测试，结果如表2所示。

　　由表2的测试数据可知，聚脲预聚体和丙烯酸改性聚脲预聚体比例要达到1比1左右方能发挥最好效果，不加引发剂，材料固化不充分对性能有极大影响，换其他胺类扩链剂材料弹性恢复率差，说明自聚合能力不够，换tdi后材料强度降低延伸率等都有所降低。

　　上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉此项技术的人士能了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

　　在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

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