專利名稱：一種噴涂型聚氨酯防水材料及其應(yīng)用技術(shù)的制作方法
一種噴涂型聚氨酯防水材料及其應(yīng)用技術(shù)
本發(fā)明涉及建筑行業(yè)一防水層技術(shù)領(lǐng)域中的一種噴涂型聚氨酯防水材料及
其應(yīng)用技術(shù)，具體地說是一種用于高含水率8 12%混凝土基面的高性能噴涂型
聚氨酯防水材料及其應(yīng)用技術(shù)。
隧道、地下建筑混凝土基面一般均具有混凝土基面潮濕、環(huán)境濕度大以及 混凝土未達(dá)到養(yǎng)護(hù)期要求，含水率大的特點(diǎn)，而后續(xù)工序?yàn)橼s進(jìn)度交叉施工的 工況條件下，通用型聚氨酯涂料防水涂料均存在涂層成膜性能不佳、涂層自身 強(qiáng)度低及涂層與潮濕混凝土基面附著力差、易殼層的特點(diǎn)。通用型噴涂聚脲在 潮濕基面混凝土上的應(yīng)用一般亦限制在基面含水率《6%,超過6%—般不具備施 工條件；且施工濕度應(yīng)《85%，超過85%亦不具備施工條件。因此在高含水率基 面上快速形成一個高性能聚氨酯涂層防水膜一直是困擾建筑防水工程應(yīng)用的一 個技術(shù)難點(diǎn)。 [發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明的著重點(diǎn)在高含水率混凝土基面(含水量在8% 12%范圍內(nèi))進(jìn)行 涂料防水施工，采用一種專用配方技術(shù)的封底涂料和規(guī)范的施工工藝，在混凝 土基面上形成基面封底層；采用一種高性能的聚氨酯噴涂料在混凝土表面形成 防水涂層。
一種噴涂型聚氨酯防水材料，包括內(nèi)層聚氨酯樹脂封底涂膜和外層高性能 聚氨酯涂層。其特征在于包括以下步驟-
a)聚氨酯樹脂封底涂膜采用聚氨酯樹脂涂料和工業(yè)用水按重量比1: 0.8配成雙組份水乳化反應(yīng)聚氨酯樹脂底涂料，并對水乳化的雙組份聚氨酯樹脂底涂 料增加酮亞胺類固化劑進(jìn)行酮亞胺改性，使涂料達(dá)到遇水促進(jìn)滲透，加快固化
速度的目的，能在高潮濕基面上形成一層防水封底膜；
b) 對噴涂聚氨酯涂料采用酮亞胺改性技術(shù)，利用酮亞胺系列原料遇水分解 成胺，胺與聚氨酯反應(yīng)，達(dá)到了高潮濕條件下施工具有良好附著力的特點(diǎn)，能 有效改善在潮濕環(huán)境中的涂層施工質(zhì)量；
c) 對噴涂聚氨酯涂料采用端氨基聚醚合成聚氨酯(聚脲)技術(shù)，對噴涂聚 氨酯涂料進(jìn)行了改性，達(dá)到了高性能的特性。
所述的步驟a)中對水乳化的雙組份聚氨酯樹脂底涂料增加酮亞胺類固化 劑，其混合比例在所述的雙組份聚氨酯樹脂底涂料中為1.5 4%。
所述的步驟a)能在含水量在8 12%的高潮濕基面中保持高性能的材料特 性和良好附著力。
所述的步驟b)中噴涂聚氨酯涂料中增加的聚脲和酮亞胺系列原料，其混合 比例為聚脲聚氨酯=92: 8，噴涂聚氨酯涂料中酮亞胺的添加比例0.6 1.5%。
所述的步驟b)中高潮濕85 92%濕度的施工環(huán)境中保持高性能的材料特性 和良好附著力。
本發(fā)明操作工序所適應(yīng)的施工條件為
a) 高潮濕混凝土基面含水量8 12%,本發(fā)明為了使聚氨酯樹脂封底涂膜 與高潮濕混凝土基面有良好的附著力，采用的方法是在聚氨酯封底涂料中增加 酮亞胺進(jìn)行改性，利用酮亞胺遇水分解成胺，胺與聚氨酯-NCO反應(yīng)，遇水促進(jìn) 滲透，加快固化速度，形成一層聚氨酯封閉膜，達(dá)到了基面在高含水率條件下 仍具有良好附著力和潮濕基面封閉的特點(diǎn)。
b) 施工現(xiàn)場環(huán)境濕度85 93%，本發(fā)明為了有效改善在潮濕環(huán)境中的施工質(zhì)量采用的方法是1)在底涂料中采用了濕固化封底技術(shù)，2)對噴涂聚氨酯涂 料采用了端氨基聚醚合成的聚脲噴涂技術(shù)及酮亞胺改性技術(shù)和專用設(shè)備施工的 噴涂工藝，使形成的聚氨酯涂層具有極佳的高性能材料特性和含水率基面良好 附著力特性。
c)混凝土養(yǎng)護(hù)期》2天即可施工。
本發(fā)明與現(xiàn)有噴涂聚脲技術(shù)在建筑防水上應(yīng)用的差異化分析
現(xiàn)有噴涂聚脲技術(shù)在隧道、地下建筑的防水領(lǐng)域已有5 6年的應(yīng)用，已形
成很多相關(guān)專利和應(yīng)用案例。本發(fā)明與現(xiàn)有專利發(fā)表技術(shù)的差異在于
1、能在高潮濕(含水量8 12%)混凝土基面上施工?，F(xiàn)有噴涂聚脲技術(shù) 在混凝土基面上的應(yīng)用，國家施工及設(shè)計規(guī)范要求含水率《6%，超過不能施工。 目前應(yīng)用上指的潮濕混凝土基面為含水率6 8%，采用工藝主要為環(huán)氧濕固化 封底技術(shù)，其適用的含水率為6 8%。而基面含水率在8~12%， 一般為聚氨酯 材料防水施工禁區(qū)，設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)范上禁止施工。噴涂聚脲在8 12%高含 水率基面上的應(yīng)用未見有成功應(yīng)用的報道。而這種施工環(huán)境條件在隧道及地下 建筑防水的應(yīng)用中會經(jīng)常性的遇到，本發(fā)明由于采用了酮亞胺改性水乳化聚氨 酯產(chǎn)品技術(shù)，達(dá)到了水乳化聚氨酯涂料能遇水促進(jìn)滲透，遇水加快固化速度的 目的，能保證在高潮濕混凝土基面上形成一層防水封底膜，所以能保證噴涂高 性能聚氨酯的施工。
酮亞胺類固化劑的加入使涂料具有
1)它是由酮(如甲基異丁基酮\甲乙酮等)與多元伯胺縮合脫水而成。施
工時，雙組份并合涂布后，吸收潮氣，還原成多元胺，使NCO固化。未吸潮前 沒有活潑氫分子，不含與-NCO反應(yīng)，故施工期限較長。又因?yàn)闆]有活潑氫，分 子間不會形成氫鏈，故粘度低。如
H5C2 C2H5
使用酮亞胺能配成在潮濕條件下和水下固化的樹脂涂料。
2)酮亞胺加入后，不僅可與水分反應(yīng)，放出伯胺，(可與NCO反應(yīng))，也 可與NCO接觸，緩慢放出-NH2來參與反應(yīng)。從而使聚氨酯擴(kuò)鏈，形成性能良 好的涂膜。同時，也減少了水分與NCO反應(yīng)而產(chǎn)生多孔的涂膜，影響潮濕基面 的封底的情況。
2、將高性能的聚脲技術(shù)引入噴涂聚氨酯涂料體系進(jìn)行改性，并對已有的高 性能聚氨酯技術(shù)進(jìn)行酮亞胺技術(shù)改性，達(dá)到了在高含水率環(huán)境條件下保持涂層 高性能的技術(shù)特性。目前高性能噴涂型聚氨酯在隧道及建筑防水上應(yīng)用的產(chǎn)品 尚無產(chǎn)品國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前設(shè)計中優(yōu)先采用的設(shè)計指標(biāo)為
引用設(shè)計指標(biāo)拉伸強(qiáng)度伸長率
上海隧道軌道交通設(shè)計研究院設(shè)計指標(biāo)16MPa500%
鐵道部高速鐵路設(shè)計指標(biāo)16MPa450%
而本專利申請所指的高性能聚氨酯噴涂料主要性能指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度^20MPa，伸 長率>500%，已明顯高于設(shè)計指標(biāo)。
3、高濕度環(huán)境條件下的附著力。目前的建設(shè)防水施工規(guī)定濕度》85%不宜 施工。實(shí)際情況，目前通用的施工方案在高濕度環(huán)境條件下施工，失敗案例很 多。而我們的技術(shù)優(yōu)勢在于1)在高性能聚氨酯噴涂料中用酮亞胺系列原料對 原有配方進(jìn)行改性，改善潮濕環(huán)境條件下的施工；2)控制聚氨酯封底涂料的養(yǎng) 護(hù)時間使其在未完全固化的前提下噴涂高性能聚氨酯，使噴涂高性能聚氨酯中 的化學(xué)基團(tuán)和聚氨酯封底涂料中的化學(xué)基團(tuán)參與反應(yīng)，能有效確保高濕度環(huán)境條件下的附著力。
本發(fā)明所提供的聚氨酯樹脂封底涂膜的主要性能指標(biāo)1)用涂刷方法在高
潮濕混凝土基面(含水8 12%)形成膜厚50 200nm的聚氨酯樹脂封底涂膜; 2)聚氨酯樹脂封底涂膜與高潮濕混凝土基面的附著力》1.5旨& 本發(fā)明所提供的高性能聚氨酯涂層的主要性能指標(biāo)拉伸強(qiáng)度》20MPa、斷裂強(qiáng) 度》500%、撕裂強(qiáng)度^70N/m、沖擊強(qiáng)度lkg/lM,重錘沖擊無裂紋及剝落現(xiàn)象。 本發(fā)明專利的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)明了適用于高含水率基面條件下聚氨酯防水涂 料施工的專用材料體系和施工工藝的最佳配合。
1、 對水乳化聚氨酯涂料技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，添加了酮亞胺改性系列原料，形成 了一種能在高含水率基面上形成一層防水封膜的新型聚氨酯涂料。
2、 基面封底施工能在有水跡或高含水率8 12%基面上封底施工的特點(diǎn)。
3、 所提供的高性能聚氨酯噴涂料引入了瑞氨基聚醚改性的聚脲噴涂技術(shù)， 保障了我們所提供的高性能聚氨酯噴涂具有極佳的材料性能。
4、 所提供的高性能聚氨酯噴涂料引入了酮亞胺改性技術(shù)能確保涂料在高含 水率8 12%和高潮濕環(huán)境下施工，仍能提供極佳的材料性能和涂層與潮 濕基面的良好附著。
本發(fā)明為應(yīng)用在高潮濕混凝土基面的防水防護(hù)材料。主要應(yīng)用在隧道、地 下建筑工程的頂、側(cè)壁的防水保護(hù)。本發(fā)明對推動隧道及地下建筑高含水率混 凝土基面的防水保護(hù)新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，具有建設(shè)性的意義，且具有價格 低廉、施工速度快的特點(diǎn)，具有實(shí)際應(yīng)用和推廣價值。 [


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圖l為本發(fā)明工藝流程圖。 [具體實(shí)施方式
]以下結(jié)合附圖及附圖給出的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的制造 技術(shù)對本專業(yè)的人來說是容易實(shí)施的。 參見圖1，本發(fā)明的操作工序 首先a)高含水率基面的處理
1) 用打磨機(jī)對高潮濕混凝土基面進(jìn)行平整性打磨，去除水泥浮層及渣漿；
2) 用高壓水槍對已打磨基面進(jìn)行沖洗至干凈；
3) 將混凝土基面表面水跡掃干即可；
然后b)高潮濕基面的封底，構(gòu)成內(nèi)層聚氨酯樹脂封底涂膜 1)材料在施工現(xiàn)場將聚氨酯樹脂涂料(含酮亞胺)和工業(yè)用水按重量比1: 0.8混合攪拌均勻；聚氨酯樹脂封底涂料最優(yōu)配方 A組份 B組份
聚醚多元醇300~400 水
MDI-5050~80
PM-20080~100
PAPI10~30
穩(wěn)定劑0.2~0.5
交聯(lián)劑3~5
溶劑10~20
消泡劑0.1~0.3
酮亞胺9 15 (使用前加入待用)
工藝步驟為
A組份①將聚醚多元醇和MDI-50、 PM-200、 PAPI、溶劑進(jìn)行聚合反應(yīng) 制成半預(yù)聚體。② 將半預(yù)聚體和穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、消泡劑等按比例投入配料釜內(nèi)
攪勻，靜止放置6小時。
③ 使用前加入酮亞胺，攪勻待用。 B組份工業(yè)用水
配制工藝在施工現(xiàn)場將A組份和B組份按比例倒入配料缸內(nèi)攪勻即可。 2)施工采用涂刷方法施工，第一道， 一次性涂刷厚度50 100nm (干膜)； 第二道，根據(jù)混凝土基面的吸收狀況進(jìn)行第二道局部補(bǔ)涂刷，涂刷厚度50 100pm (干膜)；第一道和第二道涂刷的間隔時間為2 6小時內(nèi)；
最后c)噴涂高性能聚氨酯涂料，構(gòu)成外層高性能聚氨酯涂層
高性能聚氨酯噴涂料配方
c組份D組份
聚醚多元醇50~80E-10015 25
MDI-5040~606200#5 15
MDI-1005 10D-200030~50
液化MDI10~20D-50005~10
反應(yīng)降粘劑5~12N22010~15
色漿5~8
催化劑0.15 0.25
酮亞胺1 2
C組份制造工藝
1)將聚醚多元醇和MDI-50、 MDI-100按重量比稱量后在聚合雀內(nèi)進(jìn) 行預(yù)聚反應(yīng)，制成預(yù)聚體。2 )在冷卻后的預(yù)聚體中按重量比稱量后分別加入液化MDI和反應(yīng)降 粘劑攪拌均勻后制成C料 D組份制造工藝將D組配方中各種原料除酮亞胺后按重量比分別稱量后 倒入配制釜內(nèi)攪勻即可，制成D料。酮亞胺原料按配比配好，在原料使用前加 入攪勻即可。
使用工藝在施工現(xiàn)場將C組份和D組份用專業(yè)噴涂設(shè)備進(jìn)行施工。 噴涂高性能聚氨酯涂料的時間控制在聚氨酯樹脂封底涂膜養(yǎng)護(hù)3 8小時內(nèi) (25X:以上)。涂料噴涂完畢后對涂層進(jìn)行檢驗(yàn)、修補(bǔ)和驗(yàn)收。 噴涂高性能聚氨酯涂料采用雙組份專用噴涂設(shè)備。
本發(fā)明開發(fā)了適用于高含水率基面的聚氨酯封底材料和高濕度環(huán)境條件下 施工的高性能聚氨酯噴涂料，優(yōu)化了高含水率基面條件下的施工工藝。相對于 目前常用的噴涂聚脲彈性體防水材料，本發(fā)明未明顯增加材料成本，又提高了 涂層的施工質(zhì)量，解決了目前隧道及地下建筑物高濕和高含水率條件下不宜進(jìn) 行防水施工的困擾，對隧道防水和地下建筑物防水采用高性能聚氨酯噴涂料技 術(shù)，具有積極的推廣效果。
權(quán)利要求
1、一種噴涂型聚氨酯防水材料，包括內(nèi)層聚氨酯樹脂封底涂膜和外層高性能聚氨酯涂層。其特征在于包括以下步驟a)聚氨酯樹脂封底涂膜采用聚氨酯樹脂涂料和工業(yè)用水按重量比1∶0.8配成雙組份水乳化反應(yīng)聚氨酯樹脂底涂料，并對水乳化的雙組份聚氨酯樹脂底涂料增加酮亞胺類固化劑進(jìn)行酮亞胺改性，使涂料達(dá)到遇水促進(jìn)滲透，加快固化速度的目的，能在高潮濕基面上形成一層防水封底膜；b)對噴涂聚氨酯涂料采用酮亞胺改性技術(shù)，利用酮亞胺系列原料遇水分解成胺，胺與聚氨酯反應(yīng)，達(dá)到了高潮濕條件下施工具有良好附著力的特點(diǎn)，能有效改善在潮濕環(huán)境中的涂層施工質(zhì)量；c)對噴涂聚氨酯涂料采用端氨基聚醚合成聚氨酯技術(shù)，對噴涂聚氨酯涂料進(jìn)行了改性，達(dá)到了高性能的特性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴涂型聚氨酯防水材料，其特征在于所述的步驟 a)中對水乳化的雙組份聚氨酯樹脂底涂料增加酮亞胺類固化劑，其混合比 例在所述的雙組份聚氨酯樹脂底涂料中為1.5 4%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴涂型聚氨酯防水材料，其特征在于所述的步驟a) 能在含水量在8 12%的高潮濕基面中保持高性能的材料特性和良好附著 力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴涂型聚氨酯防水材料，其特征在于所述的步驟b) 中噴涂聚氨酯涂料中增加的聚脲和酮亞胺系列原料，其混合比例為聚脲: 聚氨酯=92: 8,噴涂聚氨酯涂料中酮亞胺的添加比例0.6 1.5。/0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴涂型聚氨酯防水材料，其特征在于所述的步驟 b)中高潮濕85 92%濕度的施工環(huán)境中保持高性能的材料特性和良好附著 力。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑行業(yè)中防水層技術(shù)領(lǐng)域中的一種噴涂型聚氨酯防水材料及其應(yīng)用技術(shù)，具體地說是一種噴涂型聚氨酯防水材料及其應(yīng)用技術(shù)，其特征在于對聚氨酯樹脂封底涂膜采用濕固化技術(shù)，對噴涂聚氨酯涂料采用酮亞胺改性技術(shù)，在高濕度環(huán)境條件下，施工于含水量8～12％的高潮濕混凝土基面，形成一層具備高性能特征的優(yōu)異防水層?？朔顺睗窕婧统睗癍h(huán)境條件下施工防水材料性能不佳和規(guī)范規(guī)定不宜施工的缺陷，對加快隧道和地下建筑的施工周期和應(yīng)用高性能防水材料，具有重要的意義，亦可推廣至鐵路、涵洞施工等領(lǐng)域，是一個具有實(shí)際應(yīng)用價值的發(fā)明技術(shù)。
文檔編號C09D175/04GK101629047SQ20091005605
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者姚中恒, 杰 施, 慶 朱, 柴華敏, 山 熊, 王新震, 錢建華, 明 陸 申請人:上海瑞鵬化工材料科技有限公司