一种水性聚氨酯改性乳化沥青及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于乳化沥青技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯改性乳化沥青及其制备方法与应用。该水性聚氨酯改性乳化沥青由室温自交联聚氨酯和沥青充分混合得到。其中，室温自交联聚氨酯既是沥青的乳化剂，也是其改性剂，能与沥青混合得更均匀，解决了现有沥青乳化剂不参与成膜反应而影响涂层性能的问题，进一步提高聚氨酯改性乳化沥青的性能，从而提高了水性聚氨酯改性乳化沥青涂料涂层的耐水性、干燥速度和力学性能等。力学性能等。

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯改性乳化沥青及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于乳化沥青
，更具体地，涉及一种水性聚氨酯改性乳化沥青及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着乳化沥青生产技术的不断完善与应用，乳化沥青可在常温条件下施工、与集料结合紧密，比热拌沥青更加节能环保。但是当沥青乳液中的水分蒸发后，蒸发残留物的主要成分仍是沥青，其本质未变，沥青黏附性弱、易于老化、水稳定性差的问题仍然存在。
[0003]为解决上述问题，在制备乳化沥青时掺加入橡胶、树脂等高聚物以及部分无机物等作为改性剂，用以改善乳化沥青及其混合料的性能。聚氨酯(PU)一般是由聚酯、聚醚等长链多元醇与异氰酸酯、扩链剂反应制成的，是一种嵌段氨基甲酸酯聚合物，因其具有橡胶和塑料的双重优点，使得聚氨酯成为有机高分子材料的研究热点。运用PU材料对沥青进行改性，从而获得具有PU与沥青双重优异物化性能的改性沥青，已成为近几年来改性沥青行业的研究热点。如中国专利申请CN108752950A公开了一种水性聚氨酯改性乳化沥青的制备方法，以沥青、水、乳化剂、水性聚氨酯、填充剂、和异味中和剂为原料，通过高速搅拌分散制得所述水性聚氨酯改性乳化沥青，其中自制的水性聚氨酯能有效改善乳化沥青的机械性能，提高乳化沥青的强度和加工性能，但其性能方面的提升仅限于理论上的说明，没有直接相关的实验数据进行验证，并且合成配方中添加了乳化剂。外加乳化剂强制将沥青分散于水中，乳化剂分子量较低且不参与成膜反应，会降低涂层性能，还会使得体系中产生黏接弱边界层，从而导致成膜过程中阻碍乳胶粒相互靠近，另一方面，成膜后乳化剂分子残留在涂层中，逐渐向涂膜表层富集，严重影响涂膜的耐水性，使聚合物力学等性能下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有沥青乳化剂不参与成膜反应而影响沥青性能的缺陷和不足，提供一种水性聚氨酯改性乳化沥青。
[0005]本专利技术的目的是提供一种水性聚氨酯改性乳化沥青的制备方法。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料。
[0007]本专利技术的又一目的是提供一种水性聚氨酯改性乳化沥青或水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料在建筑领域的应用。
[0008]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种水性聚氨酯改性乳化沥青由以下重量份的组分组成：沥青500～600份、室温自交联聚氨酯100～300份、稳定剂4～10份；
[0010]其中，所述室温自交联聚氨酯，由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇120～140份、有机锡类催化剂0.05～0.2份、羧酸型扩链剂12～20份、异氰酸酯50～60份、二元羟基酮10～20份、三乙胺9～20份、酰肼单体20～30份、水120～300份。
[0011]进一步地，所述室温自交联聚氨酯的制备方法包括以下步骤：
[0012]sI.将聚醚多元醇和有机锡类催化剂混合，在真空条件下于80～120℃加热并搅拌脱水，降温至70～90℃，加入羧酸型扩链剂，待其完全溶解后加入异氰酸酯，充分混合，进行第一次聚合反应，得混合物A；
[0013]sII.往步骤sI中所得混合物A加入二元羟基酮，于70～90℃进行第二次聚合反应，反应完全后，降温至40～50℃，得混合物B；
[0014]sIII.往步骤sII中所得混合物B加入三乙胺中和，加水分散，最后加入酰肼单体，反应体系的pH值在7.0～9.0之间，充分反应，所得即为室温自交联聚氨酯。
[0015]优选地，步骤sI中，所述羧酸型扩链剂为2,2
‑
二羟甲基丙酸或2,2
‑
二羟甲基丁酸。
[0016]更优选地，步骤sI中，所述羧酸型扩链剂为2,2
‑
二羟甲基丙酸。
[0017]优选地，步骤sI中，所述聚醚多元醇为聚丙二醇
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200、聚丙二醇
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400、聚丙二醇
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600、聚丙二醇
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1000、聚丙二醇
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1500、聚丙二醇
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2000和聚丙二醇
‑
3000中的任意一种。
[0018]更优选地，步骤sI中，所述聚醚多元醇为聚丙二醇
‑
1000。
[0019]优选地，步骤sI中，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0020]优选地，步骤sI中，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种。
[0021]更优选地，步骤sI中，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
[0022]优选地，步骤sI中，所述加热的温度为120℃。
[0023]优选地，步骤sI中，所述脱水的时间为1～4h。
[0024]更优选地，步骤sI中，所述脱水的时间为2h。
[0025]优选地，步骤sI中，所述降温至温度为80℃。
[0026]优选地，步骤sI中，所述充分混合的条件为搅拌。
[0027]优选地，步骤sI中，所述第一次聚合反应时间为1～3h。
[0028]更优选地，步骤sI中，所述第一次聚合反应时间为2h。
[0029]优选地，步骤sII中，所述二元羟基酮为二羟基丙酮。
[0030]优选地，步骤sII中，所述反应完全的时间为1～3h。
[0031]更优选地，步骤sII中，所述反应完全的时间为2h。
[0032]优选地，步骤sII中，所述降温至温度为45℃。
[0033]优选地，步骤sIII中，所述酰肼单体为己二酸二酰肼。
[0034]优选地，步骤sIII中，所述充分反应的时间为30～40min。
[0035]优选地，步骤sIII中，所述充分反应的方式为搅拌。
[0036]进一步地，所述水性聚氨酯改性乳化沥青的制备方法包括以下步骤：
[0037]S1.将沥青加热至熔融状态；
[0038]S2.称取权利要求5所述室温自交联聚氨酯和稳定剂分散在水中，加热至50～70℃，得到混合液；
[0039]S3.在温度为50～70℃下，将步骤S2所得混合液与步骤S1所得熔融的沥青充分混合，所得即为水性聚氨改性乳化沥青。
[0040]优选地，步骤S1中，所述加热至熔融状态的温度为130～150℃。
[0041]更优选地，步骤S1中，所述加热至熔融状态的温度为130℃。
[0042]优选地，步骤S2中，所述稳定剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、氯化钙和氯化钠中的一
种。
[0043]更优选地，步骤S2中，所述稳定剂为聚乙烯醇。
[0044]优选地，步骤S3中，所述充分混合的方式为搅拌。
[0045]本专利技术还提供一种水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料，其由以下重量份的组分组成：水性聚氨酯改性乳化沥青400～600份、消泡剂1～3份、防腐剂1～2份、中和剂1～2份、填料50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯改性乳化沥青，其特征在于，由以下重量份的组分组成：沥青500～600份、室温自交联聚氨酯100～300份、稳定剂4～10份；所述室温自交联聚氨酯由以下重量份的组分组成：聚醚多元醇120～140份、有机锡类催化剂0.05～0.2份、羧酸型扩链剂12～20份、异氰酸酯50～60份、二元羟基酮10～20份、三乙胺9～20份、酰肼单体20～30份、水120～300份。2.根据权利要求1所述水性聚氨酯改性乳化沥青，其特征在于，所述室温自交联聚氨酯的制备方法包括以下步骤：sI.将聚醚多元醇和有机锡类催化剂混合，在真空条件下于80～120℃加热并搅拌脱水，降温至70～90℃，加入羧酸型扩链剂，待其完全溶解后加入异氰酸酯，充分混合，进行第一次聚合反应，得混合物A；sII.往步骤sI中所得混合物A加入二元羟基酮，于70～90℃进行第二次聚合反应，反应完全后，降温至40～50℃，得混合物B；sIII.往步骤sII中所得混合物B加入三乙胺中和，加水分散，最后加入酰肼单体，充分反应，所得即为室温自交联聚氨酯。3.根据权利要求1所述水性聚氨酯改性乳化沥青，其特征在于，所述羧酸型扩链剂为2,2
‑
二羟甲基丙酸或2,2
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二羟甲基丁酸。4.权利要求1～3任一所述水性聚氨酯改性乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将沥青加热至熔融状态，得熔融的沥青；S2.称取室温自交联聚氨酯和稳定剂分散在水中，加热至50～70℃，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐振兴，
申请(专利权)人：中油佳汇广东防水股份有限公司，
类型：发明
国别省市：