本發(fā)明涉及防水涂料，尤其涉及一種固化劑聚氨酯預聚體、js防水乳液、js防水涂料及其制備方法。

背景技術：

1、js防水乳液即聚合物水泥乳液，將其與水泥及添加劑混合制得防水涂料，廣泛應用于建筑外墻、地面屋面防水。其將有機材料和無機材料相混合，形成互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)具有高韌高彈性能和良好耐久性，其中高固含防水涂料具有使用方便，運輸成本低等優(yōu)點，而js防水乳液作為涂料成膜物質(zhì)，為其提供了主要性能。隨著市場的不斷擴大，聚合物水泥防水涂料被廣泛使用于建筑物廁浴間、陽臺、地下室等區(qū)域。由于使用環(huán)境中存在陰陽角、鏈接縫隙、管道等節(jié)點部位較多；使得涂膜涂刷厚度、干燥速度的差異而產(chǎn)生不同程度的應力差異，導致涂膜出現(xiàn)開裂情況的發(fā)生從而影響防水性能。

2、cn115368083a公開了一種js防水涂料，包括粉料和液料，所述粉料按重量份數(shù)計，包括以下組分：硅酸鹽水泥30～45％、粉煤灰5～10％、尾礦砂50～65％、早強劑0.1～0.3％、干粉減水劑0.05～0.3％、干粉消泡劑0.1～0.3％、纖維素醚0.01～0.05％；所述液料按重量份數(shù)計，包括以下組分：水5～10％、乳液90～95％、消泡劑0.1～0.3％；、殺菌劑0.1～0.3％；減水劑0.1～0.3％。該液料中的乳液選自市售的丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液或丁苯乳液。

3、cn117024663a公開了一種核-殼型聚合物水泥用丙烯酸酯乳液及其制備方法，由如下質(zhì)量份的原料制備：10～30質(zhì)量份的單乙烯基芳香族單體；100～130質(zhì)量份的(甲基)丙烯酸烷基酯；1～10質(zhì)量份的不飽和有機酸；1～5質(zhì)量份的n-羥甲基丙烯酰胺；5～10質(zhì)量份的乳化劑；0.5～2質(zhì)量份的引發(fā)劑；1～5質(zhì)量份的緩沖劑；0.1～2質(zhì)量份的保護性膠體，130～160質(zhì)量份的去離子水。上述組分通過預乳化種子核～殼聚合工藝制備的乳液，與水泥相容性好，具有優(yōu)異的柔韌性、耐水性。

4、現(xiàn)有js防水涂料使用的乳液通常以增加特殊丙烯酸類單體含量來優(yōu)化抗開裂性能，這種方法無法很好的平衡性能，且優(yōu)化效果不理想。在涂膜干燥過程中，若增加特殊丙烯酸類單體含量過多，導致涂膜干燥時間增加，鈣離子上浮至表層，造成涂膜表面發(fā)白，施工效果變差，形成漆膜一些弊病，造成二次返工。若增加特殊丙烯酸類單體含量過少，則涂膜干燥速度不統(tǒng)一，產(chǎn)生不同程度的應力差異，導致涂膜出現(xiàn)開裂情況，所以這種方法，雖然能優(yōu)化js防水涂料的抗開裂性能，卻會造成涂膜表面發(fā)白，形成漆膜一些弊病，外觀質(zhì)感不好，市場接受度太差。

5、因此，如何提供一種具有抗開裂效果的js防水乳液及其制備方法，使防水乳液能夠滿足不同使用場景要求，同時保證其具有抗開裂效果是本領域待解決的難題。

6、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種固化劑聚氨酯預聚體、js防水乳液、js防水涂料及其制備方法。本發(fā)明通過特殊聚合工藝設計，制備得到力學性能、防水性能良好的js防水涂料，且在js防水涂料開裂后具有自修復的功能，有效解決了js防水涂料的開裂問題。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種固化劑聚氨酯預聚體，所述固化劑聚氨酯預聚體的制備原料按重量份數(shù)計包括：

4、

5、優(yōu)選地，所述固化劑聚氨酯預聚體包括聚氨酯殼層以及包覆于所述聚氨酯殼層中的環(huán)氧樹脂固化劑內(nèi)核，且所述聚氨酯殼層和所述環(huán)氧樹脂固化劑內(nèi)核通過有機硅烷偶聯(lián)劑的交聯(lián)連接。

6、優(yōu)選地，所述小分子二元醇包括一縮二乙二醇、乙二醇、丙二醇、二縮三乙二醇、一縮二丙二醇、戊二醇、己二醇、丁二醇、辛二醇、異戊二醇、新戊二醇或1,4-丁烯二醇中的任意一種或至少兩種的組合。

7、優(yōu)選地，所述大分子多元醇包括聚乙二醇單甲醚和/或聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物。

8、優(yōu)選地，所述大分子多元醇的分子量為500～10000。

9、優(yōu)選地，所述功能性單體包括2,2-二羥基甲基丙酸。

10、優(yōu)選地，所述親水多元醇包括聚乙二醇單甲醚、聚乙二醇或聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物中的任意一種或至少兩種的組合。

11、優(yōu)選地，所述親水多元醇的分子量為200～5000。

12、優(yōu)選地，所述多異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯中的任意一種或至少兩種的組合。

13、優(yōu)選地，所述催化劑包括有機金屬化合物催化劑和/或叔胺類催化劑。

14、優(yōu)選地，所述有機金屬化合物催化劑包括二月桂酸二丁基錫、異辛酸鋅或醋酸錫中的任意一種或至少兩種的組合。

15、優(yōu)選地，所述叔胺類催化劑包括三亞乙基二胺、雙(二甲氨基乙基)醚或三乙醇胺中的任意一種或至少兩種的組合。

16、優(yōu)選地，所述有機胺包括三乙胺。

17、優(yōu)選地，所述有機硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一種或至少兩種的組合。

18、優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂固化劑包括異氰酸酯改性咪唑、2-甲基咪唑與丁基縮水甘油醚的加成物、4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基己基縮水甘油醚的加成物或聚硫醇中的任意一種或至少兩種的組合。

19、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的固化劑聚氨酯預聚體的制備方法，所述固化劑聚氨酯預聚體的制備方法包括：

20、(a)將小分子二元醇、大分子多元醇、功能性單體和親水多元醇混合后脫水，再加入部分的多異氰酸酯及催化劑進行反應，得到中間體產(chǎn)物；

21、(b)將中間體產(chǎn)物、剩余的多異氰酸酯和有機硅烷偶聯(lián)劑混合攪拌，再與環(huán)氧樹脂固化劑混合后，進行第一次分散，再與有機胺混合后，進行第二次分散，得到所述固化劑聚氨酯預聚體。

22、優(yōu)選地，步驟(a)中，所述混合包括：將大分子多元醇、親水多元醇、功能性單體和小分子二元醇依次加入反應容器中。

23、優(yōu)選地，步驟(a)中，所述脫水的溫度為100～120℃。

24、優(yōu)選地，步驟(a)中，所述反應的溫度為85～95℃，所述反應的時間為4～6h。

25、優(yōu)選地，步驟(a)中，所述部分的多異氰酸酯占原料中多異氰酸酯總重量的60～70％。

26、優(yōu)選地，步驟(b)中，所述混合攪拌的溫度為75～85℃，所述混合攪拌的時間為2～3h。

27、優(yōu)選地，步驟(b)中，所述第一次分散的轉(zhuǎn)速為150～250rpm，所述第一次分散的時間為10～15min。

28、優(yōu)選地，步驟(b)中，所述第二次分散的轉(zhuǎn)速為800～1500rpm，所述第二次分散的時間為10～15min。

29、第三方面，本發(fā)明提供一種js防水乳液，所述js防水乳液的制備原料按重量份數(shù)計包括：

30、

31、其中，所述固化劑聚氨酯預聚體包括如第一方面述的固化劑聚氨酯預聚體。

32、優(yōu)選地，所述水包括去離子水；和/或所述水的電導率＜10μs/cm。

33、優(yōu)選地，所述硬單體包括丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸甲酯。

34、優(yōu)選地，所述軟單體包括丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯或丙烯酸乙酯中的任意一種或至少兩種的組合。

35、優(yōu)選地，所述功能性單體包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、三乙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或至少兩種的組合。

36、優(yōu)選地，所述乳化劑包括陰離子乳化劑、非離子乳化劑或陰非離子乳化劑中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為陰離子乳化劑與非離子乳化劑的組合。

37、優(yōu)選地，所述陰離子乳化劑包括十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

38、優(yōu)選地，所述非離子乳化劑包括脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基糖苷。

39、優(yōu)選地，所述陰非離子乳化劑包括十二烷基苯磺酸鈉與脂肪醇聚氧乙烯醚的組合、十二烷基磺酸鈉與脂肪醇聚氧乙烯醚的組合、或十二烷基硫酸鈉與烷基糖苷的組合中的任意一種。

40、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑包括過硫酸鈉、過硫酸銨或過硫酸鉀中的任意一種或至少兩種的組合。

41、優(yōu)選地，所述ph調(diào)節(jié)劑包括氨水、amp-95或三乙醇胺中的任意一種或至少兩種的組合。

42、優(yōu)選地，所述消泡劑包括有機硅消泡劑和/或礦物油消泡劑。

43、優(yōu)選地，所述防腐劑包括卡松和/或bit。

44、第四方面，本發(fā)明提供一種如第三方面所述的js防水乳液的制備方法，所述js防水乳液的制備方法包括：

45、預乳化液的制備：將乳化劑和水混合攪拌，得到預乳化液；

46、混合單體的制備：將硬單體、軟單體和功能性單體混合攪拌，得到混合單體；

47、乳化液的制備：將預乳化液和混合單體混合攪拌，得到乳化液；

48、引發(fā)劑溶液的制備：將引發(fā)劑和水混合攪拌，得到引發(fā)劑溶液；

49、js防水乳液的制備：向水中加入第一部分乳化液和第一部分引發(fā)劑溶液，進行第一階段反應；滴加第二部分乳化液和第二部分引發(fā)劑溶液，進行第二階段反應；停止滴加乳化液和引發(fā)劑溶液，再加入固化劑聚氨酯預聚體混合攪拌；再滴加剩余的乳化液和剩余的引發(fā)劑溶液，進行第三階段反應，再進行保溫熟化，降溫后再加入ph調(diào)節(jié)劑、消泡劑和防腐劑，攪拌，過濾，得到所述js防水乳液。

50、優(yōu)選地，在制備預乳化液、混合單體、乳化液和引發(fā)劑溶液的過程中，所述混合攪拌的轉(zhuǎn)速各自獨立地為100～1000rpm，所述混合攪拌的時間各自獨立地為1～40min。

51、優(yōu)選地，所述第一部分乳化液占所述乳化液的總重量的0.5～2％。

52、優(yōu)選地，所述第一部分引發(fā)劑溶液占所述引發(fā)劑溶液的總重量的10～30％。

53、優(yōu)選地，所述第一階段反應的溫度為80～90℃，所述第一階段反應的時間為10～20

54、優(yōu)選地，所述第二階段反應的過程為：邊滴加第二部分乳化液和第二部分引發(fā)劑溶液邊進行反應，所述第二階段反應的溫度為80～90℃，所述第二階段反應的時間為2～3h。

55、優(yōu)選地，所述加入固化劑聚氨酯預聚體混合攪拌的溫度為80～90℃，混合攪拌的時間為10～30min。

56、優(yōu)選地，所述第三階段反應的過程為：邊滴加剩余的乳化液和剩余的引發(fā)劑溶液邊進行反應，所述第三階段反應的溫度為80～90℃，所述第三階段反應的時間為0.5～1.5h。

57、優(yōu)選地，所述保溫熟化的溫度為80～90℃，所述保溫熟化的時間為0.5～1.5h。

58、優(yōu)選地，所述降溫為降低體系溫度為45℃以下。

59、第五方面，本發(fā)明提供一種js防水涂料，所述js防水涂料包括粉料和液料；

60、所述粉料按重量份數(shù)計包括：

61、

62、所述液料按重量份數(shù)計包括：

63、

64、其中，所述js防水乳液包括如第三方面所述的js防水乳液。

65、優(yōu)選地，所述粉料和液料的重量比為1:(1～2)，優(yōu)選為1:(1.2～1.6)。

66、優(yōu)選地，所述粉煤灰的粒徑為200～400目。

67、優(yōu)選地，所述尾礦砂包括金尾礦砂和/或鐵尾礦砂，優(yōu)選為金尾礦砂和鐵尾礦砂的混合物。

68、優(yōu)選地，所述尾礦砂的粒徑為50～200目。

69、優(yōu)選地，所述金尾礦砂和鐵尾礦砂的重量比為(2～3):1。

70、優(yōu)選地，所述早強劑包括甲酸鈣和/或碳酸鋰。

71、優(yōu)選地，所述干粉減水劑包括三聚氰胺減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽或干粉類聚羧酸減水劑中的任意一種或至少兩種的組合。

72、優(yōu)選地，所述干粉消泡劑包括載體、配合劑、硅樹脂和二甲基硅油。

73、優(yōu)選地，所述載體、配合劑、硅樹脂和二甲基硅油的質(zhì)量比為4:0.5:1:1。

74、優(yōu)選地，所述載體包括碳酸鈣、二氧化硅或滑石粉中的任意一種或至少兩種的組合。優(yōu)選地，所述配合劑包括納米二氧化硅和/或聚乙二醇。

75、優(yōu)選地，所述硅樹脂包括甲基硅樹脂、羥基硅樹脂或mq硅樹脂中的任意一種或至少兩種的組合。

76、優(yōu)選地，所述纖維素醚包括羥丙基甲基纖維素醚和/或羥乙基甲基纖維素醚。

77、優(yōu)選地，所述水包括去離子水；和/或所述水的電導率＜10μs/cm。

78、優(yōu)選地，所述液料中的消泡劑包括有機硅類消泡劑、礦物油消泡劑或聚醚改性消泡劑中的任意一種或至少兩種的組合。

79、優(yōu)選地，所述擴鏈劑包括二乙烯三胺的水溶液。

80、優(yōu)選地，所述二乙烯三胺的水溶液中二乙烯三胺的質(zhì)量百分含量為9～11％。

81、第六方面，本發(fā)明提供一種如第五方面所述的js防水涂料的制備方法，所述js防水涂料的制備方法包括：

82、粉料的制備：將硅酸鹽水泥、粉煤灰和尾礦砂混合，再加入早強劑、干粉減水劑、干粉消泡劑和纖維素醚進行混合，得到粉料；

83、不含擴鏈劑液料的制備：將水、js防水乳液和消泡劑分散，得到不含擴鏈劑液料；

84、js防水涂料的制備：將粉料和不含擴鏈劑液料混合，攪拌分散，同時分批次加入擴鏈劑，得到所述js防水涂料；

85、優(yōu)選地，在所述粉料的制備過程中，所述混合的轉(zhuǎn)速各自獨立地為300～600rpm，所述混合的時間各自獨立地為10～20min。

86、優(yōu)選地，在所述不含擴鏈劑液料的制備過程中，所述分散的轉(zhuǎn)速為200～400rpm，所述分散的時間為5～10min。

87、優(yōu)選地，在所述js防水涂料的制備過程中，所述攪拌分散的轉(zhuǎn)速為500～800rpm，所述攪拌分散的時間為5～10min。

88、優(yōu)選地，所述擴鏈劑分2～4次加入，且每次間隔1～2min。

89、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

90、(1)本發(fā)明在通過核殼工藝設計使得聚氨酯包覆在乳膠粒表面形成殼層，并引入環(huán)氧樹脂固化劑在聚氨酯殼層中被質(zhì)密的微球包覆，并在有機硅烷偶聯(lián)劑的交聯(lián)反應作用下進一步提高對環(huán)氧樹脂固化機的包覆率，同時在制備涂料過程中加入擴鏈劑進一步提高殼層的質(zhì)密性，有效提高對環(huán)氧樹脂固化機的包覆率，從而在js防水涂料涂膜過程中出現(xiàn)開裂情況時，在摩擦力作用下，聚氨酯殼層中微球破裂，釋放其中的環(huán)氧樹脂固化劑對涂膜進行修復，達到自修復功能的效果，有效解決js防水涂料的開裂問題。

91、(2)本發(fā)明在js防水涂料涂膜過程中出現(xiàn)開裂情況時，在摩擦力作用下，聚氨酯殼層中微球破裂，釋放其中的環(huán)氧樹脂固化劑對涂膜進行修復，達到自修復功能的效果，有效解決js防水涂料的開裂問題，制備的js防水涂料具有自修復功能，耐水性能好、涂料粘度穩(wěn)定、耐候性好、外觀質(zhì)感好等特點。