有效
一种聚氨酯组合物、一种聚氨酯止水条及包括该止水条的钢边止水带
祝和权、王涛、杜存山、贾恒琼、张恒
中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所
摘要
本发明提供一种聚氨酯组合物,包括如下重量份原料:聚乙二醇10~40重量份,聚醚丙二醇50~90重量份,聚醚丙三醇10~50重量份,异氰酸酯10~25重量份,增塑剂5~25重量份,改性剂1~5重量份,纳米填料3~15重量份。本发明还提供所述聚氨酯组合物的制备方法及由其制备的一种聚氨酯止水条、包含所述聚氨酯止水条的钢边止水带,以及该钢边止水带的制备方法。本发明所述的聚氨酯组合物遇水可以反复膨胀,使得上述新型止水带能够与混凝土紧密粘结,防水性能优异,耐久性好,从而解决现有隧道二衬止水带不能根治渗漏水的问题。
1.一种聚氨酯组合物,包括如下重量份原料:聚乙二醇10~40重量份,聚丙二醇50~90重量份,聚丙三醇10~50重量份,异氰酸酯10~25重量份,增塑剂5~25重量份,改性剂1~5重量份,纳米填料3~15重量份,催化剂0.01~0.05份;其中,所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或两种;所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种;所述改性剂选自甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种;所述纳米填料选自纳米碳酸钙、高岭土和滑石粉中的一种或多种;所述催化剂选自辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述聚氨酯组合物包括如下重量份原料:聚乙二醇20~30重量份,聚醚丙二醇60~80重量份,聚醚丙三醇10~20重量份,异氰酸酯15~20重量份,增塑剂10~15重量份,改性剂2~3重量份,纳米填料3~5重量份,催化剂0.03~0.04份。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述增塑剂5~25重量份,其中邻苯二甲酸二丁酯为1~14重量份,余量为邻苯二甲酸二辛酯。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述增塑剂10~15重量份,其中邻苯二甲酸二丁酯5~10重量份,余量为邻苯二甲酸二辛酯。
7.根据权利要求1或2所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述纳米填料为纳米碳酸钙。
8.根据权利要求1或2所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述催化剂0.01~0.05重量份,其中辛酸亚锡0.001~0.049重量份,余量为二月桂酸二丁基锡。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述催化剂0.03~0.04重量份,其中辛酸亚锡0.005重量份,余量为二月桂酸二丁基锡。
11.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述聚氨酯组合物的原料包括如下重量份的组分:聚乙二醇10~40重量份,聚丙二醇50~90重量份,聚丙三醇10~50重量份,甲苯二异氰酸酯10~25重量份,增塑剂5~15重量份,甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷1~5重量份,催化剂0.01~0.05重量份,纳米碳酸钙3~15重量份;其中,增塑剂为1~14重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯,催化剂为0.001~0.049重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡。
12.根据权利要求11所述的聚氨酯组合物,其特征在于,所述聚氨酯组合物的原料包括如下重量份的组分:聚乙二醇20~30重量份,聚丙二醇60~80重量份,聚丙三醇10~15重量份,甲苯二异氰酸酯15~20重量份,增塑剂10~15重量份,甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷2~3重量份,催化剂0.03~0.04重量份,纳米碳酸钙3~5重量份;其中,增塑剂为9重量份的邻苯二甲酸二丁酯和余量的邻苯二甲酸二辛酯,催化剂为0.005重量份的辛酸亚锡和余量的二月桂酸二丁基锡。
13.权利要求1至12中任一项所述聚氨酯组合物的制备方法,包括如下步骤:I. 预聚体的制备将所述重量份的聚乙二醇、聚丙二醇和聚丙三醇共置于加热设备中,加热至80~90℃并混合均匀,再加入所述重量份的异氰酸酯和催化剂,恒温80~90℃反应2~4个小时,得到带有亲水链段的预聚体;II. 所述预聚体的改性将步骤I得到的所述预聚体和所述重量份的增塑剂加入到行星搅拌机中,抽真空搅拌1~2小时;然后加入所述重量份的填料,抽真空搅拌1~2小时;最后加入所述重量份的改性剂,抽真空搅拌1~2小时,即得。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:步骤II完成后,将制备得到的所述聚氨酯组合物压入密封装置中。
15.权利要求1至12中任一项所述聚氨酯组合物或者权利要求13或14所述的制备方法制备得到的聚氨酯组合物在建筑防水中的应用。
16.根据权利要求15所述的应用,其特征在于,所述应用是指所述聚氨酯组合物作为止水条用于钢边止水带的制备。
17.一种聚氨酯止水条,由权利要求1至12中任一项所述聚氨酯组合物或者权利要求13或14所述的制备方法制备得到的聚氨酯组合物挤出成形。
18.一种钢边止水带,包括橡胶带体、镀锌钢板和权利要求17所述的聚氨酯止水条;所述镀锌钢板为两个,并且对称连接于橡胶带体两侧;所述聚氨酯止水条为1个以上,各自独立地设置于橡胶带体两侧镀锌钢板的上下表面。
19.根据权利要求18所述的钢边止水带,其特征在于,所述聚氨酯止水条为多个,并且分别对称设置于橡胶带体两侧镀锌钢板的上下表面。
20.根据权利要求18或19所述的钢边止水带,其特征在于,所述钢边止水带还包括自粘胶和隔离膜;所述自粘胶设置在所述聚氨酯止水条表面或所述镀锌钢板和所述聚氨酯止水条的表面;所述自粘胶外设置所述隔离膜。
21.根据权利要求20所述的钢边止水带,其特征在于,所述隔离膜层无需移除,与浇筑的混凝土反应后消失。
22.根据权利要求20所述的钢边止水带,其特征在于,所述自粘胶层厚度0.2~0.4 mm,原料包括如下重量份的组分:氯丁基橡胶2~10重量份,粘均分子量40万~50万的高分子量丁基橡胶 20~30重量份,粘均分子量5万~10万的中分子量聚异丁烯30~50重量份,粘均分子量1000~3000低分子量聚异丁烯20~40重量份,乙烯基封端硅橡胶0.5~10重量份,抗氧剂1~5重量份; 其中,所述乙烯基封端硅橡胶为端乙烯基硅橡胶,粘均分子量5万~30万,乙烯基摩尔百分数>1%。
23.根据权利要求22所述的钢边止水带,其特征在于,所述自粘胶层厚度0.2~0.3mm。
24.根据权利要求22所述的钢边止水带,其特征在于,所述自粘胶层的原料包括如下重量份的组分:氯丁基橡胶4~8重量份,粘均分子量40万~50万的高分子量丁基橡胶 20~30重量份,粘均分子量5万~10万的中分子量聚异丁烯35~45重量份,粘均分子量1000~3000低分子量聚异丁烯25~35重量份,乙烯基封端硅橡胶1~5重量份,抗氧剂1~5重量份;其中,所述乙烯基封端硅橡胶为端乙烯基硅橡胶,粘均分子量10万~20万,乙烯基摩尔百分数>1%。
25.根据权利要求20所述的钢边止水带,其特征在于,所述隔离膜层厚度0.05~0.15mm;原料包括如下重量份的组分:丙烯酸树脂乳液40~80 重量份,滑石粉5~15重量份,消光粉1~7重量份,紫外线吸收剂0.01~3重量份,抗氧剂0.5~1.5重量份。
26.根据权利要求25所述的钢边止水带,其特征在于,所述隔离膜层厚度为0.05~0.10mm。
27.根据权利要求25所述的钢边止水带,其特征在于,所述隔离层的原料包括如下重量份的组分:丙烯酸树脂乳液60~80 重量份,滑石粉8~12重量份,消光粉3~6重量份,紫外线吸收剂0.1~1.5重量份,抗氧剂0.5~1.0重量份。
28.权利要求18至27中任一项所述的钢边止水带的制备方法,包括如下步骤:I.橡胶带体和两侧镀锌钢板一次性铸模成型;II. 固定聚氨酯止水条将所述聚氨酯组合物在两侧钢板的上下表面挤出成形;或者先将所述聚氨酯组合物挤出成型,固化得到所述止水条,再将所述止水条安装在所述镀锌钢板上。
29.根据权利要求28所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括如下步骤:III. 涂覆自粘胶层按照重量份准备自粘胶层的各原料,经热熔搅拌混合得到热熔胶液,然后将所述热熔胶液涂覆到步骤II得到的钢边止水带除橡胶带体之外的表面,或者将所述热熔胶涂覆到步骤II得到的钢边止水带的止水条的表面;IV. 涂覆隔离膜层按照重量份准备隔离膜层的各原料,将滑石粉、消光粉、紫外线吸收剂和抗氧剂分批加入丙烯酸树脂乳液,分散研磨混合均匀,得到隔离膜涂料,然后将所述隔离膜涂料涂在自粘胶层的表面,干燥,即得。
30.根据权利要求29所述的制备方法,其特征在于,所述步骤III中,所述热熔胶液通过如下步骤得到:先将高分子量丁基橡胶切割成小块投入到密炼机中,然后将氯丁基橡胶和乙烯基封端橡胶加入到密炼机中,密炼混合15~30分钟,出料后将混合物切割成小块,然后投入双行星搅拌机中,再加入中分子量聚异丁烯和低分子量聚异丁烯以及抗氧剂,开启搅拌桨和高速分散桨进行搅拌,保持体系真空度为-0.02MPa,物料温度加热至160~180℃,搅拌分散2~5h后出料。



