[發明專利]聚氨酯改性瀝青、水性聚氨酯改性瀝青乳液、水性聚氨酯改性瀝青防水涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110694295.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113429886B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 于猛;牟辰中;陳曉文;王迎春;高利偉
• 申請（專利權）人: 北京東方雨虹防水技術股份有限公司
• 主分類號: C09D195/00
• 分類號: C09D195/00;C09D175/14;C08G18/67
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 趙爽

本發明屬于改性瀝青領域，具體涉及聚氨酯改性瀝青、水性聚氨酯改性瀝青乳液、水性聚氨酯改性瀝青防水涂料及其制備方法。聚氨酯改性瀝青包括：聚氨酯和基質瀝青；所述基質瀝青中芳香分的含量≥40％。本發明采用芳香族聚醚與異氰酸酯和馬來酸酐反應得到聚氨酯預聚體，該預聚體與芳香分含量高的基質瀝青具有很好的相容性，在改性過程中無需添加額外相容劑，同時采用原位聚合的方法對瀝青進行改性，避免了聚氨酯制備后再造粒改性效率低且相容性差的問題。利用聚合物乳液來提高涂料與基層的粘附性，再通過硬質填料來提高產品的耐磨性能。得到的水性瀝青涂料與基層和攤鋪瀝青層的粘結性能好，且抗高溫熱碾壓，材料水性環保，不會釋放揮發性有機物。

技術領域

本發明屬于改性瀝青領域，更具體地，涉及聚氨酯改性瀝青、水性聚氨酯改性瀝青乳液、水性聚氨酯改性瀝青防水涂料及其制備方法。

背景技術

隨著國內基礎設施建設的不斷推進，城市建設高速發展，我國的道橋建設也步入了快車道，市場對橋梁建造的安全性要求日益嚴苛。但是，很多橋梁因為防水措施不力，造成橋面漏水、鋼筋銹蝕并引起混凝土膨脹、鋪裝層剝落等病害。不僅影響車輛的行駛安全，還大大縮短了橋梁的使用壽命。傳統的道橋用水乳型瀝青防水涂料采用外摻氯丁膠乳的方法制備，產品強度低，抗外力破壞的能力差。特別是在施工過程中，防水層在瀝青混凝土攤鋪過程中，受到瀝青混凝土的熱作用和擠壓沖擊作用下，極易被破壞造成防水層穿孔，失去防水作用。因此開發一種高強度、耐熱性好的水乳型瀝青防水涂料對，對于橋梁防水的長期可靠性具有重要意義。

聚氨酯改性瀝青材料具有良好的耐高低溫性能、優異的硬度以及高性價比，其乳化后制備成水性聚氨酯改性瀝青防水涂料，還能夠滿足城市橋梁冷施工的要求。中國發明專利申請CN 102850506A中提出了一種聚氨酯改性瀝青的方法，但該方法需要使用壓力反應器，在一定壓力下進行生產，對生產工藝的要求較高。中國發明專利申請CN 107177210A提供了一種聚氨酯改性瀝青的技術方案，但該方法需要加入相容劑以保證聚氨酯和瀝青的相容性，生產工藝復雜，且相容劑在高溫改性瀝青時容易揮發產生有機氣體，對健康產生危害。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種能用于城市橋梁防水工程的水性聚氨酯改性瀝青防水涂料。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種聚氨酯改性瀝青，該聚氨酯改性瀝青包括：聚氨酯和基質瀝青；

所述基質瀝青中芳香分的含量≥40％。

作為優選方案，以聚氨酯改性瀝青的重量計，該聚氨酯改性瀝青包括：聚氨酯10-30wt％、基質瀝青70-90wt％。

本發明的第二方面提供上述的聚氨酯改性瀝青的制備方法，其中，該制備方法包括：

(1)將直鏈多元醇脫水后與異氰酸酯單體、馬來酸酐混合反應，得到預聚物；

(2)將芳香族多元醇和基質瀝青混合均勻，然后加入所述預聚物和催化劑進行反應，得到所述聚氨酯改性瀝青；

作為優選方案，聚氨酯改性瀝青的制備方法包括：

將40-60重量份直鏈多元醇在110-130℃、真空-0.95MPa以上脫水2.5-3.5h，降溫至60-70℃，然后與60-100重量份異氰酸酯單體、20-60重量份馬來酸酐攪拌均勻，隨后升溫至80-90℃，反應3-4h；降溫至55-60℃，得到預聚物。通過制備預聚物，使得異氰酸酯單體在高溫改性瀝青過程中不會因揮發導致未參與反應；同時在制備預聚體的過程中引入了馬來酸酐單體，提高了預聚體與瀝青的相容性。

將3-8重量份芳香族多元醇和75-90重量份基質瀝青在110-130℃下攪拌分散至混合均勻，之后將2-22重量份預聚物和0.01-0.1重量份的催化劑加入到反應器中，在130-150℃下反應1.5-2.5h，得到所述聚氨酯改性瀝青。通過聚氨酯在瀝青中發生原位聚合，在瀝青中形成網絡結構，提高瀝青的低溫柔性、強度等性能指標。