用于混凝土结构防水的基于聚氨酯的防水组合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280073757.2

申请日:

2012.06.06

公开号:

CN104364225A

公开日:

2015.02.18

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C04B 41/00申请公布日:20150218|||专利申请权的转移IPC(主分类):C04B 41/00登记生效日:20160627变更事项:申请人变更前权利人:格雷斯公司变更后权利人:GCP应用技术有限公司变更事项:地址变更前权利人:美国马里兰州变更后权利人:美国马萨诸塞州|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 41/00申请日:20120606|||公开

IPC分类号:

C04B41/00; C04B41/48; C09D175/00; C08G18/08; C08G18/28; C08G18/48; C08G18/76; C08G18/22; C08G18/24; C08G18/10; C08G18/32; C08G18/80

主分类号:

C04B41/00

申请人:

格雷斯公司

发明人:

W.多曼诺夫斯基; M.贾纳什茨克

地址:

美国马里兰州

优先权:

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司72001

代理人:

周李军; 徐厚才

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内容摘要

本发明涉及基于聚氨酯的防水组合物,其特别可用于混凝土结构的防水。所述组合物的特征在于,它们包含至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分和至少一种羟基羧酸组分。优选所述组合物还包含至少一种多元醇组分和至少一种潜在的胺组分。

权利要求书

权利要求书
1.   一种防水组合物,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分;和
(b) 至少一种羟基羧酸组分。

2.   一种防水组合物,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分;
(b) 至少一种多元醇组分;
(c) 至少一种具有式(I)或式(II)的潜在的胺组分;

其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基,并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3;

其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团或至少一个碳酸酯的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉基,n为1、2、3或4;
(d) 至少一种羟基羧基组分和/或至少一种式(III)的基于硅烷的化合物:

其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7)n-Z,其中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。

3.   权利要求1或2的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分为二异氰酸酯与多官能醇的反应产物。

4.   权利要求3的防水组合物,其中所述二异氰酸酯选自4-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基-甲基环己烷、全氢-2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯,和前述异氰酸酯的任何混合物。

5.   权利要求3或4中任一项的防水组合物,其中所述多官能醇选自聚亚烷基二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。

6.   权利要求1或2的防水组合物,其中所述二异氰酸酯为式(V)的化合物:

其中n为1、2、3或4。

7.   权利要求2-6中任一项的防水组合物,其中多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。

8.   权利要求7的防水组合物,其中聚醚多元醇或聚酯醇组分的重均分子量为500-6000,并且每分子平均包含约2-约3个羟基。

9.   权利要求2-8中任一项的防水组合物,其中选择多元醇组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约50-80%。

10.   权利要求2-9中任一项的防水组合物,其中所述潜在的胺组分为多元胺(因为n)化合物与醛和/或酮的缩合产物。

11.   权利要求2-10中任一项的防水组合物,其中选择潜在的胺组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约10-40%。

12.   前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述羟基羧酸组分具有式(IV):
(HO)nX(COOH)m   (IV),
其中m和n独立地为1、2或3,X为包含1-22个碳原子的有机基团。

13.   前述权利要求中任一项的防水组合物,其中选择羟基羧酸组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约0.1-10%。

14.   前述权利要求中任一项的防水组合物,所述组合物还包含有机和/或无机填料、催化剂、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂和/或流变学添加剂。

15.   权利要求2-14中任一项的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分以一定量加入,使得异氰酸酯基团与氢供体的比率为0.9-1.4。

16.   一种使混凝土结构防水的方法,其中以液体形式向混凝土结构施用前述权利要求中任一项的防水组合物。

说明书

说明书用于混凝土结构防水的基于聚氨酯的防水组合物
本发明涉及基于聚氨酯的防水组合物,其特别可用于混凝土结构的防水。
发明背景
混凝土结构,尤其是陷入地面的那些结构,经历多种破坏性因素,例如水、霜、二氧化碳、吸湿的盐。因此,通常通过用防水膜覆盖来保护混凝土结构。除了防止水渗透以外,防水膜还防止对建筑部件的结构破坏。
当前,典型的防水膜以片材形式或作为液体施用于结构的防水组合物得到。在固化后,液体防水组合物形成水不可渗透的弹性无缝膜。许多液体防水涂层基于两组分聚氨酯系统,其包含多元醇组分和多异氰酸酯组分,当彼此反应后,形成聚氨酯聚合物。
进一步已知通常在混凝土中捕获并且从其表面发出的湿气与异氰酸酯组分反应,形成胺和气态二氧化碳(CO2)。该气态二氧化碳可穿透未固化的膜,从而产生针孔,通过该针孔水可渗透,或者其可保持在混凝土表面和防水膜之间捕获,从而劣化防水膜与混凝土结构的粘附。
因此,典型的基于聚氨酯的防水膜需要利用底漆,例如基于环氧树脂、不饱和丙烯酸类树脂、聚氨酯等的底漆。然而,使用底漆昂贵并且耗时,尤其是由于安装成本、表面制备和砂磨。因此,期望避免在液体的基于聚氨酯的防水膜中使用底漆,同时仍保持防水膜与混凝土结构的可接受的粘附,并且同时避免形成由湿气与异氰酸酯组分反应引起的针孔。
发明概述
通过防水组合物解决以上提及的问题,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、更优选至少2.8个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分;
(b) 至少一种羟基羧酸组分。
根据本发明的另一方面,通过防水组合物解决以上提及的问题,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、更优选至少2.8个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分;
(b) 至少一种多元醇组分;
(c) 至少一种具有式(I)或(II)的潜在的胺组分;

其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基,并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3;

其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团或至少一个碳酸二酯基团的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉基,n为1、2、3或4;
(d) 至少一种羟基羧酸组分和/或至少一种式(III)的基于硅烷的化合物:

其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7)n-Z,其中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。
当向混凝土结构施用防水组合物的组分后,至少一种支化异氰酸酯组分将与至少一种多元醇组分的羟基反应,从而引起系统固化。不希望束缚于任何理论,认为夹带的或存在于混凝土结构表面的水分将首先与至少一种潜在的胺组分反应,从而存在于潜在的胺组分中的醛亚氨基或酮亚氨基水解,以产生氨基化合物和醛或酮。由于该水解反应可逆,并且化学平衡朝向醛亚胺/酮亚胺一侧,可假定,在不存在对胺具有反应性的基团下,仅一些醛亚氨基/酮亚氨基被水解。在异氰酸酯基团存在下,水解平衡偏移,由于水解的醛亚氨基或酮亚氨基与异氰酸酯基团不可逆地反应。因此,防水组合物在液体-混凝土界面上的固化通过水分加速,并且导致形成薄的固化膜。固化的膜用作"原位"形成的底漆,从而避免形成针孔和增强防水组合物与混凝土壁的粘附。当使用多-噁唑烷次基而非先前提及的化合物时,发生类似的过程。
此外,已发现现有的液体系统不总是提供与混凝土足够长期的粘附。已发现多元醇组分、支化异氰酸酯组分、式(III)的基于硅烷的化合物和羟基酸组分的组合提高防水组合物与混凝土壁的长期粘附,尤其是当浸没在水中时。意外地发现,对于以上呈现的系统,并且还对于其它可化学固化的产品(包括其它类型的聚氨酯和产物和硅氧烷封端的预聚物),羟基酸(尤其是羟基-脂肪酸)为用于混凝土表面的非常良好的粘附促进剂。
定义
除非另外明确限定,否则以上和在整个本发明的描述中使用的化学术语应被本领域普通技术人员理解为具有以下指示的含义。
本文使用的术语"烷基"或"烷叉基"通常指直链或支链结构的优选具有1-20个碳原子、更优选1-8个碳原子的饱和烃基,包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。例如,烷基包括C1-8烷基、C1-4烷基等。C1-8烷基在可用的化合价允许的情况下可任选被取代。"烷叉基"与"烷基"区别在于,前者为二价的,而后者为一价的。
本文使用的术语"烷氧基"通常指式-O-烷基的直链或支链结构的优选具有1-20个、更优选1-8个碳原子的饱和烃基,包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等。例如,烷氧基包括C1-8烷氧基、C1-4烷氧基等。C1-8烷氧基在可用的化合价允许的情况下可任选被取代。
本文使用的术语"芳基"或"芳叉基"通常指单环,双环或多环芳族碳原子环结构基团,包括苯基、萘基、蒽基、芴基、基、菲基等。芳基基团在可用的化合价允许的情况下可任选被取代。优选芳基含有6-14个、更优选6-10个碳原子。"芳叉基"与"芳基"区别在于,前者为二价的,而后者为一价的。
本文使用的术语"取代基"指在指定的原子位置被取代的在核分子的原子上的位置变量,代替指定原子上的一个或多个氢,条件是不超过指定原子的正常的化合价,并且取代导致稳定的化合物。只有这样的组合导致稳定的化合物,取代基和/或变量的组合才是可允许的。还应注意到,具有看起来不满足本文描述或显示的化合价的任何碳以及杂原子假定具有足够数量的氢原子以满足描述或显示的化合价。
发明详述
根据本发明的一方面,异氰酸酯组分每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、最优选至少2.8个异氰酸酯基团。优选异氰酸酯组分每分子平均包含至多100个、更优选至多50个、甚至更优选至多10个,例如至多3.5个异氰酸酯基团。优选,异氰酸酯组分以一定量加入,使得异氰酸酯基团与氢供体的比率(在聚氨酯行业中称为"指数")为0.9-1.4。异氰酸酯组分可例如为二异氰酸酯与多官能醇的反应产物。优选,二异氰酸酯选自4-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基-甲基环己烷、全氢-2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯,和前述异氰酸酯的任何混合物。优选,多官能醇具有两个、三个或四个羟基,并且更优选选自聚亚烷基二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。二异氰酸酯与多官能醇的比率取决于存在于多官能醇中的羟基的数量。异氰酸酯基团相对于醇基团的过量应适当,以确保支化异氰酸酯组分每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、最优选至少2.8个异氰酸酯基团。
例如,异氰酸酯组分可为2-(羟基甲基)-2-乙基丙烷-1,3-二醇与工业级亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的反应产物,例如含有约55重量% 2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和45重量% 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的商标Desmodur? LS2424 (可得自Bayer AG)。
备选或此外,异氰酸酯组分选自每分子具有多于两个异氰酸酯基团的低聚异氰酸酯。优选式(V)的化合物:

其中n为1、2、3或4。后一种异氰酸酯作为聚合MDI (PMDI)市售可得。合适的PMDI或MDI和PMDI的混合物的实例为含有与异构体和较高官能的同系物(PMDI)混合的4,4'-二苯基-甲烷二异氰酸酯(MDI)的Desmodur? VKS10 (可得自Bayer AG),以及含有基于二苯基甲烷二异氰酸酯的芳族多异氰酸酯预聚物(官能度为2.8,NCO 16%)的Desmodur? E-21 (可得自Bayer AG)。
根据本发明的另一方面,多元醇组分的羟基可与聚醚、聚酯或聚丁二烯低聚物连接。优选,多元醇包含高分子量和低分子量多元醇的组合,例如每分子平均包含约2-约4个羟基的那些多元醇。优选多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。最优选,多元醇组分为基于聚丁二烯的多元醇.。
根据本发明的另一方面,聚醚多元醇或聚酯醇组分的数均分子量为300-6000。优选,聚醚多元醇或聚酯醇组分每分子平均包含约2-约3个羟基。
合适的多元醇组分为例如蓖麻油衍生的多元醇例如Albodur? Lv 43008 (可得自Al-berdingk Boley),聚丁二烯骨架多元醇例如Poly bd R 45HTLO (可得自Cray Valley),Desmophene? 2060 Bd或线型聚丙烯聚醚多元醇例如Desmophene? 1262 (两者均可得自Bayer AG,德国)。
根据本发明的一方面,选择多元醇组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约50-80%。
式(I)的潜在的胺组分优选为二胺、三胺或四胺化合物与醛和/或酮的缩合产物

其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基,每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1-3的整数。根据本发明的一方面,醛选自脂族和脂环族醛。合适的醛的实例为丙醛、三甲基乙醛、异丁醛、己醛、2-乙基己醛、2-甲基丁醛、2-乙基丁醛、辛醛、戊醛、异戊醛、2-甲基戊醛、2,3-二甲基戊醛、2-甲基十一烷醛、环己基甲醛、甲氧基乙醛、2-烷氧基-2-甲基丙醛例如2-甲氧基-2-甲基丙醛、2-羟基-2-甲基丙醛、有机羧酸的酯和2-羟基-2-甲基丙醛例如2-乙酰氧基异丁醛、3-烷氧基-2,2-二甲基丙醛例如3-正丁氧基-2,2-二甲基丙醛、2,2-二甲基-3-羟基丙醛和短链有机羧酸的酯例如2,2-二甲基-3-乙酰氧基丙醛或2,2-二甲基-3-异丁酰氧基丙醛、环丙烷甲醛、9-乙基-3-咔唑甲醛、10-甲基蒽-9-甲醛、芘甲醛、苯甲醛、邻-、间-或对-甲苯基甲醛、2-或4-甲基苯甲醛、2-或4-乙基苯甲醛、2-或4-丙基苯甲醛、2-或4-丁基苯甲醛、2,4-二甲基苯甲醛、2,4,5-三甲基苯甲醛、对-茴香醛、3-甲基-对-茴香醛、间-或对-乙氧基苯甲醛、间-或对-苯氧基苯甲醛、烟碱醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛和二苯基乙醛,和前述醛的混合物。合适的酮包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮、二异丙基酮、苯基甲基酮、甲基正丁基酮、甲基仲丁基酮、甲基戊基(methamyl)酮、二苯基酮、频哪酮、甲基己酮、异丁基庚基酮、甲基环己酮、环戊酮、环庚酮、苯乙酮、苯基乙基酮和3,3,5-三甲基环己酮。
合适的胺为式(VI)的化合物:
H2N-[A-NH2]n   (VI),
其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,n为1-3的整数。合适的胺为例如乙二胺、乙二醇二胺、丙二醇二胺和脂环族二胺。合适的潜在的胺组分例如描述于欧洲专利0 531 249,其公开内容通过引用结合到本文中。
最优选,潜在的胺组分为Vestamin? A139 (可得自Evonik Industries,德国)或在骨架中具有氧丙烯单元并且分子量为约2000的二官能的聚醚胺,例如Jeffamine? D2000 (可得自Huntsman Corporation,U.S.A.)。
根据本发明的一个备选实施方案,胺为式(II)的聚噁唑烷次基类型。这样的化合物可如下制备:在第一步中,根据以下反应流程,通过N-羟基烷基-乙醇胺(优选二乙醇胺)与相应的酮或醛缩合:

其中R8和R9如前定义,R11为烷叉基,优选具有1-20个碳原子,更优选1-5个碳原子。合适的酮和醛在以上关于式(I)的潜在的胺组分举例说明。
在从水和剩余的羰基化合物纯化后,在第二步骤,含有噁唑烷次基和羟基的所述缩合产物与能与羟基反应的多官能化合物反应,得到式(II)的化合物。优选的多官能化合物为关于异氰酸酯组分所描述的多官能烷基异氰酸酯、芳基异氰酸酯和烷基芳基异氰酸酯和它们的衍生物。根据以下反应流程,含有噁唑烷次基和羟基的缩合产物与所述多官能烷基异氰酸酯、芳基异氰酸酯或烷基芳基异氰酸酯反应将得到式(II)的化合物,其中R10为包含至少两个氨基甲酸酯基团的烷叉基或烷基芳叉基:

其中R8、R9和R11如前定义,R13为烷基、芳基或烷基芳基。
或者根据以下反应流程,噁唑烷次基羟基可与低分子量醇的碳酸酯进行酯交换,得到式(II)的化合物,其中R10为包含至少一个碳酸酯基团的烷叉基:

其中R8、R9和R11如前定义,R12为优选具有1-12个碳原子、更优选1-6个碳原子、最优选1-2个碳原子的烷基。式(II)的优选的胺为噁唑烷乙醇,2-(1-甲基乙基)-3,3'-碳酸酯,或六亚甲基二异氰酸酯二氨基甲酸酯与2-异丙基-3-(2-羟基乙基)噁唑烷(oxadolidine)的反应产物。
以上提及的式(II)的优选潜在胺作为Hardener VP LS 2959和Hardener OZ (两者均可得自Bayer,德国)、Incozol? LV和Incozol? 4 (可得自Incorez,Lancashire,UK)市售可得。
根据本发明的另一方面,选择潜在的胺组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约10-40%。
根据本发明的另一方面,组合物包含式(III)的基于硅烷的化合物

其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7)n-Z,其中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。
优选烷氧基R3、R4、R5和/或R6选自甲氧基、乙氧基、丙氧基和甲氧基乙氧基。优选的有机硅烷为氨基硅烷、环氧硅烷、巯基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷、咪唑硅烷和异氰酸基硅烷。优选的硅烷选自(3-氨基-丙基)三乙氧基硅烷、2,3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三-甲氧基-硅烷。
根据本发明的另一方面,备选或优选地,除了基于硅烷的粘附促进剂以外,还可使用羟基羧酸组分。羟基羧酸组分具有式(IV):
(HO)nX(COOH)m    (IV),
其中m和n独立地为1、2或3,X为包含1-22个碳原子的有机基团。优选,X为脂族、脂环族或芳族部分。特别优选的羟基羧酸为具有10-23个碳原子的含有羟基的脂肪酸。特别优选12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸和12-羟基-十八烷酸。其它合适的羟基羧酸为通过不饱和脂肪酸(例如油酸或亚油酸)的羟基化得到的脂肪酸,或者在使豆油羟基化后分离的羟基化的植物衍生油脂肪酸,例如羟基化的豆油脂肪酸。
根据本发明的另一方面,选择羟基羧酸组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约0.1-10%。
此外,本发明的多组分防水组合物可含有聚氨酯领域常见的其它成分,例如有机或无机填料、催化剂、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂、流变学添加剂等。
可用于本发明的防水组合物的填料包括二氧化硅、膨润土、白垩、滑石、硅酸钙、硅灰石、石棉、硫酸钡、石墨、水合氧化铝、温石棉、蛇纹岩、珍珠岩、蛭石、云母、青石棉、硅酸锆、锆酸钡、硅酸锆钙、硅酸锆镁、玻璃珠、玻璃纤维、二氧化钛、PMF矿物纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、纤维素纤维,可使用聚丙烯纤维,各种碳酸钙例如白垩、方解石、沉淀碳酸钙、白云石等、铝硅酸盐例如高岭土、二氧化硅填料例如HiSil?、Min U Sil?、Cab-O Sil?等、纤维质滑石、增强和非增强炭黑、天然有机填料、二氧化钛、聚氯乙烯或薄片类型填料。其它合适的填料包括各种水合硅酸镁和取代的硅酸镁,例如角闪石和蛇纹岩类的矿物质。
可用于本发明的防水组合物的催化剂包括含有铋、锡、汞、锌或铅的有机金属化合物或这些金属与有机酸的盐。胺催化剂也可用于本发明的防水组合物。
可用于本发明的防水组合物的增塑剂包括有机羧酸的酯或它们的酸酐、邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异癸基酯、己二酸酯例如己二酸二辛酯、有机磺酸酯、聚丁烯、苯并呋喃-茚液体树脂和不与异氰酸酯反应的其它化合物。
本发明的防水组合物作为液体施用于混凝土结构上,当混合不同的组分后,将开始固化。优选,所述多组分作为多组分组合物递送,其中异氰酸酯组分与多元醇组分、与潜在的胺组分、和与(如果存在于组合物中)羟基酸组分分离。优选多组分组合物作为双组分组合物存在,其中各单独组分以液体形式存在,其中第一组分包含(a)至少一种支化异氰酸酯组分;和其中第二组分包含(b)至少一种多元醇组分;(c)至少一种具有式(I)或(II)的潜在的胺组分;和(d)至少一种式(III)的基于硅烷的化合物和/或至少一种羟基酸组分,其中各单独组分如上所述。或者,多组分多组分组合物作为三组分组合物存在,其中各单独组分以液体形式存在,其中第一组分包含(a)至少一种支化异氰酸酯组分;其中第二组分包含(b)至少一种多元醇组分;(c)至少一种具有式(I)或(II)的潜在的胺组分;和其中第三组分包含(d)至少一种式(III)的基于硅烷的化合物和/或至少一种羟基酸组分,其中各单独组分如上所述。
多组分防水组合物可采用非常不同的方式施用于混凝土结构。例如,以上提及的各单独液体组分保持在封闭的分开的鼓中,由此将它们通过软管泵送至喷枪。在所述喷枪中,将各单独组分混合,将混合的组合物喷在混凝土结构上。这种施用方式可用于大面积。或者,将各单独液体组分合并,并且在一个容器中混合在一起。混合完成后,通常耗费一些时间,直至混合的组合物完全固化。随后将混合的组合物手动施用于混凝土结构的表面。通常使用辊在水平表面上施用混合的组合物,使用泥铲或抹刀施用到垂直表面上。
通常,在混凝土壁上施用混合组合物至2-5 mm的厚度。2 mm的涂层厚度通常被认作防水标准。膜可用作自身独立的防水膜,但是也可作为片材附件施用到膜,以在片材由于基材的复杂形状而不能施用的空间填充间隙。
通过以下非限制性实施例来进一步说明本发明。
实施例1:制备二异氰酸酯组分
137.4 g 2-(羟基甲基)-2-乙基丙烷-1,3-二醇与826 g含有约55重量% 2,4'-MDI和45重量% 4,4'-MDI的工业级MDI (商标Desmodur? LS2424)反应。反应产物每分子平均包含2.77个异氰酸酯基团。反应产物在下文中称为固化剂1。
实施例2:制备潜在的胺组分
以Jeffamine? D2000商品名市售可得自Hunstman Corp.,Texas,U.S.A.的分子量为2060的聚氧化丙烯二胺的醛亚胺和异丁醛采用以下方式制备:向含有206 g聚氧化丙烯二胺(0.2当量)的烧瓶中逐滴加入15 g异丁醛(0.208当量)。在氮气气氛下,将混合物在50℃下搅拌12小时。反应完成后,在1 mm Hg下,减压蒸除水和过量的醛。
实施例3:制备多元醇组分
将以下成分混合:
30.0份Desmophene? 1262-线型聚丙烯多元醇;
46.1份封端的胺1;
5.0份可得自W.R. GRACE的Sylosiv? A-10-结晶铝硅酸盐沸石;
0.5份可得自BYK AG的Byk A530-消泡剂;
0.01份可得自Vertellus Performance Materials的Coscat? BiZn:铋和锌有机盐的混合物;
40.0份可得自Ruetgers AG的基于石油衍生的C9馏分的Novares? T1 10-芳族烃树脂;
10.0份可得自Evonik Industries的比表面积为200 m2/g的Aerosil? 200-亲水热解法二氧化硅;
40.0份Magsil Saphire?滑石;
2.0份蓖麻油酸;和
1.0份(3-氨基丙基)-三乙氧基硅烷。
多元醇混合物在下文中称为多元醇1。
多元醇1可例如使用44.5份Suprasec? 2237或32.1份Desmodur? VKS 10或64.5份上述固化剂1固化。
实施例4:制备防水组合物
第一组分:
167.6 g Desmodur? E-21 MDI异氰酸酯预聚物(可得自Bayer AG),官能度为2.8;16% NCO。
第二组分:
100 g Desmophen? 1262 BD (当量=260)聚醚多元醇(可得自Bayer AG);
21.4 g由Evonik Industries供应的被异丁醛封端的Vestamine? A-139脂环族胺;
0.3 g由BYK AG供应的Byk A 535消泡剂;
0.01 g由Vertelius供应的Coscat? Bi/Zn催化剂;
20 g由Ruetgers AG供应的基于石油衍生的C9馏分的Novares? n-1 800-芳族烃树脂;
100 g由Solvay供应的Winnofil? SPM-特细涂布的沉淀碳酸钙;
2.0 g由Aldrich供应的蓖麻油酸。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种防水组合物,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分,其中所述异氰酸酯组分为亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和多官能醇的反应产物;和
(b) 至少一种羟基羧酸组分,其为具有10-23个碳原子的含羟基脂肪酸。
2.一种防水组合物,所述组合物包含:
(a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分,其中所述异氰酸酯组分为二异氰酸酯和多官能醇的反应产物;
(b) 至少一种多元醇组分;
(c) 至少一种具有式(I)或式(II)的潜在的胺组分;

其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基,并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3;

其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团或至少一个碳酸酯的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉基,n为1、2、3或4;
(d) 至少一种羟基羧基组分,其为具有10-23个碳原子的含羟基脂肪酸。
3.权利要求2的防水组合物,其进一步包含至少一种式(III)的基于硅烷的化合物:

其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7)n-Z,其中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。
4.权利要求2或3的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分为亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)与多官能醇的反应产物。
5.权利要求2或3中任一项的防水组合物,其中所述二异氰酸酯选自4-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基-甲基环己烷、全氢-2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯,和前述异氰酸酯的任何混合物。
6.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述多官能醇选自聚亚烷基二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。
7.权利要求2-5中任一项的防水组合物,其中多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。
8.权利要求7的防水组合物,其中聚醚多元醇或聚酯醇组分的重均分子量为500-6000,并且每分子平均包含约2-约3个羟基。
9.权利要求2-8中任一项的防水组合物,其中选择多元醇组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约50-80%。
10.权利要求2-9中任一项的防水组合物,其中所述潜在的胺组分为多元胺化合物与醛和/或酮的缩合产物。
11.权利要求2-10中任一项的防水组合物,其中选择潜在的胺组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约10-40%。
12.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述羟基羧酸组分选自12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸和12-羟基-十八烷酸。
13.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中选择羟基羧酸组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量的约0.1-10%。
14.前述权利要求中任一项的防水组合物,所述组合物还包含有机和/或无机填料、催化剂、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂和/或流变学添加剂。
15.权利要求2-14中任一项的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分以一定量加入,使得异氰酸酯基团与氢供体的比率为0.9-1.4。
16.一种使混凝土结构防水的方法,其中以液体形式向混凝土结构施用前述权利要求中任一项的防水组合物。

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1、(10)申请公布号 CN 104364225 A (43)申请公布日 2015.02.18 C N 1 0 4 3 6 4 2 2 5 A (21)申请号 201280073757.2 (22)申请日 2012.06.06 C04B 41/00(2006.01) C04B 41/48(2006.01) C09D 175/00(2006.01) C08G 18/08(2006.01) C08G 18/28(2006.01) C08G 18/48(2006.01) C08G 18/76(2006.01) C08G 18/22(2006.01) C08G 18/24(2006.01) C08G 18。

2、/10(2006.01) C08G 18/32(2006.01) C08G 18/80(2006.01) (71)申请人格雷斯公司 地址美国马里兰州 (72)发明人 W.多曼诺夫斯基 M.贾纳什茨克 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人周李军 徐厚才 (54) 发明名称 用于混凝土结构防水的基于聚氨酯的防水组 合物 (57) 摘要 本发明涉及基于聚氨酯的防水组合物,其特 别可用于混凝土结构的防水。所述组合物的特 征在于,它们包含至少一种每分子平均包含至少 2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分和至少 一种羟基羧酸组分。优选所述组合物还包含至少 一种多元醇组分和。

3、至少一种潜在的胺组分。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.05 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/060651 2012.06.06 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/182234 EN 2013.12.12 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 按照条约第19条修改的权利要求书2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 按照条约第19条修改的权利要求书2页 (10)申请公布号 CN 104364225 A CN 104364225 A 1/2页 2 1. 一种防水组合物,所。

4、述组合物包含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分;和 (b) 至少一种羟基羧酸组分。 2. 一种防水组合物,所述组合物包含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分; (b) 至少一种多元醇组分; (c) 至少一种具有式(I)或式(II)的潜在的胺组分; , 其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基, 并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3; , 其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团 或至少一个碳酸酯的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉。

5、基,n为1、2、3或4; (d) 至少一种羟基羧基组分和/或至少一种式(III)的基于硅烷的化合物: 其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7) n -Z,其 中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约 20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。 3. 权利要求1或2的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分为二异氰酸酯与多官能醇的 反应产物。 4. 权利要求3的防水组合物,其中所述二异氰酸酯选自4-甲基-1,3-亚苯基二异氰 酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸。

6、酯、1,3-亚苯基二异氰 酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基 二异氰酸、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己 烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸 基-甲基环己烷、全氢-2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4-二苯基甲烷二异氰酸 酯、1,3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯,和前述异氰 酸酯的任何混合物。 5. 权利要求3或4中任一项的防水组合物,其中所述多官能醇选自聚亚烷基二醇、新 戊二醇、。

7、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。 权 利 要 求 书CN 104364225 A 2/2页 3 6. 权利要求1或2的防水组合物,其中所述二异氰酸酯为式(V)的化合物: , 其中n为1、2、3或4。 7. 权利要求2-6中任一项的防水组合物,其中多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。 8. 权利要求7的防水组合物,其中聚醚多元醇或聚酯醇组分的重均分子量为 500-6000,并且每分子平均包含约2-约3个羟基。 9. 权利要求2-8中任一项的防水组合物,其中选择多元醇组分的量,使其组成总组合 物中氢供体总当量的约50-80%。 10. 权利要求2-9中任一项的防水组合物,。

8、其中所述潜在的胺组分为多元胺(因为n) 化合物与醛和/或酮的缩合产物。 11. 权利要求2-10中任一项的防水组合物,其中选择潜在的胺组分的量,使其组成总 组合物中氢供体总当量的约10-40%。 12. 前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述羟基羧酸组分具有式(IV): (HO) n X(COOH) m (IV), 其中m和n独立地为1、2或3,X为包含1-22个碳原子的有机基团。 13. 前述权利要求中任一项的防水组合物,其中选择羟基羧酸组分的量,使其组成总 组合物中氢供体总当量的约0.1-10%。 14. 前述权利要求中任一项的防水组合物,所述组合物还包含有机和/或无机填料、 催化剂、。

9、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂和/或流变学添加剂。 15. 权利要求2-14中任一项的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分以一定量加入,使 得异氰酸酯基团与氢供体的比率为0.9-1.4。 16. 一种使混凝土结构防水的方法,其中以液体形式向混凝土结构施用前述权利要求 中任一项的防水组合物。 权 利 要 求 书CN 104364225 A 1/8页 4 用于混凝土结构防水的基于聚氨酯的防水组合物 0001 本发明涉及基于聚氨酯的防水组合物,其特别可用于混凝土结构的防水。 0002 发明背景 混凝土结构,尤其是陷入地面的那些结构,经历多种破坏性因素,例如水、霜、二氧化 碳、吸湿的盐。因此,通常。

10、通过用防水膜覆盖来保护混凝土结构。除了防止水渗透以外,防 水膜还防止对建筑部件的结构破坏。 0003 当前,典型的防水膜以片材形式或作为液体施用于结构的防水组合物得到。在固 化后,液体防水组合物形成水不可渗透的弹性无缝膜。许多液体防水涂层基于两组分聚氨 酯系统,其包含多元醇组分和多异氰酸酯组分,当彼此反应后,形成聚氨酯聚合物。 0004 进一步已知通常在混凝土中捕获并且从其表面发出的湿气与异氰酸酯组分反应, 形成胺和气态二氧化碳(CO 2 )。该气态二氧化碳可穿透未固化的膜,从而产生针孔,通过该 针孔水可渗透,或者其可保持在混凝土表面和防水膜之间捕获,从而劣化防水膜与混凝土 结构的粘附。 00。

11、05 因此,典型的基于聚氨酯的防水膜需要利用底漆,例如基于环氧树脂、不饱和丙烯 酸类树脂、聚氨酯等的底漆。然而,使用底漆昂贵并且耗时,尤其是由于安装成本、表面制备 和砂磨。因此,期望避免在液体的基于聚氨酯的防水膜中使用底漆,同时仍保持防水膜与混 凝土结构的可接受的粘附,并且同时避免形成由湿气与异氰酸酯组分反应引起的针孔。 0006 发明概述 通过防水组合物解决以上提及的问题,所述组合物包含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、更优选至少2.8个异氰酸 酯基团的支化异氰酸酯组分; (b) 至少一种羟基羧酸组分。 0007 根据本发明的另一方面,通过防水组合物解决以上提。

12、及的问题,所述组合物包 含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、更优选至少2.8个异氰酸 酯基团的支化异氰酸酯组分; (b) 至少一种多元醇组分; (c) 至少一种具有式(I)或(II)的潜在的胺组分; , 其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基, 并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3; 说 明 书CN 104364225 A 2/8页 5 , 其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团 或至少一个碳酸二酯基团的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉基,n为1、2、3或4; (d) 至少。

13、一种羟基羧酸组分和/或至少一种式(III)的基于硅烷的化合物: 其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7) n -Z,其 中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约 20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。 0008 当向混凝土结构施用防水组合物的组分后,至少一种支化异氰酸酯组分将与至少 一种多元醇组分的羟基反应,从而引起系统固化。不希望束缚于任何理论,认为夹带的或存 在于混凝土结构表面的水分将首先与至少一种潜在的胺组分反应,从而存在于潜在的胺组 分中的醛亚氨基或酮亚氨基水解,以产生氨。

14、基化合物和醛或酮。由于该水解反应可逆,并且 化学平衡朝向醛亚胺/酮亚胺一侧,可假定,在不存在对胺具有反应性的基团下,仅一些醛 亚氨基/酮亚氨基被水解。在异氰酸酯基团存在下,水解平衡偏移,由于水解的醛亚氨基或 酮亚氨基与异氰酸酯基团不可逆地反应。因此,防水组合物在液体-混凝土界面上的固化 通过水分加速,并且导致形成薄的固化膜。固化的膜用作“原位“形成的底漆,从而避免形 成针孔和增强防水组合物与混凝土壁的粘附。当使用多-噁唑烷次基而非先前提及的化合 物时,发生类似的过程。 0009 此外,已发现现有的液体系统不总是提供与混凝土足够长期的粘附。已发现多元 醇组分、支化异氰酸酯组分、式(III)的基于。

15、硅烷的化合物和羟基酸组分的组合提高防水 组合物与混凝土壁的长期粘附,尤其是当浸没在水中时。意外地发现,对于以上呈现的系 统,并且还对于其它可化学固化的产品(包括其它类型的聚氨酯和产物和硅氧烷封端的预 聚物),羟基酸(尤其是羟基-脂肪酸)为用于混凝土表面的非常良好的粘附促进剂。 0010 定义 除非另外明确限定,否则以上和在整个本发明的描述中使用的化学术语应被本领域普 通技术人员理解为具有以下指示的含义。 0011 本文使用的术语“烷基“或“烷叉基“通常指直链或支链结构的优选具有1-20 个碳原子、更优选1-8个碳原子的饱和烃基,包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁 基、仲丁基、叔丁基、。

16、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。例如,烷基包括C 1-8 烷基、C 1-4 烷基 等。C 1-8 烷基在可用的化合价允许的情况下可任选被取代。“烷叉基“与“烷基“区别在 于,前者为二价的,而后者为一价的。 0012 本文使用的术语“烷氧基“通常指式-O-烷基的直链或支链结构的优选具有1-20 个、更优选1-8个碳原子的饱和烃基,包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、 说 明 书CN 104364225 A 3/8页 6 异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等。例如,烷氧基包括C 1-8 烷氧基、C 1-4 烷氧基等。C 1-8 烷氧基在可用的化合价允许的情况下可任选被。

17、取代。 0013 本文使用的术语“芳基“或“芳叉基“通常指单环,双环或多环芳族碳原子环结 构基团,包括苯基、萘基、蒽基、芴基、基、菲基等。芳基基团在可用的化合价允许的情况下 可任选被取代。优选芳基含有6-14个、更优选6-10个碳原子。“芳叉基“与“芳基“区别 在于,前者为二价的,而后者为一价的。 0014 本文使用的术语“取代基“指在指定的原子位置被取代的在核分子的原子上的位 置变量,代替指定原子上的一个或多个氢,条件是不超过指定原子的正常的化合价,并且取 代导致稳定的化合物。只有这样的组合导致稳定的化合物,取代基和/或变量的组合才是 可允许的。还应注意到,具有看起来不满足本文描述或显示的化。

18、合价的任何碳以及杂原子 假定具有足够数量的氢原子以满足描述或显示的化合价。 0015 发明详述 根据本发明的一方面,异氰酸酯组分每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、 最优选至少2.8个异氰酸酯基团。优选异氰酸酯组分每分子平均包含至多100个、更优 选至多50个、甚至更优选至多10个,例如至多3.5个异氰酸酯基团。优选,异氰酸酯组 分以一定量加入,使得异氰酸酯基团与氢供体的比率(在聚氨酯行业中称为“指数“)为 0.9-1.4。异氰酸酯组分可例如为二异氰酸酯与多官能醇的反应产物。优选,二异氰酸酯 选自4-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4-二苯基甲。

19、 烷二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异 氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三 甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸 酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基-甲基环己烷、全 氢-2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-四甲基亚二甲 苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯,和前述异氰酸酯的任何混合物。优 选,多官能醇具有两个、三个或四个羟基,并且更。

20、优选选自聚亚烷基二醇、新戊二醇、甘油、 三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。二异氰酸酯与多官能醇的比 率取决于存在于多官能醇中的羟基的数量。异氰酸酯基团相对于醇基团的过量应适当,以 确保支化异氰酸酯组分每分子平均包含至少2.3个、优选至少2.5个、最优选至少2.8个异 氰酸酯基团。 0016 例如,异氰酸酯组分可为2-(羟基甲基)-2-乙基丙烷-1,3-二醇与工业级亚甲基 二苯基二异氰酸酯(MDI)的反应产物,例如含有约55重量% 2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯 和45重量% 4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯的商标Desmodur LS2424 (可得自Bayer AG)。 00。

21、17 备选或此外,异氰酸酯组分选自每分子具有多于两个异氰酸酯基团的低聚异氰酸 酯。优选式(V)的化合物: 其中n为1、2、3或4。后一种异氰酸酯作为聚合MDI (PMDI)市售可得。合适的PMDI或 说 明 书CN 104364225 A 4/8页 7 MDI和PMDI的混合物的实例为含有与异构体和较高官能的同系物(PMDI)混合的4,4-二 苯基-甲烷二异氰酸酯(MDI)的Desmodur VKS10 (可得自Bayer AG),以及含有基于二苯 基甲烷二异氰酸酯的芳族多异氰酸酯预聚物(官能度为2.8,NCO 16%)的Desmodur E-21 (可得自Bayer AG)。 0018 根据。

22、本发明的另一方面,多元醇组分的羟基可与聚醚、聚酯或聚丁二烯低聚物连 接。优选,多元醇包含高分子量和低分子量多元醇的组合,例如每分子平均包含约2-约4 个羟基的那些多元醇。优选多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。最优选,多元醇组分为基 于聚丁二烯的多元醇.。 0019 根据本发明的另一方面,聚醚多元醇或聚酯醇组分的数均分子量为300-6000。优 选,聚醚多元醇或聚酯醇组分每分子平均包含约2-约3个羟基。 0020 合适的多元醇组分为例如蓖麻油衍生的多元醇例如Albodur Lv 43008 (可 得自Al-berdingk Boley),聚丁二烯骨架多元醇例如Poly bd R 45HTLO (可。

23、得自Cray Valley),Desmophene 2060 Bd或线型聚丙烯聚醚多元醇例如Desmophene 1262 (两者均 可得自Bayer AG,德国)。 0021 根据本发明的一方面,选择多元醇组分的量,使其组成总组合物中氢供体总当量 的约50-80%。 0022 式(I)的潜在的胺组分优选为二胺、三胺或四胺化合物与醛和/或酮的缩合产物 其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基团独立地选自氢、烷基和芳基, 每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1-3的整数。根据本发明的一方面,醛选自脂 族和脂环族醛。合适的醛的实例为丙醛、三甲基乙醛、异丁醛、己醛、2-乙基己醛、2-。

24、甲基丁 醛、2-乙基丁醛、辛醛、戊醛、异戊醛、2-甲基戊醛、2,3-二甲基戊醛、2-甲基十一烷醛、环己 基甲醛、甲氧基乙醛、2-烷氧基-2-甲基丙醛例如2-甲氧基-2-甲基丙醛、2-羟基-2-甲基 丙醛、有机羧酸的酯和2-羟基-2-甲基丙醛例如2-乙酰氧基异丁醛、3-烷氧基-2,2-二甲 基丙醛例如3-正丁氧基-2,2-二甲基丙醛、2,2-二甲基-3-羟基丙醛和短链有机羧酸的酯 例如2,2-二甲基-3-乙酰氧基丙醛或2,2-二甲基-3-异丁酰氧基丙醛、环丙烷甲醛、9-乙 基-3-咔唑甲醛、10-甲基蒽-9-甲醛、芘甲醛、苯甲醛、邻-、间-或对-甲苯基甲醛、2-或 4-甲基苯甲醛、2-或4-乙基。

25、苯甲醛、2-或4-丙基苯甲醛、2-或4-丁基苯甲醛、2,4-二甲 基苯甲醛、2,4,5-三甲基苯甲醛、对-茴香醛、3-甲基-对-茴香醛、间-或对-乙氧基苯 甲醛、间-或对-苯氧基苯甲醛、烟碱醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛和二苯基乙醛,和前述醛 的混合物。合适的酮包括丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丙基酮、甲基异 丁基酮、二异丙基酮、苯基甲基酮、甲基正丁基酮、甲基仲丁基酮、甲基戊基(methamyl)酮、 二苯基酮、频哪酮、甲基己酮、异丁基庚基酮、甲基环己酮、环戊酮、环庚酮、苯乙酮、苯基乙 基酮和3,3,5-三甲基环己酮。 0023 合适的胺为式(VI)的化合物: H 2 N-A-NH。

26、 2 n (VI), 其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,n为1-3的整数。合适的胺为例如乙二胺、 说 明 书CN 104364225 A 5/8页 8 乙二醇二胺、丙二醇二胺和脂环族二胺。合适的潜在的胺组分例如描述于欧洲专利0 531 249,其公开内容通过引用结合到本文中。 0024 最优选,潜在的胺组分为Vestamin A139 (可得自Evonik Industries,德国)或 在骨架中具有氧丙烯单元并且分子量为约2000的二官能的聚醚胺,例如Jeffamine D2000 (可得自Huntsman Corporation,U.S.A.)。 0025 根据本发明的一个备选实施方。

27、案,胺为式(II)的聚噁唑烷次基类型。这样的化合 物可如下制备:在第一步中,根据以下反应流程,通过N-羟基烷基-乙醇胺(优选二乙醇 胺)与相应的酮或醛缩合: , 其中R8和R9如前定义,R11为烷叉基,优选具有1-20个碳原子,更优选1-5个碳原子。 合适的酮和醛在以上关于式(I)的潜在的胺组分举例说明。 0026 在从水和剩余的羰基化合物纯化后,在第二步骤,含有噁唑烷次基和羟基的所述 缩合产物与能与羟基反应的多官能化合物反应,得到式(II)的化合物。优选的多官能化合 物为关于异氰酸酯组分所描述的多官能烷基异氰酸酯、芳基异氰酸酯和烷基芳基异氰酸酯 和它们的衍生物。根据以下反应流程,含有噁唑烷次。

28、基和羟基的缩合产物与所述多官能烷 基异氰酸酯、芳基异氰酸酯或烷基芳基异氰酸酯反应将得到式(II)的化合物,其中R10为 包含至少两个氨基甲酸酯基团的烷叉基或烷基芳叉基: , 其中R8、R9和R11如前定义,R13为烷基、芳基或烷基芳基。 0027 或者根据以下反应流程,噁唑烷次基羟基可与低分子量醇的碳酸酯进行酯交换, 得到式(II)的化合物,其中R10为包含至少一个碳酸酯基团的烷叉基: 说 明 书CN 104364225 A 6/8页 9 , 其中R8、R9和R11如前定义,R12为优选具有1-12个碳原子、更优选1-6个碳原子、最 优选1-2个碳原子的烷基。式(II)的优选的胺为噁唑烷乙醇,。

29、2-(1-甲基乙基)-3,3-碳 酸酯,或六亚甲基二异氰酸酯二氨基甲酸酯与2-异丙基-3-(2-羟基乙基)噁唑烷 (oxadolidine)的反应产物。 0028 以上提及的式(II)的优选潜在胺作为Hardener VP LS 2959和Hardener OZ (两 者均可得自Bayer,德国)、Incozol LV和Incozol 4 (可得自Incorez,Lancashire,UK) 市售可得。 0029 根据本发明的另一方面,选择潜在的胺组分的量,使其组成总组合物中氢供体总 当量的约10-40%。 0030 根据本发明的另一方面,组合物包含式(III)的基于硅烷的化合物 其中R3为具。

30、有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7) n -Z,其 中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约 20;具有1-约8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。 0031 优选烷氧基R3、R4、R5和/或R6选自甲氧基、乙氧基、丙氧基和甲氧基乙氧基。优 选的有机硅烷为氨基硅烷、环氧硅烷、巯基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷、咪唑硅烷和异氰酸 基硅烷。优选的硅烷选自(3-氨基-丙基)三乙氧基硅烷、2,3-缩水甘油氧丙基三甲氧基 硅烷和3-巯基丙基三-甲氧基-硅烷。 0032 根据本发明的另一方面,备选或优选地,除了基于硅烷。

31、的粘附促进剂以外,还可使 用羟基羧酸组分。羟基羧酸组分具有式(IV): (HO) n X(COOH) m (IV), 其中m和n独立地为1、2或3,X为包含1-22个碳原子的有机基团。优选,X为脂族、 脂环族或芳族部分。特别优选的羟基羧酸为具有10-23个碳原子的含有羟基的脂肪酸。特 别优选12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸和12-羟基-十八烷酸。其它合适的羟基羧酸为通 过不饱和脂肪酸(例如油酸或亚油酸)的羟基化得到的脂肪酸,或者在使豆油羟基化后分 离的羟基化的植物衍生油脂肪酸,例如羟基化的豆油脂肪酸。 0033 根据本发明的另一方面,选择羟基羧酸组分的量,使其组成总组合物中氢供体总 当量的约0。

32、.1-10%。 0034 此外,本发明的多组分防水组合物可含有聚氨酯领域常见的其它成分,例如有机 或无机填料、催化剂、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂、流变学添加剂等。 说 明 书CN 104364225 A 7/8页 10 0035 可用于本发明的防水组合物的填料包括二氧化硅、膨润土、白垩、滑石、硅酸钙、硅 灰石、石棉、硫酸钡、石墨、水合氧化铝、温石棉、蛇纹岩、珍珠岩、蛭石、云母、青石棉、硅酸 锆、锆酸钡、硅酸锆钙、硅酸锆镁、玻璃珠、玻璃纤维、二氧化钛、PMF矿物纤维、尼龙纤维、聚 酯纤维、纤维素纤维,可使用聚丙烯纤维,各种碳酸钙例如白垩、方解石、沉淀碳酸钙、白云 石等、铝硅酸盐例如高。

33、岭土、二氧化硅填料例如HiSil 、Min U Sil 、Cab-O Sil 等、纤维质 滑石、增强和非增强炭黑、天然有机填料、二氧化钛、聚氯乙烯或薄片类型填料。其它合适的 填料包括各种水合硅酸镁和取代的硅酸镁,例如角闪石和蛇纹岩类的矿物质。 0036 可用于本发明的防水组合物的催化剂包括含有铋、锡、汞、锌或铅的有机金属化合 物或这些金属与有机酸的盐。胺催化剂也可用于本发明的防水组合物。 0037 可用于本发明的防水组合物的增塑剂包括有机羧酸的酯或它们的酸酐、邻苯二甲 酸酯例如邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二异癸基酯、己二酸酯例如己二酸二辛酯、有机 磺酸酯、聚丁烯、苯并呋喃-茚液体树脂和不与异氰。

34、酸酯反应的其它化合物。 0038 本发明的防水组合物作为液体施用于混凝土结构上,当混合不同的组分后,将开 始固化。优选,所述多组分作为多组分组合物递送,其中异氰酸酯组分与多元醇组分、与潜 在的胺组分、和与(如果存在于组合物中)羟基酸组分分离。优选多组分组合物作为双组 分组合物存在,其中各单独组分以液体形式存在,其中第一组分包含(a)至少一种支化异 氰酸酯组分;和其中第二组分包含(b)至少一种多元醇组分;(c)至少一种具有式(I)或 (II)的潜在的胺组分;和(d)至少一种式(III)的基于硅烷的化合物和/或至少一种羟基 酸组分,其中各单独组分如上所述。或者,多组分多组分组合物作为三组分组合物存。

35、在,其 中各单独组分以液体形式存在,其中第一组分包含(a)至少一种支化异氰酸酯组分;其中 第二组分包含(b)至少一种多元醇组分;(c)至少一种具有式(I)或(II)的潜在的胺组分; 和其中第三组分包含(d)至少一种式(III)的基于硅烷的化合物和/或至少一种羟基酸组 分,其中各单独组分如上所述。 0039 多组分防水组合物可采用非常不同的方式施用于混凝土结构。例如,以上提及的 各单独液体组分保持在封闭的分开的鼓中,由此将它们通过软管泵送至喷枪。在所述喷枪 中,将各单独组分混合,将混合的组合物喷在混凝土结构上。这种施用方式可用于大面积。 或者,将各单独液体组分合并,并且在一个容器中混合在一起。混。

36、合完成后,通常耗费一些 时间,直至混合的组合物完全固化。随后将混合的组合物手动施用于混凝土结构的表面。通 常使用辊在水平表面上施用混合的组合物,使用泥铲或抹刀施用到垂直表面上。 0040 通常,在混凝土壁上施用混合组合物至2-5 mm的厚度。2 mm的涂层厚度通常被认 作防水标准。膜可用作自身独立的防水膜,但是也可作为片材附件施用到膜,以在片材由于 基材的复杂形状而不能施用的空间填充间隙。 0041 通过以下非限制性实施例来进一步说明本发明。 0042 实施例1:制备二异氰酸酯组分 137.4 g 2-(羟基甲基)-2-乙基丙烷-1,3-二醇与826 g含有约55重量% 2,4-MDI 和45。

37、重量% 4,4-MDI的工业级MDI (商标Desmodur LS2424)反应。反应产物每分子平 均包含2.77个异氰酸酯基团。反应产物在下文中称为固化剂1。 0043 实施例2:制备潜在的胺组分 以Jeffamine D2000商品名市售可得自Hunstman Corp.,Texas,U.S.A.的分子量为 说 明 书CN 104364225 A 10 8/8页 11 2060的聚氧化丙烯二胺的醛亚胺和异丁醛采用以下方式制备:向含有206 g聚氧化丙烯二 胺(0.2当量)的烧瓶中逐滴加入15 g异丁醛(0.208当量)。在氮气气氛下,将混合物在 50下搅拌12小时。反应完成后,在1 mm 。

38、Hg下,减压蒸除水和过量的醛。 0044 实施例3:制备多元醇组分 将以下成分混合: 30.0份Desmophene 1262-线型聚丙烯多元醇; 46.1份封端的胺1; 5.0份可得自W.R. GRACE的Sylosiv A-10-结晶铝硅酸盐沸石; 0.5份可得自BYK AG的Byk A530-消泡剂; 0.01份可得自Vertellus Performance Materials的Coscat BiZn:铋和锌有机盐的 混合物; 40.0份可得自Ruetgers AG的基于石油衍生的C 9 馏分的Novares T1 10-芳族烃树 脂; 10.0份可得自Evonik Industrie。

39、s的比表面积为200 m 2 /g的Aerosil 200-亲水热 解法二氧化硅; 40.0份Magsil Saphire 滑石; 2.0份蓖麻油酸;和 1.0份(3-氨基丙基)-三乙氧基硅烷。 0045 多元醇混合物在下文中称为多元醇1。 0046 多元醇1可例如使用44.5份Suprasec 2237或32.1份Desmodur VKS 10或64.5 份上述固化剂1固化。 0047 实施例4:制备防水组合物 第一组分: 167.6 g Desmodur E-21 MDI异氰酸酯预聚物(可得自Bayer AG),官能度为2.8;16% NCO。 0048 第二组分: 100 g Desmo。

40、phen 1262 BD (当量=260)聚醚多元醇(可得自Bayer AG); 21.4 g由Evonik Industries供应的被异丁醛封端的Vestamine A-139脂环族胺; 0.3 g由BYK AG供应的Byk A 535消泡剂; 0.01 g由Vertelius供应的Coscat Bi/Zn催化剂; 20 g由Ruetgers AG供应的基于石油衍生的C 9 馏分的Novares n-1 800-芳族烃树 脂; 100 g由Solvay供应的Winnol SPM-特细涂布的沉淀碳酸钙; 2.0 g由Aldrich供应的蓖麻油酸。 说 明 书CN 104364225 A 11。

41、 1/2页 12 1.一种防水组合物,所述组合物包含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分,其中所 述异氰酸酯组分为亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和多官能醇的反应产物;和 (b) 至少一种羟基羧酸组分,其为具有10-23个碳原子的含羟基脂肪酸。 2.一种防水组合物,所述组合物包含: (a) 至少一种每分子平均包含至少2.3个异氰酸酯基团的支化异氰酸酯组分,其中所 述异氰酸酯组分为二异氰酸酯和多官能醇的反应产物; (b) 至少一种多元醇组分; (c) 至少一种具有式(I)或式(II)的潜在的胺组分; , 其中A选自烷基、环烷基、芳基和烷基芳基,每一个R1基。

42、团独立地选自氢、烷基和芳基, 并且每一个R2基团独立地选自烷基和芳基,n为1、2或3; , 其中每一个R8和R9单独地选自氢和烷基,R10为任选包含至少两个氨基甲酸酯基团 或至少一个碳酸酯的烷叉基、芳叉基或芳基烷叉基,n为1、2、3或4; (d) 至少一种羟基羧基组分,其为具有10-23个碳原子的含羟基脂肪酸。 3.权利要求2的防水组合物,其进一步包含至少一种式(III)的基于硅烷的化合物: 其中R3为具有1-约8个碳原子的烷氧基;和R4、R5、R6各自独立地选自-(R7) n -Z,其 中Z选自氨基、环氧、巯基、异氰酸酯、脲基和咪唑,R7为脂族、脂环族或芳族基团,n为0-约 20;具有1-约。

43、8个碳原子的烷氧基;具有1-约8个碳原子的烷基。 4.权利要求2或3的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分为亚甲基二苯基二异氰酸酯 (MDI)与多官能醇的反应产物。 5.权利要求2或3中任一项的防水组合物,其中所述二异氰酸酯选自4-甲基-1,3-亚 苯基二异氰酸酯、2-甲基-1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、 1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲 基-1,6-六亚甲基二异氰酸、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基 二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-。

44、异氰酸基-3,3,5-三 甲基-5-异氰酸基-甲基环己烷、全氢-2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、全氢-4,4-二苯 基甲烷二异氰酸酯、1,3-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-四甲基亚二甲苯基二异氰酸 按照条约第19条修改的权利要求书CN 104364225 A 12 2/2页 13 酯,和前述异氰酸酯的任何混合物。 6.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述多官能醇选自聚亚烷基二醇、新戊 二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、醇酸树脂,和前述多官能醇的混合物。 7.权利要求2-5中任一项的防水组合物,其中多元醇组分为聚醚醇或聚酯醇组分。 8.权利要求7的防水组合物,其中聚醚多元醇或聚酯醇组分。

45、的重均分子量为 500-6000,并且每分子平均包含约2-约3个羟基。 9.权利要求2-8中任一项的防水组合物,其中选择多元醇组分的量,使其组成总组合 物中氢供体总当量的约50-80%。 10.权利要求2-9中任一项的防水组合物,其中所述潜在的胺组分为多元胺化合物与 醛和/或酮的缩合产物。 11.权利要求2-10中任一项的防水组合物,其中选择潜在的胺组分的量,使其组成总 组合物中氢供体总当量的约10-40%。 12.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中所述羟基羧酸组分选自12-羟基-9-顺 式-十八碳烯酸和12-羟基-十八烷酸。 13.前述权利要求中任一项的防水组合物,其中选择羟基羧酸组分的量,使其组成总组 合物中氢供体总当量的约0.1-10%。 14.前述权利要求中任一项的防水组合物,所述组合物还包含有机和/或无机填料、催 化剂、消泡剂、染料、颜料、增塑剂、油、干燥剂和/或流变学添加剂。 15.权利要求2-14中任一项的防水组合物,其中所述异氰酸酯组分以一定量加入,使 得异氰酸酯基团与氢供体的比率为0.9-1.4。 16.一种使混凝土结构防水的方法,其中以液体形式向混凝土结构施用前述权利要求 中任一项的防水组合物。 按照条约第19条修改的权利要求书CN 104364225 A 13 。

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