一种单组分Ⅱ型聚氨酯防水涂料及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种单组分Ⅱ型聚氨酯防水涂料及制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯防水涂料素有“液体橡胶”的美誉，由于其克服了传统沥青防水涂料和卷材的不足，具有物理性能优、耐化学品性好、防水效果优、施工维修方便、使用寿命长等优点而备受重视，适用于建筑物的防水防潮以及堵漏，故在建筑防水领域内作为一类新型的防水涂料推广。它主要用于地下室、屋面、沟池、厕浴间的防水防渗及化工厂地面和管道的防腐，也可用于人造草坪及弹性地面的防水等。

目前市面上销售的单组分聚氨酯防水涂料产品质量执行GB/T19250～2013中I型的技术指标，对于在一些建筑领域防水要求较高的场所不能够适用，市面上能够满足防水设计要求的产品则是高强型双组分聚氨酯防水涂料。但是双组分聚氨酯防水涂料具有施工要求较高，不易施工、成本价格较高等缺点，因此开发单组分II型聚氨酯防水涂料用来替代高强型双组分聚氨酯防水涂料，降低施工难度，利于推广聚氨酯防水涂料的使用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，以改善现有的单组分聚氨酯防水涂料无法适用于建筑领域防水要求较高场所的技术问题。

本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：异氰酸酯10～30份，聚醚二元醇18～30份，聚醚三元醇5～10份，催化剂0.02～0.1份，聚天门冬氨酸树脂2～10份和潜伏性固化剂0.5～2份。

进一步的，所述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料还包括溶剂、颜填料及助剂中的至少一种；

优选地，所述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料包括按质量份数计的溶剂8～15份；

优选地，所述溶剂包括120#溶剂油、150#溶剂油、乙酸乙酯、乙酸丁酯、DBE或EGDA中的至少一种。

进一步的，所述颜填料包括炭黑、钛白粉、靛蓝、铁黄、铁棕、高岭土、重钙、轻钙、硫酸钡、氧化镁、氧化钙、硅灰石、硅微粉或滑石粉中的至少一种；

优选地，所述轻钙为改性轻钙，所述改性轻钙按照以下步骤制备而成：将轻钙分散在有机溶剂中，然后加入改性剂混合均匀，固液分离，干燥，得到改性轻钙；

优选地，所述改性剂和所述轻钙的质量比为1.5～2.5:100，优选为2:100；

优选地，所述改性剂包括十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、十二烷基三甲基氯化铵、油酸、山梨醇单油酸酯、聚山梨醇酯或硅烷偶联剂中的至少一种；

优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇。

进一步的，所述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料还包括按质量份数计的颜填料20～35份，助剂0.02～0.1份；

优选地，所述助剂包括消泡剂、分散剂或增塑剂中的至少一种；

所述消泡剂包括BYK-051N、BYK-053N或BYK-054中的至少一种；

优选地，所述分散剂包括S527、ANTI TERRA-250、BYK-P 104S或BYK-220S中的至少一种；

优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、50#氯化石蜡、柠檬酸酯类增塑剂和复合增塑剂323中的至少一种。

进一步的，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的至少一种，优选为甲苯二异氰酸酯；

优选地，所述聚天门冬氨酸树脂的NH当量为250～800g/mol，优选为275～380g/mol；

优选地，所述催化剂包括有机金属类催化剂或叔胺类催化剂中的至少一种；

优选地，所述有机金属类催化剂包括二月桂酸丁基锡、锌铋复合催化剂、辛酸亚锡、异辛酸铋、有机锌或锌葵酸锌中的至少一种。

进一步的，所述聚醚二元醇包括第一聚醚二元醇和第二聚醚二元醇，其中，第一聚醚二元醇为数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇，所述第二聚醚二元醇为数均分子量200～1000的端羟基聚醚二元醇；

优选地，所述第一聚醚二元醇和第二聚醚二元醇的质量比为(1～4):(1～6)，优选为(1～3)：(2～3)。

进一步的，所述聚醚三元醇包括端羟基聚醚三元醇，所述端羟基聚醚三元醇的数均分子量为500～5000，羟基为40～400mgKOH/g；

优选地，所述端羟基聚醚三元醇PPG类聚醚三元醇或POP类聚醚三元醇中的至少一种。

本发明的目的之二在于提供上述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法，按照以下步骤进行：

a.将聚醚二元醇、聚醚三元醇、任选的颜填料及任选的助剂混合均匀，在45～55℃，加入异氰酸酯混合均匀，再升温至80～90℃反应1.5～2.5h；

b.将温度降低至45～55℃，加入聚天门冬氨酸树脂以及任选的溶剂混合均匀，再升温至80～90℃，反应1.5～2.5h；

c.将温度降低至60～70℃，加入催化剂混合均匀；

d.将温度降低至45～55℃，加入潜伏性固化剂混合均匀，真空脱气后出料，得到单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

在步骤a中，先将聚醚二元醇、聚醚三元醇、任选的颜填料及任选的助剂混合均匀后先升温至110～130℃，在真空度为-0.1～-0.09MPa下脱水2.5～4h，再降温至45～55℃加入异氰酸酯；

优选地，在步骤d中，真空脱气的温度为43～47℃，真空度为-0.1～-0.09Mpa。

本发明的目的之三在于提供目的之一提供单组分Ⅱ型聚氨酯涂料或根据目的之二提供的制备方法制备得到的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料在防水建筑领域的应用。

本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料通过聚醚二元醇、聚醚三元醇和异氰酸酯为主要原料进行加成反应，生成端-NCO的预聚体，然后采用聚天冬胺酸酯对预聚体进行扩链改性，从而使得预聚体中同时存在氨基甲酸酯键和脲键，然后在催化剂的作用下，预聚体之间进行聚合，并通过潜伏性固化剂与空气中的水分子进行反应而固化，从而得到力学性能优异，防水性能能够满足建筑领域防水要求高的场所的要求的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

另外，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料涂膜致密，成本低，固化时间短，施工可靠，具有广阔的应用前景。

本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法先将聚醚二元醇、聚醚、聚醚三元醇在45～55℃与异氰酸酯混合均匀，再升温至80～90℃反应1.5～2.5h，以生成分子量分布均一的预聚体，然后再降温至45～55℃加入聚天门冬氨酸树脂后升温至80～90℃进行扩链反应，生成脲键分布规整的预聚体，然后再加入催化剂进行聚合反应，得到力学性能优异，防水性能高的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：异氰酸酯10～30份，聚醚二元醇20～30份，聚醚三元醇5～10份，催化剂0.02～0.1份，聚天门冬氨酸树脂2～10份和潜伏性固化剂0.5～2份。

典型但非限制性的，在本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料中，异氰酸酯的质量份数如为10、12、15、18、20、22、25、28或30份，聚醚二元醇的质量份数如为18、20、22、25、28或30份；聚醚三元醇的质量份数如为5、6、8或10份；催化剂的质量份数如为0.02、0.05、0.08或0.1份；聚天门冬氨酸树脂的质量份数如为2、3、5、8或10份，潜伏性固化剂的质量份数如为0.5、0.8、1、1.2、1.5、1.8或2份。

本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料通过聚醚二元醇、聚醚三元醇和异氰酸酯为主要原料进行加成反应，生成端-NCO的预聚体，然后采用聚天冬胺酸酯对预聚体进行扩链改性，从而使得预聚体中同时存在氨基甲酸酯键和脲键，然后在催化剂的作用下，预聚体之间进行聚合，并通过潜伏性固化剂与空气中的水分子进行反应而固化，从而得到力学性能优异，防水性能能够满足建筑领域防水要求高的场所的要求的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

另外，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料成本低，易于施工，具有广阔的应用前景。

[异氰酸酯]

在本发明的一种方案中，异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

优选地，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。通过采用价格低廉的甲苯二异氰酸酯作为唯一的异氰酸酯，一方面能够降低聚氨酯涂料的粘度，另一方面也更有利于制备得到分子链更为规整，柔性更大的聚氨酯，从而进一步提高聚氨酯涂料的强度和韧性。

[聚天门冬氨酸树脂]

在本发明的一种方案中，聚天门冬氨酸树脂的NH当量为250～800g/mol时，制备得到的聚氨酯涂料具备更为优异的力学性能，尤其是当聚天门冬氨酸树脂的NH当量为275～380g/mol时，制备得到的聚氨酯涂料的力学性能更为优异。

典型但非限制性的，聚天门冬氨酸树脂的NH当量如为250、255、260、265、270、275、277、278、280、285、288、290、295、300、320、350、380、400、450、500、550、600、650、700、750或800g/mol。

[聚醚二元醇]

在本发明中，聚醚二元醇优选为端羟基聚醚二元醇，以利于生成的聚氨酯涂料的规整度更高，分子链排列更规整，更能够提高聚氨酯涂料的力学强度。

在本发明的一种方案中，聚醚二元醇为数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇与数均分子量200～1000的端羟基聚醚二元醇的混合物。

采用分子量较大的聚醚二元醇制备得到涂料分子量较大，导致链段的运动能力降低，限制了链段的晶核扩散和排列，聚合物的结晶速率慢，从而导致产品的强度和断裂伸长率均较低。

通过采用数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇与数均分子量200～1000的端羟基聚醚二元醇相互配合作为聚醚二元醇原料，更利于制备得到分子量适中，结构规整的聚氨酯，从而有效提高聚氨酯防水涂料的强度和断裂伸长率。

典型但非限制性的，数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇的数均分子量如为2000、2500、3000、3500、4000、4500或5000；数均分子量为200～1000的端羟基聚醚二元醇的数均分子量如为200、300、400、500、800或1000。

在本发明的一种方案中，当聚醚二元醇为数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇与数均分子量200～1000的端羟基聚醚二元醇的混合物，且两者的质量比为(1～4)：(1～6)时，制备得到的聚氨酯分子量更为适中，结构更加规整，尤其是两者的质量比为(1～3)：(2～3)时，制备得到的聚氨酯具有更为优异的强度和韧性。

典型但非限制性的，数均分子量2000～5000的端羟基聚醚二元醇与数均分子量200～1000的端羟基聚醚二元醇的质量比如为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、2:1、2:3、2:5、3:1、3:2、3:4、3:5、4:1、4:3或4:5。

[聚醚三元醇]

在本发明中，聚醚三元醇优选为端羟基聚醚三元醇，以利于生成的聚氨酯涂料具有更为优异的力学性能。

在本发明的一种方案中，端羟基聚醚三元醇选自PPG类聚醚三元醇，以利于进一步提高聚氨酯分子的规整性，从而进一步提高聚氨酯防水涂料的固化后膜强度和韧性及提高膜片交联密度利于形成体型结构增强产品的耐腐蚀型。

优选地，端羟基聚醚三元醇的数均分子量为500～5000，羟值为40～400mg KOH/g，更利于生成结构规整的聚氨酯，从而进一步提高聚氨酯涂料的强度和韧性。

典型但非限制性的，端羟基聚醚三元醇的数均分子量如为500、800、1000、1500、2000、3000、4000或5000，羟值如为40、50、80、100、150、200、300或400mg KOH/g。

[催化剂]

在本发明的一种方案中，催化剂选自有机金属催化剂或叔胺类催化剂中的至少一种。

优选地，有机金属催化剂选自二月桂酸二丁基锡、锌铋复合催化剂、辛酸亚锡、异辛酸铋、有机锌和新葵酸锌中的任意一种或两种以上的混合物。

优选地，叔胺类催化剂选自脂肪叔胺类、脂环叔胺类、芳香叔胺类和醇叔胺类以及它们的铵盐化合物中的任意一种或两种以上的混合物。

需要说明的是，有机金属催化剂也可以为现有市售的环保性有机金属催化剂。

[潜伏性固化剂]

在本发明的一种方案中，潜伏性固化剂包括亚胺型潜伏性固化剂和噁唑烷型潜伏性固化剂中的一种或两种的混合物。

优选地，潜伏性固化剂选自苏州非特兄弟新材料有限公司LH～101、LH103或LH101A中的一种或几种的混合物。

[颜填料]

在本发明的一种优选方案中，单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料中还包括颜填料，一方面能够降低聚氨酯涂料的成本，另外一方面也能够提高聚氨酯涂料的遮盖性能。

优选地，在发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料中包括按质量份数计的颜填料25～32份。

典型但非限制性的，颜填料的质量份数如为25、26、28、30或32份。

在本发明的一种方案中，颜填料选自炭黑、钛白粉、靛蓝、铁黄、铁棕、高岭土、重钙、轻钙、硫酸钡、氧化镁、氧化钙、硅灰石、硅微粉或滑石粉中的一种或一种的混合物。

优选地，颜填料包括轻钙，轻钙优选为改性轻钙，以利于其更易于在聚氨酯涂料中分散的更均匀。

未改性的轻钙粒径较小，比面积大，在使用过程中容易发生团聚现象，从而导致聚氨酯涂料的力学性能降低，采用改性轻钙能够提高其在涂料中的分散性，提高其与树脂的相容性，从而提高聚氨酯涂料的力学性能。

在本发明的一种方案中，改性轻钙按照以下步骤制备得到：

将轻钙分散在有机溶剂中，加入改性剂混合均匀，然后固液分离，干燥，得到改性轻钙。

优选地，有机溶剂包括但不限于C1～C4的低碳醇，从环保和成本的角度考虑，优选为无水乙醇。

优选地，改性剂和轻钙的质量比为1.5～2.5:10时，制备得到的改性轻钙在聚氨酯涂料中具备优异的分散性，尤其是当改性剂与轻钙的质量比为2：100时，制备得到改性轻钙的分散性更佳。

典型但非限制性的，改性剂和轻钙的质量比如为1.5:100、1.8:100、2:100、2.2:100或2.5:100。

优选地，改性剂选自十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、十二烷基三甲基氯化铵、油酸、山梨醇单油酸酯、聚山梨醇酯或硅烷偶联剂中的一种或几种，其中，硅烷偶联剂包括单不限于KH550、KH560、KH570、KH792或DL6021中的一种或几种的混合物；

优选地，在干燥前，依次采用去离子水和无水乙醇清晰3～5次，以降改性轻钙表面的杂质去除。

优选地，干燥在95～105℃下进行，干燥的时间为10～15h。

典型但非限制性的，干燥的温度如为95、98、100、102或105℃，干燥的时间如为10、11、12、13、14或15h。

[溶剂]

在本发明的一种方案中，单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料中还包括溶剂，以利于将各种原料分散的更为均匀，降低涂料粘度，利于施工。

优选地，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的原料包括按质量份数计的溶剂8～15份。

典型但非限制型的，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料中，溶剂的质量份数如为8、9、10、11、12、13、14或15份。

优选地，溶剂选自120#溶剂油、150#溶剂油、乙酸乙酯、乙酸丁酯、DBE(尼龙酸二甲酯)和EGDA(乙二醇二醋酸酯)中任意一种或两种以上的混合溶液。

[助剂]

在本发明的一种方案中，单组分Ⅱ型聚氨酯的原料还包括助剂，以利于各原料分散的更均匀。

优选地，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料包括按质量份数计的助剂0.01～0.1份。

典型但非限制性的，本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料中，助剂如为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09或0.1质量份。

在本发明的一种优选方案中，助剂包括消泡剂、分散剂或增塑剂中的一种或几种。

优选地，所述消泡剂包括BYK-051N、BYK-053N或BYK-054中的至少一种；

优选地，所述分散剂包括S527、ANTI TERRA-250、BYK-P 104S或BYK-220S中的至少一种；

优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、50#氯化石蜡、柠檬酸酯类增塑剂和复合增塑剂323中的至少一种，以使得增塑剂与聚氨酯具有优异的相容性，减少增塑剂迁移，提高聚氨酯防水涂料的稳定性，其中复合增塑剂323主要由52#氯化石蜡、42#氯化石蜡和DINP复配而成，优选地，三者的质量比为5:2:3。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了上述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法，按照以下步骤进行：

a.将聚醚二元醇、聚醚三元醇、任选的颜填料及任选的助剂混合均匀，在45～55℃，加入异氰酸酯混合均匀，再升温至80～90℃反应1.5～2.5h；

b.将温度降低至45～55℃，加入聚天门冬氨酸树脂以及任选的溶剂混合均匀，再升温至80～90℃，反应1.5～2.5h；

c.将温度降低至60～70℃，加入催化剂混合均匀；

d.将温度降低至45～50℃，加入潜伏性固化剂混合均匀，真空脱气后出料，得到单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

本发明提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法先将聚醚二元醇、聚醚、聚醚三元醇在45～55℃与异氰酸酯混合均匀，再升温至80～90℃反应1.5～2.5h，以生成分子量分布均一的预聚体，然后再降温至45～55℃加入聚天门冬氨酸树脂后升温至80～90℃进行扩链反应，生成脲键分布规整的预聚体，然后再加入催化剂进行聚合反应，得到力学性能优异，防水性能高的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料。

[步骤a]

在步骤a中，异氰酸酯在45～55℃加入到聚醚二元醇、聚醚三元醇以及任选的填料和助剂的混合物中，更利于在未进行加成反应前，将异氰酸酯在混合物中分散均匀。

典型但非限制性的，加入异氰酸酯时控制的温度如为45、48、50、52或55℃，优选为50℃。

当异氰酸酯与聚醚二元醇、聚醚三元醇、任选的填料以及任选的助剂混合均匀后，升温至80～90℃，进行加成反应，反应持续的时间为1.5～2.5h，从而生成结构规整，分子量分布窄的预聚体。

典型但非限制性的，步骤a中，升温进行加成反应的温度如为80、82、85、88或90℃，反应持续的时间如为1.5、1.8、2、2.2或2.5h。

在本发明的一种优选方案中，步骤a中，先将聚醚二元醇、聚醚三元醇、任选的颜填料及任选的助剂混合均匀后先升温至110～130℃，在真空度为-0.1～-0.09MPa下脱水2.5～4h，再降温至45～55℃加入异氰酸酯，以避免原料中的水分影响加成反应的进行。

典型但非限制性的，脱水时的温度如为110、112、115、118、120、122、125、128或130℃，优选为120℃，真空度如为-0.1、-0.098、-0.096、-0.095、-0.092或-0.09MPa，优选为-0.095Mpa；脱水的时间如为2、2.8、3、3.2、3.5、3.8或4h，优选为3h。

[步骤b]

在步骤b中，将温度降低至45～55℃，加入聚天门冬氨酸树脂以及任选的溶剂混合均匀，以利于先将聚天门冬氨酸树脂在预聚体中分散均匀后再进行扩链反应，从而制备得到结构规整的聚氨酯。

典型但非限制性的，加入聚天门冬氨酸树脂时的温度如为45、48、50、52或55℃，优选为50℃。

在步骤b中，加入聚天门冬氨酸树脂混合均匀后，再升温至80～90℃，反应1.5～2.5h，以利于扩链反应进行的更加完全。

典型但非限制性的，进行扩链反应的温度如为80、82、85、88或90℃，优选为85℃，反应时间如为1.5、1.8、2、2.2或2.5h，优选为2h。

[步骤c]

在步骤c中，将温度降低至60～70℃，加入催化剂混合均匀，以利于在催化剂的作用下，加成反应进行的更完全。

典型但非限制性的，步骤c中，加入催化剂时的温度如为60、62、65、68或70℃。

[步骤d]

在步骤d中，将温度降低至45～55℃，再加入潜伏性固化剂，更利于潜伏性固化剂分散的更为均匀，固化反应进行的更为彻底。

典型但非限制性的，加入潜伏性固化剂时的温度如为45、48、50、52或55℃，优选为50℃。

优选地，在步骤d中，真空脱气的温度为43～47℃，真空度为-0.1～-0.09Mpa。

典型但非限制性的，步骤d中，真空脱气的温度如为43、44、45、46或47℃，优选为45℃，真空度如为-0.1、-0.098、-0.096、-0.095、-0.092或-0.09MPa，优选为-0.095Mpa。

在本发明的一种典型方案中，单组分Ⅱ型聚氨酯涂料按照以下步骤制备得到：

(1)在四口烧瓶中加入聚醚二元醇20～30质量份、聚醚三元醇2～10质量份、增塑剂3～10质量份、颜填料质量份25～32质量份搅拌升温到120℃，在真空度为-0.095MPa的条件下脱水3小时；

(2)将温度降到50℃，在高速搅拌条件下加入异氰酸酯20～30质量份，升温至85℃反应2小时；

(3)将温度降到50℃,在高速搅拌条件加入聚天门冬氨酸树脂2～10质量份和溶剂油8～15质量份；升温至85℃继续反应2h；

(4)降温至65℃，在高速搅拌条件加入二月桂酸二丁基锡0.05～0.1质量份，搅拌催化30分钟；

(5)将温度降到50℃，加入潜伏性固化剂0.50～2.00质量份，搅拌30分钟；

(6)将温度降到45℃时，在真空度为-0.095MPa的条件下，搅拌脱气30分钟后出料。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了上述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料在建筑防水领域的应用。

下面结合实施例和对比例对本发明的技术方案做进一步的说明。

本实施例中所采用的原料物质名称及采购厂家如表1所示，如无特殊说明的物质均可通过市售购买得到。

表1

实施例1

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：聚醚二元醇26份，聚醚三元醇5份，增塑剂5份，消泡剂0.1份，分散剂0.1份，炭黑0.4份，膨润土0.4份，改性碳酸钙19份，滑石粉6份，二苯基甲烷二异氰酸酯21份，聚天门冬氨酸树脂5.95份，二月桂酸二丁基锡0.05份，潜伏性固化剂1份，溶剂10份，其中，增塑剂为52#氯化石蜡，聚天门冬氨酸树脂的型号为F420，改性碳酸钙按照如下步骤制备得到：在三口烧瓶中加入1000mL乙醇，然后加入100g轻钙，缓慢搅拌升温至65℃后(控制搅拌速度在500r/min)，加入2g十二烷基苯磺酸钠，搅拌12h后，取出抽滤，依次使用去离子水和无水乙醇清洗3～5次后，放入100℃鼓风干燥箱中干燥12h，研磨得到改性轻钙。

上述单组分Ⅱ型聚氨酯涂料按照以下步骤制备而成：

(1)在四口烧瓶中加入聚醚二元醇、聚醚三元醇、增塑剂、分散剂以及颜填料，搅拌升温到120℃，在真空度为-0.095MPa的条件下脱水3h；

(2)将温度降到50℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，升温至85℃继续反应2h；

(3)将温度降到50℃，加入聚天门冬氨酸树脂和溶剂混合均匀，升温至85℃反应2h；

(4)降温至65℃，加入二月桂酸二丁基锡混合均匀；

(5)降温至50℃，加入潜伏性固化剂混合均匀；

(6)降温至45℃，在真空度为-0.095MPa的条件下，脱气30min后出料。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂F2850代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂F321代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂F421代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂F524代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例6

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂D2925代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例7

本实施例与实施例1的不同之处在于，采用聚天门冬氨酸树脂D2903代替聚天门冬氨酸树脂F420。

实施例8

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：聚醚二元醇23份，聚醚三元醇8份，增塑剂8份，消泡剂0.1份，分散剂0.1份，炭黑0.4份，膨润土0.4份，改性碳酸钙22份，滑石粉8份，甲苯二异氰酸酯15份，聚天门冬氨酸树脂4份，二月桂酸二丁基锡0.05份，潜伏性固化剂0.95份，溶剂10份。其中，增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯，聚天门冬氨酸树脂的型号为F420，改性碳酸钙与实施例1为同批次。

本实施例提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例9

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：聚醚二元醇30份，聚醚三元醇5份，增塑剂3份，消泡剂0.1份，分散剂0.1份，炭黑0.4份，膨润土0.4份，改性碳酸钙20份，滑石粉6份，二苯基甲烷二异氰酸酯22份，聚天门冬氨酸树脂6份，二月桂酸二丁基锡0.05份，潜伏性固化剂1.5份，溶剂5.45份。其中，增塑剂为复合增塑剂323(52#氯化石蜡：42#氯化石蜡：DINP＝5:2:3(质量比))，聚天门冬氨酸树脂的型号为F420，改性碳酸钙与实施例1为同批次。

本实施例提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例10

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，包括按质量份数计的如下原料：聚醚二元醇18份，聚醚三元醇8份，增塑剂8份，消泡剂0.1份，分散剂0.1份，炭黑0.4份，膨润土0.4份，改性碳酸钙20份，滑石粉6份，甲苯二异氰酸酯20份，聚天门冬氨酸树脂6份，二月桂酸二丁基锡0.05份，潜伏性固化剂1份，溶剂7.95份。其中，增塑剂为复合增塑剂323(52#氯化石蜡：42#氯化石蜡：DINP＝5:2:3(质量比))，聚天门冬氨酸树脂的型号为F420，改性碳酸钙与实施例1为同批次。

本实施例提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的制备方法同实施例1，在此不再赘述。

实施例11

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，聚天门冬氨酸树脂的用量为2质量份，改性碳酸钙的用量为22.95份，其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

实施例12

本实施例提供了一种单组分Ⅱ型聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，聚天门冬氨酸树脂的数量的用量为10质量份，改性碳酸钙的用量为14.95份，其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

对比例1

本对比例提供了一种聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，未加入聚天门冬氨酸树脂，改性碳酸钙的用量为24.95份。其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

对比例2

本对比例提供了一种聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，采用未改性过的市售轻钙替代改性轻钙。其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

对比例3

本对比例提供了一种聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，聚醚二元醇的用量为31质量份，未加入聚醚三元醇。其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

对比例4

本对比例提供了一种聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，聚醚三元醇的用量为10质量份，聚天门冬氨酸树脂的用量为0.95质量份。其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

对比例5

本对比例提供了一种聚氨酯涂料，其与实施例1的不同之处在于，聚天门冬氨酸树脂的用量为13.95质量份，聚醚二元醇的用量为22质量份，改性碳酸钙的用量为15质量份。其余原料、用量及制备方法均同实施例1，在此不再赘述。

试验例1

将实施例1～12提供的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料以及对比例1～5提供的聚氨酯涂料分别按照GB/T19250的方法进行试件的制备以及检测拉伸强度、断裂伸长率和断裂强度，结果如下表2所示。

表2

从表2中实施例1～7之间的比较可以看出，当聚天门冬氨酸树脂的NH当量为277～380g/mol之间时，制备得到的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均能够满足GB/T19250的要求，具备优异的力学性能。当聚天门冬氨酸树脂的NH当量为1140g/mol或850g/mol时制备得到的单组分Ⅱ型聚氨酯涂料的力学性能较差，拉伸强度和撕裂强度均无法满足GB/T19250的要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。