摘要:闡述了在水固化聚氨酯防水涂料中對水和催化劑等用量的研究,并討論了影響涂膜力學(xué)性能的各種因素,確定了合理的施工配比,對涂料的實(shí)際應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:水固化;聚氨酯防水涂料;力學(xué)性能
1前言
我國目前在防水施工中,實(shí)際應(yīng)用的聚氨酯防水涂料主要包括焦油型和非焦油型兩種。焦油型、石油瀝青聚氨酯等成分復(fù)雜,含有大量的蒽、萘、酚類等易揮發(fā)物質(zhì),嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康,隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)和科技的進(jìn)步,焦油型聚氨酯防水涂料的應(yīng)用日益受到限制,國家正提倡采用非焦油型聚氨酯防水涂料和聚醚型聚氨酯防水涂料[1]。本文研制的水固化聚氨酯防水涂料是聚醚型、無溶劑環(huán)保型的高檔合成高分子防水涂料,與傳統(tǒng)的焦油型、石油瀝青聚氨酯防水涂料相比,有著無溶劑揮發(fā)、無毒、無味、施工無污染、固化迅速等優(yōu)點(diǎn),符合生態(tài)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求[2],在施工配漆時(shí)以水為固化劑,這與其他單或雙組分聚氨酯防水涂料明顯不同,體現(xiàn)出聚氨酯防水涂料研制開發(fā)的新思路、新工藝,具有廣闊的市場前景。
2水固化聚氨酯防水涂料的制備[3]
2.1主要原料
聚醚多元醇,工業(yè)牌號:TDIOL-2000和TEP-330N;甲苯二異氰酸酯(TDI);鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP);二丁基二月桂酸錫(T-12);一縮二乙二醇(二甘醇);消泡劑;脫水劑;抗氧劑;填料等,工業(yè)品。
2.2預(yù)聚體的合成
先將聚醚多元醇(TDIOL-2000和TEP-330N)在(110～120)℃、-0.095MPa下減壓脫水(40～60)min,使之含水率≤0.05%,備用。在密閉容器中分別加入TDIOL-2000、TDI和TEP-330N,比例為9∶2.5∶1,在(90～95)℃、攪拌速度為400r/min條件下反應(yīng)3h左右。其間要多次抽樣檢測聚合物的―NCO含量,并根據(jù)其含量加入適量的一縮二乙二醇和補(bǔ)充適量的TDI,當(dāng)預(yù)聚體的―NCO質(zhì)量分為5.40%～5.50%時(shí),即可停止反應(yīng)。
2.3涂料的制備
在高速攪拌下加入增塑劑DINP、填料(顏料)、脫水劑,分散均勻后備用。把已合成好的預(yù)聚體升溫到95℃,并在高速攪拌下加入分散好的色漿、消泡劑、抗氧化劑,保溫?cái)嚢?.5h,冷卻降溫至50℃,加入適量的催干劑二丁基二月桂酸錫(T-12),分散均勻即可出料。
2.4性能指標(biāo)[4]
水固化聚氨酯防水涂料性能指標(biāo)見表1。
從表1顯示,涂料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于我國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T500-92《聚氨酯防水涂料》規(guī)定的指標(biāo)。
表1水固化聚氨酯防水涂料性能指標(biāo)
3應(yīng)用性能研究
3.1固化機(jī)理
水固化型聚氨酯防水涂料是在合成時(shí)調(diào)節(jié)異氰酸指數(shù)R在1.2～1.8,利用擴(kuò)鏈反應(yīng)制取兩端帶有―NCO基團(tuán)且分子量足夠大的預(yù)聚體,由此預(yù)聚體再混入一些助劑和填料等即成涂料。這種涂料在使用時(shí),先加入一定量的水混合均勻,利用預(yù)聚體所含有的―NCO基團(tuán)與水分反應(yīng)生成脲鍵而固化成膜,見式(1)。
同時(shí)為了加快涂膜的固化速度,降低外界濕度與溫度的影響,往往在制備時(shí)加入一定量的催干劑[5]。
3.2加水比例的確定
水的添加量與涂膜力學(xué)性能關(guān)系見表2。
水作為水固化型聚氨酯防水涂料的固化劑,其加入比例嚴(yán)重影響著涂膜的力學(xué)性能和涂料混合后的膠凝時(shí)間。從表2顯示,隨著加水比例的增大,水固化聚氨酯防水涂料涂膜的最大應(yīng)力、斷裂延伸率和最大應(yīng)力伸長率都隨之增加。但是當(dāng)加水比例大于100∶30時(shí),涂膜開始明顯收縮,加水比例越大,收縮越厲害,嚴(yán)重影響聚氨酯防水涂料固化后的涂層性能,容易導(dǎo)致涂層銜接處發(fā)生斷裂。水的添加量與涂膜干燥時(shí)間的關(guān)系見表3。
從表3顯示,當(dāng)加水比例不
