水固化聚氨酯防水涂料研究報(bào)告

1、水固化聚氨酯防水涂料研究報(bào)告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, 含有大量的蔥、蔡、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(shí)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 水涂料和聚醛型聚氨酯防水涂料1。本文研制的水固化聚氨酯 防水涂料是聚醯型、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

2、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。水固化聚氨酯防水涂料的制備主要原料聚醛多元醇，工業(yè)牌號(hào):TDIOL2000和TEP-330N;甲苯二異 氧酸酯(TDI);鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP);二丁基二月桂酸錫 仃12);縮二乙二醇(二甘醇)消泡劑脫水劑;抗氧劑;填料等工 業(yè)品。預(yù)聚體的合成先將聚醛多元醇仃DIOL-2000和TEP-330N)在(110120)Cx -0.095MPa下減壓脫水(40 60)mirv使之含水率S 0.05%,備用。在密閉容器中分別加入TDIOL-2000. TDI和 TEP330N,比例為9 :

3、2.5 : 1,在(90 95)弋、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)聚體的一NCO質(zhì)量分為5.40% 5.50%時(shí),即可停 止反應(yīng)。涂料的制備在高速攪拌下加入增塑劑DIN P、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弋,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)嚢鑜5h,冷卻降溫 至50弋加入適量的催干劑二丁基二月桂酸錫(TJ2),分散均勻即 可出料。性能指標(biāo)水固化聚氨酯防水涂料性能指標(biāo)見表lo從表1顯示，涂料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)

4、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)。應(yīng)用性能研究固化機(jī)理水固化型聚氨酯防水涂料是在合成時(shí)調(diào)節(jié)異氧酸指數(shù)R在 1.21.8利用擴(kuò)鏈反應(yīng)制取兩端帶有一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 的一NCO基團(tuán)與水分反應(yīng)生成腺鍵而固化成膜，見式。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。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

5、。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川攵縮越厲害嚴(yán)重 影響聚氨酯防水涂料固化后的涂層性能溶易導(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30當(dāng)加水比例不小于100 : 30時(shí)，涂膜的表干時(shí)間才能滿 足JC/T500-92規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)。由表2和表3可見，只有當(dāng)加 水比例在100 : 30左右時(shí)，水固化聚氨酯防水涂料才符合施工要 求及最優(yōu)的力學(xué)性能。注:所有樣片的涂膜干燥254涂層為一次成膜。注:催干劑12的添加量為0105%測定條件為:

6、溫度23CZ 濕度55%。催干劑12的影響水固化型聚氨酯防水涂料與其它雙組分聚氨酯涂料相比缺 點(diǎn)是其固化速度較慢，對(duì)環(huán)境溫度和濕度比較敏感,不利于施工。 為了提高防水涂料的固化速度,降低外界濕度與溫度的影響，通常 需要在涂料中加入一定量的催干劑，其作用在于降低一NCO和 OH反應(yīng)活化能加速涂料交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，提高涂膜的交聯(lián)密 度，從而提高涂膜的化學(xué)穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕、耐水的性能。催 干劑分為反應(yīng)性催干劑和非反應(yīng)性催干劑。由于反應(yīng)性催干劑參 與涂膜交聯(lián)固化反應(yīng)，只能施工時(shí)添加,造成實(shí)際應(yīng)用的不便，故 在涂料中一般使用非反應(yīng)性催干劑6。配方中選用的催干劑為 非反應(yīng)性的二丁基二月桂酸錫仃12）。催干

7、劑用量與涂料凝膠時(shí) 間關(guān)系見表40注:加水比例為100 : 30e為了便于施工，工程上一般要求水固化型聚氨間即施工適應(yīng) 期隨之縮短。當(dāng)T-12的添加量在酯防水涂料的施工適應(yīng)期在 30min左右。從表4可0.04%0.05%時(shí),涂料的膠凝時(shí)間比較 理想。催以看出，隨著催干劑TJ2的增加，涂料膠凝時(shí)干劑對(duì)涂膜 力學(xué)性能的影響。當(dāng)加水比例小于100 : 20時(shí)，無催干劑時(shí)的涂 膜力學(xué)性能明顯優(yōu)于有催干劑時(shí)的力學(xué)性能;但當(dāng)加水比例大于 100 : 20時(shí)，情況卻正好相反。說明當(dāng)涂料的加水比例為100 : 30時(shí)添加0.05%的催干劑T J2對(duì)提高涂膜的力學(xué)性能具有明 顯的作用?；姝h(huán)境的影響施工時(shí)，基

8、層的含水率對(duì)涂膜附著力具有重要的影響。一般 的聚氨酯防水涂料對(duì)基層含水率要求較高，實(shí)際施工時(shí)往往難以 滿足要求。而水固化聚氨酯防水涂料施工時(shí)對(duì)基層含水率要求不 高，與底涂配合，可以在含水率較高（但無明水）的基層上施工應(yīng)用, 具有較廣的適應(yīng)性。表6為基面環(huán)境對(duì)涂膜附著力的影響。從表 6顯示,當(dāng)基層干燥（即含水率較低）時(shí)無論是否使用底漆，涂膜的 附著力均大于1M Pa,符合施工要求;當(dāng)基層潮濕（含水率較高）時(shí), 只有配合使用底漆，涂膜的附著力才能達(dá)到要求。而且無論基層 含水率的高低，配合使用底漆,涂膜附著性能均優(yōu)于未使用底漆的 涂膜。注:試驗(yàn)是以水泥8字模塊作為涂覆基面;潮濕基面試驗(yàn)是將 水泥8字模塊在水中浸泡24h,然后擦干表面的明水，迅速涂底漆 或水固化聚氨酯防水涂料。所有模塊涂膜固化時(shí)間都為7d。結(jié)論以高分子量低不飽和度聚醛多元醇、甲苯二異氧酸酯仃DI）、 鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、二丁基二月桂酸錫（T12）等為原料 研制出了性能優(yōu)異的水固化聚氨酯防水涂料。涂料以水作為固化 劑，不含有任何可揮發(fā)性有機(jī)溶劑（VOC）,固化后無毒無味