data-full-width-responsive="true"> 单组分湿固化聚氨酯防水涂料是一种性能优良的中高档防水材料,
它施工方便、挥发性有机化合物(VOC)含量低、计量误差小,既有良好的防水和力学性能,又有很好的环保性能[ 1 ] ,近年来在建筑防水工程领域得到了广泛的应用。该涂料不含摩卡(MOCA)和溶剂,并可经减压蒸馏等工艺脱除游离的甲苯二异氰酸酯( TD I) ,使其质量分数降到05%以下[ 2 ] ,基本无毒无味,其中含有NCO端基的预聚体与空气中的湿气反应,交联固化形成坚韧的弹性体无接缝防水膜。单组分湿固化聚氨酯防水涂料固化过程是通过催化剂在空气中水分作用下,原高分子链进行自交联而成。南方地区气候潮湿,空气湿度大,比较适合使用此类涂料,也适用于空气不流通、潮湿环境的防水施工。王书元,等[ 3 ]研制的单组分聚氨酯无毒保洁涂料已用于生活饮用水及二次供水相关设施,实际效果较好,该涂料一定程度上可以防藻红虫。目前研究大多只考虑涂料某一方面或几方面性能,且用途仅局限于卫浴间、游泳池及地铁、隧道等工程的防水。本课题以TD I和聚醚多元醇等为基本原料,制备了一种单组分湿固化聚氨酯防水涂料,较全面地分析了影响涂料性能的各种因素,得到了最佳的合成工艺,该涂料综合性能优异,固化后内部无气泡,表面无针孔。1 实验部分1 1 原料和试剂聚醚多元醇(N-220、N-330) ,工业级,江苏海安石化厂;甲苯二异氰酸酯( TD I-100) ,化学纯,天津福晨化学试剂厂;辛酸亚锡,化学纯,国药集团化学试剂有限公司;二氧化钛( TiO2 ) ,分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司;硅油消泡剂( SD-505Y) 、氧化钙(CaO) ,市购。1 2 制备方法将聚醚多元醇及所有助剂在100℃左右真空干燥箱中脱水4 h以上备用。将367 g混合聚醚多元醇和质量分数为03%～10%的辛酸亚锡加入装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,搅拌预热至50℃;滴加1667 g TD I( 30 min内滴完) ;升温至65～70℃反应15 ～25 h, 制得预聚体(NCO 质量分数为25%～44% ) ;降温至40℃左右,于高速搅拌下加入TiO2、消泡剂等,分散均匀后出料,密封保存。1 3 结构表征及性能测试红外吸收光谱分析采用德国B ruker公司生产的Vector 33型傅里叶变换红外光谱仪,测定固化前后产品吸收峰变化;扫描范围: 450～4000 cm- 1 ,分辨率: 013 cm- 1。力学性能采用深圳CMT 5105型电子万能试验机,按国家标准GB /T 192502003对涂膜进行性能测定,拉伸速度为50 mm /min。2 结果与讨论2 1 红外分析图1为涂料固化前后红外光谱图。
由图1可知,固化前, 3302 cm- 1为NH的特征吸收峰; 2270 cm- 1 为NCO 的特征吸收峰;1730 cm- 1为C O的吸收峰。固化后,由于涂膜脲键和氨基甲酸酯键中缔合氢键的存在, 使NH、C O吸收峰移向低波。此外, NCO 的特征吸收峰几乎消失,这说明预聚体中的活性基团NCO已发生化学反应,固化交联成涂膜。2 2 单组分湿固化聚氨酯涂料制备的影响因素2 2 1 nNCO / nOH对涂料性能的影响nNCO /nOH直接影响涂料的各种性能,太小和太大都使涂料性能严重变差[ 4 ] 。适当增大nNCO / nOH ,涂膜拉伸强度、伸长率都相应增大。但nNCO / nOH太大,固化太快使涂膜易产生泡孔,规整性变差,对表干、实干时间也有较大影响。本实验采用N-220 /N-330质量比为9 ∶1, TiO2质量分数25%,硅油消泡剂和CaO质量分数各为028%, 辛酸亚锡质量分数03% ～10%,观察nNCO / nOH对涂料性能的影响,结果见表1。
由表1可知,当nNCO / nOH由2 ∶1增加到7 ∶1,拉伸强度从13 MPa 增加到54 MPa, 但伸长率由132%增至488%后下降。这是因为适当增大nNCO /nOH ,可使聚合物更好地形成硬段、软段嵌合的链结构,而太大则使硬段含量增加,分子链刚性程度增大,反而影响伸长率。另外,随着nNCO / nOH增大,表干和实干时间逐渐变短,可分别从17 h和40 h缩短至3 h和6 h。由于固化快,时间太短,会使涂料出现大量气泡,流平性变差,涂膜结构的规整性也下降。因此根据后期优化的正交试验,综合考虑涂料的粘度、气泡量、稳定性及涂膜的附着力、流平性、柔韧性、硬度、黄变程度、涂层光洁度等, 选取最佳nNCO / nOH为4 ∶1。
