data-full-width-responsive="true"> 室温固化高性能聚氨酯防水涂料的制备陈小卫1 ，张良均1 ，刘文跃2 ，童身毅 1，胡 飞1(1．武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室，武汉430073；2．华南理工大学化学与化工学院，广州510640聚氨酯(PU)防水涂料由于其具有拉伸强度高、弹性好、断裂伸长率大、耐寒、耐热、耐老化性能好、防水性能极佳、防水寿命长n 等优点而获得迅速发展。然而，随着社会的发展，人们对聚氨酯防水涂料性能的要求也越来越高，因此发展高性能、环保型 的聚氨酯防水涂料越来越受到重视，但目前这方面的报道却很少。本研究采用聚醚多元醇和聚酯多元醇与甲苯一2，4一二异氰酸酯(TDI)制备预聚物，用聚酯多元醇、聚醚多元醇与3，3 一二氯一4，4 一二氨基二苯甲烷(MOCA)等制备固化剂，将预聚物和固化剂按一定比例混合即可制得拉伸强度高、延伸率高和不透水性优良的双组分无溶剂聚氨酯防水涂料，该涂料适用于桥梁和高速铁路的防水。1 试验部分1．1 试验原料试验原料：聚酯多元醇1752、670，拜耳公司；聚醚多元醇N220、N330，南京钟山化工有限公司；TDI，13本三井武田化学株式会社；3，5一二甲硫基甲苯二胺(E一300)，美国Albemarle公司；MOCA，美国Unicrue化学公司；CaSO 晶须，上海科程保温材料有限公司；石油树脂，濮阳市瑞森石油树脂有限公司。1．2 预聚物的合成在带有搅拌器、冷凝器、温度计的1 000 mL三口瓶中加入N220和1 752共600 g，在(1105)oC下抽真空脱水2 h，自然冷却至室温，加入H，PO 和辛酸亚锡，再加入TDI 160 g，在室温下搅拌40 min后开始升温至75℃，保温约3．5 h，测～NCO含量达到或接近理论含量时停止加热，降温出料即得预聚物，简称为A组分。1．3 固化剂的制备按配方将670与MOCA混合，不断搅拌升温至70℃，待MOCA完全溶解后降温，再加入E300、CaSO 晶须、石油树脂、辛酸亚锡、消泡剂等，混合均匀后在锥形磨(QZM一1型)中研磨分散2次使粒度达到要求，即得固化剂，简称B组分。1．4 仪器与设备仪器与设备：RGM一3000系列万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司；JT306型不透水仪，沧州永泰建筑仪器厂；FTIR一670型红外光谱仪，美国Nicolet公司。1．5 测试与表征物理机械性能测试：将A、B两组分按一定比例在室温下混合均匀，按照GB／T 19250-2003要求涂膜、养护、制备试件并测定拉伸强度、断裂伸长率和不透水性。傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)测试：取少量A组分直接涂在溴化钾盐片上制样，采用美国Nicolet公司兀IR一670型红外光谱仪进行测试。2 结果与讨论2．1 工艺条件的影响2．1．1 反应温度的影响在A组分的合成中，反应温度对其结构和性能有很大的影响。反应温度一般不能过高，否则极易发生支化反应和交联反应，造成预聚物黏度迅速增大且异氰酸酯含量偏低。研究发现，当温度达到85℃时，在2h内A组分黏度变得非常大，呈凝胶状；但反应温度也不能太低，否则制备A组分的时间太长，能耗过大。因此选择合适的反应温度十分重要。2．1．2 反应时间的影响反应温度高，达到同样一NCO含量所需的时间短；反应温度低，达到同样的一NCO含量所需的时间长。图1是在不同温度下反应时间与A组分中一NCO含量的关系。
从图1可知，在55℃ 和65℃ 时反应4 h，体系的一NCO含量分别为14．8％和12．5％ ，还需反应较长时间才可达到理论量，因此能耗较大；在75℃时反应3．5 h左右时，一NCO含量就达到了理论含量；但当温度上升到85℃时，出现了暴聚，在2 h内一NcO含量就达到了理论量，但体系黏度非常大，出现凝胶。综合考虑，选择反应温度为75℃ ，反应时间为3．5 h。2．2 A组分中一NCo含量对涂膜物理机械性能的影响A组分中一NCO含量对涂膜物理机械性能的影响见表1。
从表1可以看出，随着A组分中一NCO含量的增加，涂膜的拉伸强度明显增大，但断裂伸长率变小，原因是一NcO含量增加，A组分中的刚性链段增多，易于形成氢键，使其拉伸强度增大，但正是由于一NCO含量的增大，A组分中形成的分子链的长度变短，伸长率随之降低；当一NCO含量低于5．0％时涂膜的不透水性未通过，原因是当一NCO含量过低时涂膜的交联点少。综合考虑控制A组分中一NcO的含量在6．1％ ～7．4％ 。
