新型硅烷杂化聚氨酯防水涂料

data-full-width-responsive="true"> 0 前言防水涂料发展至今，已形成了聚氨酯、聚脲、水性单组分丙烯酸防水涂料、JS 防水涂料等系列产品，每种产品都有自己的优点和缺点[1-2]。随着人们对环保和低碳的要求越来越高，迫切需要环境更友好、使用更方便、性能更全面的防水涂料产品。本文介绍了一种新型防水涂料硅烷杂化聚氨酯防水涂料，该产品具有上述优点，是一种高性能无溶剂环保型单组分防水涂料。1 硅烷杂化聚氨酯防水涂料的组成硅烷杂化聚氨酯防水涂料的核心成分是硅烷杂化聚氨酯，其分子结构如图1 所示。在其分子结构中，每个分子中含有2 个氨酯键，两端各连有1 个硅烷氧基团，中间是柔软的聚醚链段，它把有机硅和聚氨酯完美地联结在一起。该防水涂料的其他成分包括颜料、填料、脱水剂、增稠剂、防老化剂和催化剂等。2 硅烷杂化聚氨酯防水涂料的固化原理21 硅烷杂化聚氨酯的合成两端带羟基的聚醚通过与 异氰酸酯硅烷反应生成硅烷杂化聚氨酯，其反应过程如图2 所示。该反应通过传统的生产工艺就可以进行，反应完全，几乎没有任何副反应，低分子量的 异氰酸酯硅烷沸点较低，很容易与硅烷杂化聚氨酯分离，在硅烷杂化聚氨酯中完全无游离异氰酸酯释放。该反应几乎不会导致产物黏度的上升，硅烷杂化聚氨酯仍然保持很低的黏度（由于羟基聚醚分子间没有氢键缔合，所以其黏度比同分子量的羟基聚氨酯低得多，甚至是在用硅烷封端之后），所以用其配制防水涂料时，完全不需要添加溶剂就可以达到适宜的施工黏度。在上述反应中采用了 异氰酸酯硅烷（异氰酸酯与硅原子间隔1 个碳原子）与端羟基聚醚反应，而没有采用-硅烷（异氰酸酯与硅原子间隔3 个碳原子），这是因为-硅烷的活性更高。-硅烷和-硅烷的结构见图3。在-硅烷中，由于推电子基团X（如N，O）仅被1 个亚甲基所阻隔，烷氧基被激活，使得其交联反应速度大大提高，称之为-效应（图4）。这也是-硅烷和-硅烷之间最大的区别。与此同时，当-硅烷和有机聚合物反应相连后，依旧可以保持其高活性的特点。因此，在相同条件下，-硅烷封端的聚合物的活性和交联速度远大于-硅烷封端的聚合物，导致相对活性较低的-二甲氧基硅烷或-三乙氧基硅烷的活性仍高于三甲氧基-硅烷封端聚合物的活性（图5）。因此，在硅烷杂化聚氨酯防水涂料的配方中，不需要添加有机锡催化剂，就可以实现涂料在常温下的快速固化。这是其不同于聚脲和聚氨酯的一个优点，通常在聚脲和聚氨酯防水涂料中需要添加有机锡催化剂来加快其固化速度。