data-full-width-responsive="true"> 羟氨基聚醚在喷涂聚脲防水涂料中的应用研究王万金,赖振峰,贺奎,夏义兵,李晓飞(北京市建筑工程研究院有限责任公司,北京100039)0 前言喷涂聚脲弹性体(SPUA)技术以其无溶剂、可厚涂、快速固化、施工周期短、立面不流挂、防水、耐磨、综合力学性能优异等特点成为近年来研究与应用的一个热点。喷涂聚脲弹性体是由异氰酸酯组分(A 组分)与氨基化合物(B 组分)反应生成的一种高分子弹性材料。
它由美国Texaco(即现在的Huntsman)公司在化学家Dudley J .Primeaux II 的带领下于20 世纪80 年代中期在世界上率先开发成功。20 世纪90 年代初出现的反应喷涂成型技术使反应速度极快的聚脲得以发展和应用[1~3] 。近年来,喷涂聚脲弹性体在国内京津高铁、京沪高铁中的成功应用,使该材料已成为未来几年防水涂料发展的方向和前沿。但是,目前喷涂聚脲弹性体仍存在一些缺陷,如聚脲反应速度过快,导致聚脲涂层与基材附着力差;凝胶时间过慢,聚脲反应初期强度低,封不住针孔;若通过增加硬段含量来提高其反应初期强度,则会大大牺牲材料的韧性。针对这些问题,本研究通过在聚脲组分中引入羟氨基聚醚,制备出综合性能优异的聚脲弹性体涂料,并通过调整配方来提高喷涂聚脲弹性体的反应初期强度和与混凝土基材的附着力。1 试验部分11 试验原料液化MDI,Huntsman;端羟基聚醚,山东蓝星东大化工;端氨基聚醚JeffamineD-2000(当量1 000)、T-5000 (当量1 667),Huntsman;扩链剂E-thacure100,Albermarle 公司;羟氨基聚醚D-2800 (当量600),深圳飞扬实业有限公司。12 试验方法121 聚脲弹性体防水涂料A、B 组分的制备在干燥的单口烧瓶中加入一定量的液化MDI,搅拌下按比例加入端羟基聚醚,室温搅拌20 min 至均匀后,升温到70~80 ℃反应4 h,得到异氰酸根质量分数为15%的A 组分。按照分子结构设计,高速搅拌端氨基聚醚D-2000、T-5000,羟氨基聚醚D-2800 和扩链剂E-100等,混合均匀后加入色粉研磨细化后得到B 组分。122 喷涂设备及工艺参数试验用喷涂设备是美国GRACO 公司生产的HXP3主机和Fusion AP 喷枪。主要喷涂工艺参数为工作压力:2 500 psi (约1724106 Pa);物料温度:65℃;异氰酸酯指数:105;A、B 料体积比为1∶1。喷涂聚脲于光滑玻璃板(400 mm400 mm)上,聚脲表干后揭下,在(232)℃的环境下养护7 d,得到样片。13 测试方法1)力学性能测试将聚脲试样按照GB 169082《硫化橡胶耐液体试验方法》裁成标准试样,用XLL-50 型拉力试验机在25 ℃下进行测试,选用5 kN 传感器,拉伸速率为500 mm/min;2)硬度按照ASTM D2240-85,用XHS-A 型橡塑硬度计进行测试;3)撕裂强度按照ASTM D624-81,裁成C 型标准试样,用XLL-50 型拉力试验机在25 ℃下进行测试,选用5 kN 传感器,拉伸速率为500 mm/min;4)耐冲击性按GB/T 2062422006《色漆和清漆快速变形(耐冲击性)试验第2 部分》规定,用ZCJ 型重型冲击试验器(球形冲头:127 mm,导管:1~12 m)对养护好的涂膜进行测试;5) 粘结强度将聚脲喷涂在刷有底漆的混凝土试块上,养护7 d 后,按照GB/T 167771997《建筑防水涂料试验方法》,用HC-2000A 型智能粘结强度检测仪进行试验;6) 扫描电镜截取样条拉伸后的断面,表面镀金,采用日立公司的S4800 冷场发射扫描电子显微镜观察断面微观形貌。2 结果与讨论A 组分为采用芳香族异氰酸酯与端羟基聚醚反应得到的NCO 质量分数为15%的半预聚物,它具有黏度较低、固化产物的物理性能好和反应活性适中的特性。根据异氰酸酯的指数(105),对B 组分的端氨基聚醚(D-2000、T-5000、D-2800)计量,用E-100进行扩链。试验设计配方及材料性能见表1。