data-full-width-responsive="true"> 聚氨酯防水涂料起源于上世纪60 年代,首先在美国、德国、日本等国家成功推向市场。我国于70 年代末期,由江苏化工研究所、山西化工研究院着手开发聚氨酯防水涂料,80 年代初期由江苏清江油脂化学厂实现工业化规模生产,当时的产品品种为非焦油型双组分聚氨酯防水涂料。1985 年1 月,焦油型双组分聚氨酯防水涂料在上海成功研制,俗称851。但双组分聚氨酯防水涂料中使用的焦油、古马隆、沥青、石油树脂是焦化和石油行业的副产物,无法满足市场日益提高的环保要求。在此背景下,90 年代中后期,北京市场率先推出了湿固化型单组分聚氨酯防水涂料,后来广东科顺又推出了加水固化的单组分聚氨酯防水涂料,进入21 世纪,市场上又出现了潜固化型单组分聚氨酯防水涂料,形成了产品多样化的格局。单组分聚氨酯防水涂料日益为市场所接受,成功解决了几大问题:一是摆脱了双组分产品中焦油、古马隆、沥青、石油树脂等成分波动的困扰,提高了产品质量;二是给产品的环保性带来了有力保证;三是避免了双组分NH2/NCO 体系使用致癌物质MOCA 的困扰。但单组分聚氨酯防水涂料在近几年的发展中,也存在市场运行较混乱,设计、施工甚至生产方也无法正确认识的问题,故笔者在此根据个人认识对各类单组分聚氨酯防水涂料作一综述,不当之处请予批评指正。1 单组分聚氨酯防水涂料的分类目前国内防水市场有3 种类别的单组分聚氨酯防水涂料,
它们外观无明显区别,都以单组分方式对外销售,主要是按照涂料固化成膜的机理来加以区分的。靠吸收空气中的湿气来与体系内的NCO 直接反应而实现固化的,一般称之为湿固化型单组分聚氨酯防水涂料;而如果体系吸收空气中的湿气,然后水气先与潜固化剂反应,形成胺基(NH2)及羟基(OH),NH2 及OH 再与体系中的NCO 反应形成脲基和氨基甲酸酯,生成物中不含CO2 气体,这一类就称为潜固化型单组分聚氨酯防水涂料;还有一类是以单组分形式销售,使用时向体系内加入5%~20%的水,外加的水一部分直接与NCO 反应,一部分与潜在气体吸收剂反应,前者产生的CO2 气体被后者产生的CO2 气体吸收剂吸收,利用这种固化机理制备的产品就是水固化型单组分聚氨酯防水涂料。但是这种分类也有不严密之处,因为水固化型在潮湿基面上施工不加水就是湿固化型,同样水固化型由于加入了潜在气体吸收剂也可称之为潜固化型,又由于是额外加水严格意义上应视作双组分聚氨酯防水涂料,等等。但无论怎么讲,按其固化机理作上述区分相对较为科学。2 湿固化型单组分聚氨酯防水涂料21 预聚体的合成机理主要是聚醚多元醇与异氰酸酯的反应,形成一定分子量的预聚体,反应式如下:
22 固化成膜机理主要是预聚体中的游离NCO 与水反应,经扩链、交联形成大分子而固化成膜。扩链反应:
交联反应:
固化成膜水的来源,主要是空气中的湿气,故利用该种固化成膜方式的涂料俗称湿固化型聚氨酯防水涂料。其固化快慢主要由空气中的湿度及环境的温度决定,温度越高、湿度越大,固化就越快,反之就慢。固化的同时会产生CO2 气体,如气体不能从涂膜表面逸出,就会留存在涂膜中产生空隙,影响力学性能及防水效果。2.3 生产原料聚醚多元醇(平均相对分子质量:2 000~5 000,羟值:26~58 mgKOH/g,w 水005%);异氰酸酯:TDI(80/20)、MDI 50;增塑剂;缓凝剂;除水剂;消泡剂;颜料;填料;催化剂;触变剂;等等。24 生产工艺241 一步法先将聚醚多元醇、增塑剂加入反应釜中,升温至(1105)℃,加入颜料及填料,此时温度会降至80~90 ℃,开始真空脱水。脱水要逐级进行,以防物料溢出反应釜,温度控制在110~120 ℃,真空度控制在007~009 MPa。脱水结束后降温至70 ℃左右,加入缓凝剂,控制温度在80~85 ℃下反应35 h,然后降温至60 ℃加入催化剂及其
他助剂,搅拌反应,最后降温至50 ℃以下出料装桶。242 二步法先将聚醚多元醇加入反应釜中,再加入缓凝剂,在70~80 ℃时加入大部分TDI,在80~85 ℃下反应2h 后,加入余下的TDI 和经高温烘干的填料及颜料,再在80~85 ℃下反应15 h,降温至60 ℃,加入催化剂及其他助剂,搅拌反应,最后降温至50 ℃以下出料装桶25 涂膜力学性能拉伸强度:20~60 MPa,断裂伸长率:450%~1 200%,其余指标一般也都能达到GB/T 192502003《聚氨酯防水涂料》中单组分聚氨酯防水涂料的有关要求。