工程防水用聚氨酯防水涂料的性能研究

徐永軍

摘 ?要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的飛速增長，建筑行業(yè)飛速發(fā)展，同時(shí)建筑防水和防凍害等方面的要求也越來越高，聚氨酯防水涂料起到了舉足輕重的作用，它也逐漸引起社會和相關(guān)部門的關(guān)注。目前，雙組分聚氨酯防水涂料是我國主要生產(chǎn)的防水涂料。單組分濕固化聚氨酯防水涂料雖然已經(jīng)有少數(shù)單位通過引進(jìn)國外技術(shù)及設(shè)備來生產(chǎn)，但是與雙組份聚氨酯防水涂料相比，廣泛度還是要小。聚氨酯防水涂料的研發(fā)和應(yīng)用，對我國的建筑工業(yè)方面和公路建設(shè)的發(fā)展有很大作用，同時(shí)推動了聚氨酯工業(yè)的快速進(jìn)步，都有著十分重要和積極的意義。

關(guān)鍵詞：聚氨酯防水涂料，預(yù)聚體，工程防水，性能研究

1 工程用聚氨酯防水涂料填料

聚氨酯防水涂料的合成過程中常加入填料，一方面可以改善涂膜性能，另一方面可以降低成本。聚氨酯涂料中使用的填料可分為液體填料和固體填料，液體填料也可以稱作增塑劑，它可以增加涂膜柔韌性，如果使用量較大的話，一般叫做液體填料;而固體填料可以增加涂膜的強(qiáng)度。

1.1 液體填料

根據(jù)聚氨酯防水涂料的發(fā)展歷程，剛開始也就是第一類是以焦油為主，但是因?yàn)槊航褂蜌馕遁^難聞，嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康，現(xiàn)早已淘汰。接著也就是第二類為石油瀝青，瀝青型聚氨酯防水涂料就是用石油瀝青作為液體填料的。石油瀝青是由瀝青質(zhì)、膠質(zhì)及油分組成，不含有活潑氫基團(tuán)，它本身不和異氰酸酯基發(fā)生反應(yīng)，只起到填料的作用。瀝青型聚氨酯防水涂料的氣味相對低，不含煤焦油等污染環(huán)境和對人體有害的物質(zhì)，它的防水性能較好，流平性好，但低蠟基原油生產(chǎn)的直餾瀝青相容性較好。

第三類液體填料是液體石油樹脂，石油樹脂沒有煤焦油的味道，也沒有瀝青的黑色成分，而且性能優(yōu)異、成本低廉。石油樹脂是煉油副產(chǎn)品混合烯烴聚合而成的低分子量的聚合物。石油樹脂成分較復(fù)雜，它化學(xué)組分中支鏈較多，含少量的芳香烴，可以認(rèn)為是除小分子和瀝青質(zhì)的石油瀝青，但是產(chǎn)品不同批次間的質(zhì)量穩(wěn)定性較差

1.2 固體填料

常用的固體填料有滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣（輕鈣）、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉等。

2 工程用聚氨酯防水涂料助劑

聚氨酯防水涂料是由主體預(yù)聚體和一些助劑混合而成的，加入助劑的目的一般使得涂膜性能更好，而常用的助劑一般有催化劑、消泡劑和分散劑等。

2.1 催化劑

聚氨酯防水涂料所用的催化劑根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型可以分為金屬烷基化合物類催化劑和叔胺類催化劑兩大類。叔胺類催化劑主要有脂肪胺類催化劑、脂環(huán)胺類催化劑、醇胺類催化劑和芳香胺類催化劑等幾類;金屬烷基化合物催化劑中的常用金屬主要有錫、鉛、汞、欽等。

2.2 消泡劑

在聚氨酯防水涂料施工過程中，因?yàn)轭A(yù)聚體中的異氰酸酯基可與涂料組分中的含活潑氫的化合物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，還有攪拌等因素，往往會產(chǎn)生氣泡，如果這些氣泡不消除掉，涂膜將會出現(xiàn)病態(tài)，從而影響涂膜的性能。因此，需要加入消泡劑。消泡劑消泡的原理：消泡劑能在較穩(wěn)定的泡沫體系中產(chǎn)生不穩(wěn)定的表面張力，這就破壞了發(fā)泡體系的表面彈性和表面黏度。

2.3 分散劑

分散劑一般都是表面活性劑，因?yàn)轭佁盍系念w粒一般很細(xì)，比表面積較大，分散在涂料體系中表面能較高，互相之間易產(chǎn)生絮凝，而分散劑主要由兩部分組成，一部分親液體端的親水基，一部分親顏料端疏水基，它能吸附在顏填料的表面產(chǎn)生空間位阻或電荷斥力，從而達(dá)到防止顏填料絮凝的目的，一般分子量很大。加入分散劑的目的是增加液體填料與樹脂之間的相容性，分散劑對涂料的作用如下：降低涂料的粘度，從而改善涂料流動性;改善涂料的流平性，從而提高涂膜光澤和亮度;提高遮蓋力和著色力;防止涂料產(chǎn)生浮色、流掛和沉淀等病態(tài);提高生產(chǎn)效率，從而可以減少能耗。

3 聚氨酯防水涂料施工過程中易出現(xiàn)的問題及原因

聚氨酯防水涂料在施工時(shí)，若是使用不當(dāng)，或是涂抹不恰當(dāng)，容易造成涂膜的病態(tài)，以下是幾種較常見的弊?。?/p>

（1）發(fā)花：由于涂料中含有多種不同的填料混合物，所以在貯存或是涂膜干燥過程中，一種或幾種顏料分離或是析出，并且在涂膜表面集中，從而呈現(xiàn)出顏色不均的斑點(diǎn)或條紋等現(xiàn)象。產(chǎn)生此弊病的原因：填料分散不好，從而導(dǎo)致填料分離;涂膜干燥的太快;表面助劑使用不恰當(dāng)。預(yù)防措施：確保填料分散均勻;添加較慢干的溶劑，并確保使用恰當(dāng)?shù)南♂寗?添加防油劑或防蠟劑;在施工時(shí)，一次涂膜不要太厚。

（2）針孔：在涂膜中存在著很多細(xì)孔就像于用針刺成的。它是因?yàn)闈竦耐磕ぶ谢烊氘a(chǎn)生的氣泡或空氣泡破裂，而且在涂膜干燥前使得涂膜不能流平而造成，也可能由涂膜過厚等造成。針孔為很細(xì)小類似針眼樣的小孔而穿透整個(gè)涂膜，這會降低涂膜的密閉性，使涂膜的防水性和力學(xué)性能降低。產(chǎn)生此弊病的原因：涂料，稀釋劑或底材含有水分，水分會與異氰酸酯基反應(yīng)生成CO2氣體;底材粗糙并有氣孔;涂料中加入了過多的低沸點(diǎn)溶劑或干燥劑;涂膜涂的太厚，出現(xiàn)外干快，而內(nèi)部的溶劑揮發(fā)從而造成針孔。

（3）流掛：在把涂料涂在垂直面上時(shí)，由于涂料的抗流掛性差或涂抹不當(dāng)、涂膜過厚等原因使得濕的涂膜向下流動，從而形成各種下邊緣較厚的不均勻涂膜。由于整個(gè)垂直面上涂料下墜而形成的像幕簾形狀的涂膜，叫做幕狀流掛;由于局部窄縫或釘眼等地方的過量涂料形成的窄條狀下流，叫做條狀流掛;淚狀流掛是條狀流掛的一種特殊形式。

（4）縮孔：涂膜干燥后依然留下的多個(gè)大小不等、分布不同的圓形小坑的現(xiàn)象。這種病態(tài)俗稱為麻坑或彈坑。產(chǎn)生這種弊病的原因：底材表面上有油污;底材表面張力太小，例如使用重涂性差的涂料;涂料中含有油污;在不干凈的環(huán)境中施工或壓縮空氣中有油污。預(yù)防此弊病的措施：使用重涂性差的涂料先打磨底材;底材在涂膜前先處理干凈;使用優(yōu)良的油水分離裝置;在涂料中添加防油劑或防蠟劑。

（5）涂膜表面粗糙：涂膜干燥后，它的整個(gè)或局部表面分布著不規(guī)則的凸起顆粒的現(xiàn)象。這是因?yàn)橥苛显谫A存時(shí)發(fā)生結(jié)皮或絮凝，或者在施工時(shí)塵土或沙粒進(jìn)入濕的涂膜等原因引起的。產(chǎn)生此弊病的原因：底材較粗糙，而涂膜太薄;施工環(huán)境較差，有灰塵或油污等。

（6）桔皮：涂膜呈現(xiàn)出類似桔皮狀外觀的表面病態(tài)。噴涂施工（尤其底材為平面）時(shí)，易出現(xiàn)此病態(tài)。

（7）刷痕：涂膜后，在干的涂膜上留下一條條類似脊?fàn)顥l紋的現(xiàn)象。這是由于濕的涂膜干燥太快，涂料黏度太大，漆刷太粗硬，涂抹的方法不當(dāng)?shù)榷喾N原因造成涂膜不能流平而造成的。

（8）接痕：在同一天的涂膜過程中，由于涂膜的先后順序不同，而在底材上各涂層的接碴處出現(xiàn)凸起的現(xiàn)象。

（9）滲出：涂膜表面上析出涂料中的一種或多種液態(tài)組分的現(xiàn)象。滲出的液體類似油狀而且發(fā)粘。

4 結(jié)論

總之，隨著聚氨酯防水涂料技術(shù)的不斷成熟，新品種的不斷涌現(xiàn)，其性能將會越來越環(huán)保，外觀也將會越來越多姿多彩。聚氨酯防水涂料作為一種重要的建筑材料，聚氨酯將會成為21世紀(jì)防水界璀璨奪目的一員，對人類居住條件的改善發(fā)揮不可低估的作用。

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