新型聚氨酯防水涂料的研究

　　陈振耀上海工程技术大学化学化工学院，上海料水分反应温度及反应时间对聚氨酯防水涂料性能的影响。以定量液态的羟基树脂替代煤焦油制作无焦油型聚氨酯防水涂料。

　　1前言聚氨酯是由多异氰酸酯和含有活泼氢的多羟基化合物通过聚合反应而制成，依据所用原材料采用不同的配方可制得许多合成材料。聚氨酯防水涂料多为双组份化学反应固化型，有的生产工艺在配制过程中利用煤焦油作为活性填料。但煤焦油是种组份复杂的混合物，其主要组成是环状芳烃杂环化合物等，煤焦油型聚氨酯防水涂料制造施工时严重污染环境，目前，建设部门已发文限制禁止使用。因而，开发与制备非焦油型聚氨酯防水涂料是防水领域中较受关注的研究课之。为此，对聚氨酯防水涂料作了些改进研究，制得新型聚氨酯防水涂料。

　　2实验部分2.1主要原材料聚醚元醇聚醚元醇工业级，上海高桥石化厂；甲苯异氰酸酯化学纯，上海试剂厂；环氧树脂工业级，上海树脂厂；羟基树脂工业级，上海华生化工厂；乙醇化学纯，上海鑫达化工厂；丙醇化学纯，宜兴第化学试剂厂；辛酸亚锡化学纯，上海化学试剂公司；甲苯化学纯，张泾化工厂；煤焦油工业级，上海杨树浦电厂；邻苯甲酸丁酯化学纯，上海试剂厂；钠基膨润土工业级，临安化工厂催化剂分厂；碳酸钙化学纯，上海通亚精细化工厂。

　　合成试验2.2.1配方甲组份质量份聚醚元醇聚醚元醇甲苯异氰酸酯乙组份质量份填料活性填料交联剂催化剂稀释剂增塑剂甲组份制备先将聚醚多元醇进行脱水，再与甲苯异氰酸酯等按设定的配比加入口烧瓶中，开动搅拌，缓慢升温至65 1左右，反应时间约3制得甲组份预聚体。

　　乙组份制备将交联剂催化剂增塑剂填料稀释剂等按设定的配比置于混合器中，予以快速搅拌混合，制得乙组份。

　　涂肢制备将甲乙两组份按设定的比例加入混合器中，予以快速搅拌混合成胶。将此胶涂刷，经交联固化形成橡胶状的聚氨酯涂膜。

　　2.3性能测试制取试样，在1250型拉力试验机上测定试样制取试样，在，1型橡胶硬度计上测定试样的邵氏硬度。

　　3结果与讨论3.1聚醚多元醉对防水涂料性能的彩响聚氨酯防水涂料的预聚体合成过程主要是甲苯异氰酸酯与聚醚多元醇的反应，当异氰酸基与羟基的摩尔比在合适比值时，聚氨酯的性能在定程度上取决于所选用聚醚多元醇的分子结构。依据试验，选用官能度的聚醚多元醇所得聚氨酯材料弹性好断裂伸长率高，但拉伸强度硬度略低；选用官能度的聚醚元醇所得聚氨酯材料拉伸强度硬度较高，而弹性断裂伸长率较低，这是聚醚元醇易与甲苯异氰酸酯形成立体交联结构所致。试验结果明，聚氨酯防水材料的预聚体中采用聚醚多元醇混合配比，即聚醚元醇聚醚元醇=41时，其综合性能较好，拉伸强度为1.692.09，断裂伸长率可达440468，邵氏硬度交联剂催化剂对防水涂料性能的影响用于聚氨酯防水涂料固化的交联剂是醇类或胺类等，其中，醇类化合物对提供聚氨酯防水涂料的弹性更为有效。现采用乙醇与丙醇作比较，试验明，采用丙醇交联固化比乙醇，予聚氨酯防水涂料的综合性能要好，即拉伸强度有所提高，而断裂伸长率略有降低。就丙醇的用量来看，随其用量增多至定值时，拉伸强度渐增，而断裂伸长率渐减，这也许是丙醇有3个羟基官能团，随用量增加更趋于立体交联固化的缘故。

　　使用的催化剂为有机锡类或胺类化合物，两者相比较，前者更适合用于聚氨酯防水涂料的生产，而胺类催化剂对异氰酸酯与水的反应起泡具有催化效果。试验明，有机锡类化合物中，辛酸亚锡较月桂酸丁基锡更有利于提高涂膜性能。在同交联剂的条件下，催化剂辛酸亚锡的加人量有合适值，可使反应进行得较完全，聚氨酯防水涂料的主要力学性能也较好。

　　填料对防水涂料性能的影响选用填料能降低防水涂料的成本，同时也能改善某些性能。为此，选用了碳酸钙膨润土等多种填料，尤其是膨润土的适量加人，可减轻乙组份的沉淀分层现象，延长贮存时间。因膨润土是层状含水的铝硅酸盐物质，具有膨胀性胶粘性分散性等特性，在乙组份中加入定量的膨润土，还可促进甲乙两组份混合反应，使分子链形成的结构更趋完善。

　　预聚体反应温度反应时间的选定预聚体反应是放热反应，反应温度升高，反应速度加快，所需反应时间就短。若温度过，会导致部分交联，影响产品质量；若温度过低，则反应不完全。依据试验，预聚体反应温度宜控制在651左右，反应时间约为3 3.5水分的彩响聚醚多元醇须先进行脱水，以防止在体系中带入水分。

　　否则水易与甲苯异氰酸酯反应生成脲的衍生物，而生成的脲衍生物再与甲苯异氰酸酯反应，形成具有支化交联结构的缩脲，这样将导致多消耗甲苯异氡酸酯，而且增大体系粘度，甚至引起凝胶。

　　3.6新型聚氨酯防水涂料的研究从环境保护角度出发，应开发与制备非焦油型聚氨酯防水涂料。注意到在聚氨酯防水涂料实际生产中，能与甲苯异，酸酯反应的大多数还是采用含羟基化合物，为此试用环氧树脂羟基树脂等作改进研究。须知，环氧树脂含有仲羟基和环氧基，羟基树脂含有羟基，由于含有较多活泼氢，其作用与煤焦油类似，于是，可以少量的环氧树脂或羟基树脂来替代煤焦油，使反应有更大程度的交联，立体网状结构比重增加，宏观上体现为涂膜刚性增加，拉伸强度略增，断裂伸长率下降。试验明，以定量液态的羟基树脂与甲苯异氰酸酯等反应所制得的新型聚氨酯防水涂料，技术性能达到规定邵氏硬度为53.再者，由于羟基树脂颜色较浅，新型聚氨酯防水涂料可着色制得彩色防水涂料。

　　4结论对双组份化学反应固化型聚氨酯防水涂料的预聚体时间水分等作了研究，确定了聚氨酯防水涂料的配方与工艺。

　　加人羟基树脂替代煤焦油，可制得无焦油型聚氨酯防水涂料。

　　联系地址上海市新村路435号新型建筑材料92001

(完)