无溶剂环保型聚氨酯防水涂料的研制

　　□文/国家建材局苏州非矿院防水材料设计研究所沈春林褚建军聚氨酯防水涂料在90年代得到迅速发展和广泛应用，国家化学建材‘九五“计划和2010年发展规划纲要及十五”计划和2015年发展规划纲要都把聚氨酯防水涂料列为重点发展品种。但是随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们开始更重视环保和身体健康。为此我们着手研制无溶剂、环保型聚氨酯防水涂料新产品，并获得成功。该产品的固含量高，摒弃了煤焦油成份，不掺任何溶剂，产品质量达-9296）标准要求，是焦油型聚氨酯防水涂料理想的替代产品之一。

　　非溶剂型聚氨酯防水涂料系为双组份反应和聚醚树酯反应生产的高分子聚合物预聚体。其端基含有一定量的异氰酸酯（-NCO）；B组分是含有硫化交联剂等原料所组成固化剂的混合物。

　　主要原材料选用1.聚醚的选用。无溶剂型聚氨酯防水涂料的A组分和焦油型产品基本一样，聚醚多元醇选用相对分子质量为1000~8000的双官能团聚醚与三官能团聚醚。聚醚均为国产原料。为提高涂膜的机械强度和增强涂膜的耐老化性能，增加了一种带有羟基结构的聚醚A.控制聚醚的品种及其不同聚醚之间的配合比例，即可达到成膜涂层的物理性能*好，使其抗拉强度、断裂延伸率、低温柔性等性能指标处于*佳状态要求。2.异氰酸酯的选用。制备聚氨酯防水涂料常用的有TDI、MDI、PAPI.经试验，我们选用TDI，其异构比为80/20.预聚体中的-NCO质量分数影响着涂膜性能。当-NCO质量分数低于一定控制值时，涂膜的断裂延伸率较大，而强度偏低；当-NCO质量分数高于一定控制值时，涂膜的强度逐步增加，而断裂延伸率则逐步下降，涂膜逐渐失去韧性，而转向脆性。这是由于-NCO质量分数影响着分子之间的交联程度和长链大分子的活动能力的缘故。因此，在预聚体生产中需及时检测-NCO含量，以便适时调整预聚体中-NCO含量。3.液体填料的选用。制备无溶剂型聚氨酯防水涂料时，选用液体填料就显得尤其重要。它是B组分的基本载体，须与固化剂有着良好的相溶性，在1209温度下放置4小时没有质量损失，且重复成膜之间有着良好的粘结力。我们对液体石油树脂、固体石油树脂、聚醚多元醇、蓖麻油、常用的增塑剂例邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、烷基磺酸苯酯）、氯化石蜡等进行了筛选，液体石油树脂因在生产及涂膜带有刺激性异味而不被采用，另有抽出油芳烃软化剂）因成膜后油状物从其表面渗出，不可单独使用外，其它均可满足要求。在实际选用时，可选用其中的几种相混合，作为B组分的液体填料。4.固化剂的选用。在研制聚氨酯防水涂料时使用的固化剂也采用通常使用MOCA，作为聚氨酯防水涂料固化剂。该产品是由苏州新区永耀科工贸化工有限公司生产，在常温时是淡黄色固体，在1009左右温度下溶于液体填料。试验表明，交链剂Moca）掺量由小到大时，其涂膜的物理性能，例如抗拉强度、断裂延伸率均为逐步提高，但到达一定峰值后，涂膜性能不升反降。这是由于大分子交联度先增后降的缘故。因此，在生产中须控制其加入量。5.填料的选用。降低原材料成本，改善涂膜性能是我们向B组分中加入粉状填料的目的。常用的填料有轻质碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、高岭土等，若制作彩色聚氨酯防水涂料，可向B组分中加入合适的颜料，如氧化铁红、铬黄、铬绿等。由于粉状填料的密度大于液体填料的密度。如果采用单一的、密度大的填料，经过一段时间的贮存，B组分会发生分层现象。B组分上层是含有一些油性物质，几乎没有粉状填料的油性液体，B组分下层则是几乎全是粉状填料。对此，我们经试验，采用了多种、轻质的、目数较大的、易分散的无机填料，并根据气温选用适当粘度的液体填料，适时调整B组分粘度，以适应不同温度下B组分的粘度。这样使B组分粘度适中，均相性好，在一定程度上减缓了分层现象。当A、B组分相混时搅拌方便，粘度下降，便于施工。6.催化剂的选用。聚氨酯的催化剂中，有机叔胺类化合物和有机金属化合物是催化异氰酸酯是常用有效催化剂。但是因为试验中我们使用某些液体填料，在成膜过程中释放出较多的二氧化碳，使涂膜增厚发泡，大大降低了涂膜的延伸和强度，削弱了聚氨酯防水涂料的防水能力。对此，根据国外资料介绍，结合试验的情况，我们选用了苏州新区永耀科工贸化工有限公司开发生产的一种A201有机化合物类催化剂，替代目前常用的胺类和有机金属类复合催化剂。由于加入了A201催化剂，能够加速异氰酸酯和氨基、羟基的反应，降低异氰酸的自聚反应和交联反应，有利于形成结构规则、整体密实的聚合物，增强涂膜的物理性能。并通过调整催化剂的加入量，来调节产品的固化速度，以获得理想的涂膜物理性能。

　　生产配方、工艺及产品技术性能1.生产配方。A组分：聚醚多元醇二官能团、三官能团）100份；TDI申苯二异氰酸酯）20+24份；稳定剂：1份；B组分液体填料：100份；辅助液体填料：30份；颜填料：60 +80份；触变剂：6份；MOCA扩链剂）8+12份；催化剂A210：0.6+0.8份；防老剂：0.3+0.5份；其它：10份。2.生产工艺见、2）。3.产品技术性能。从产品的施工性能、产品成本上考虑，经试验将用以上方法制得的A、B两组分以1：2的比例经机械搅拌5分钟以上，分次制得厚度为*0.1mm的涂膜，按国家建材行业标准JC500 -9286）进行测试，得到检验结果如下：抗拉强度2.50MPa：断裂延伸率457%；固含量99.5<；低温柔性：合格；耐高温性：合格；不透水性：合格。4.施工方法。非溶剂型聚氨酯防水涂料的施工方法与851焦油型聚氨酯防水涂料基本相同，只是在施工时无气味，对施工人员无任何毒害。5.结论。非溶剂型聚氨酯防水涂料产品中不掺煤焦油，不含溶剂，无刺激性气味，无毒性，在生产和施工时无任何污染，属环保型绿色建材防水涂料。非溶剂型聚氨酯防水涂料产品性能优异，材性指标达到JC500-92 96）标准的技术要求，且生产成本基本与851焦油型聚氨酯防水涂料相同，完全可替代焦油型聚氨酯防水涂料。非溶剂型聚氨酯防水涂料产品不仅可做成黑色，同时也可做成各种颜色，美化环境，并可满足各类防水的要求。非溶剂型聚氨酯防水涂料生产工艺合理，易操作，生产设备与生产焦油型聚氨酯防水涂料相同。因此原生产焦油型聚氨酯防水涂料的企业，可不增加投资，只要改变生产工艺、配方及部分原料，就可生产出高性能的环保非溶剂型聚氨酯防水涂料。

(完)