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摘 要 ：本文對聚氨酯防水涂料的原材料選擇、配方設計、生產工藝等方面進行了探索試驗，以實現聚氨 酯防水涂料達到低成本、高性能之目的。 關健詞： 聚氨酯；低成本；高性能；非焦油；無溶劑；防水涂料 一、概述 聚氨酯防水涂料在建筑防水領域內，以其具有整體防水效果優異，機械性能優良，耐化學藥品好，冷作業施工，操作方便，易修補，使用壽命長等特點，作為一類新型的防水涂料得以推廣。但是，由于目前單組分、雙組分聚氨酯防水涂料存在著或是價格較貴、或是摻溶劑、或是摻煤焦油、或是性能差等諸多問題，在使用上受到一定程度的限制。 為此，經過試驗，我們研制成功一種性能優良、成本低、不摻溶劑、不摻煤焦油、易于推廣應用的雙組分非焦油聚氨酯防水涂料。 


二、實驗部分 1、主要原料 A組分：聚醚多元醇，二羥基聚醚（上海高橋石化三廠），TDI80/20（進口或國產），穩定劑（市售）。 B組分：軟化劑（江蘇句容化工有限公司、上海梅山冶金公司），增塑劑（蘇州化工農藥集團），無機填充料（江西銅業公司緝云母廠），MOCA、催化劑（蘇州新區永耀科工貿化工有限公司）。 2、生產工藝 A組分： 升溫脫水 混合聚醚 無水聚醚 （80±2）℃攪拌聚合3h 降　溫 Ａ組分 穩 定 劑 滴加TDI Ｂ組分： 增 塑 劑 觸變劑 催化劑 軟 化 劑 加熱攪拌脫水 混合料 冷 卻 混合料 B組分  粉 狀 填 料 交聯劑 防老劑 三、性能檢驗 從產品性能、產品的施工性能、產品成本上考慮，經試驗用以上方法制得的 A、B兩組分以1：3的比例經機械攪拌5分種以上，分次制得厚度為2mm±0.1mm的涂膜，按國家建材行業標準JC/T 500－92（96）進行測試，得到檢驗結果如下： 抗拉強度≥ 2.50MPa；斷裂延伸率≥500％；固含量≥96.5％；低溫柔性:-35℃無裂紋；耐高溫性:100℃合格；不透水性:0.3MPa×30min不透水；涂膜表干時間：≤4h；涂膜實干時間：≤12h 四、結果和討論 1、A組分的原材料選擇、配方設計和操作工藝 A組份為由甲苯二異氰酸酯（TDI）和聚醚樹酯反應生產的高分子聚合物預聚體。其端基含有一定量的異氰酸根（－NCO）。A組分和焦油型產品基本一樣，聚醚多元醇選用相對分子質量為1000～8000的雙官能團聚醚與三官能團聚醚。聚醚均為國產原料。在配方設計時盡量選用低分子量和低官能團的聚醚和低-NCO%含量。在生產工藝上，混合聚醚與TDI在低溫下聚合反應，生產出低粘度、低-NCO%含量的預聚體。因為它具有低粘度，就不需要用有機溶劑稀釋，就有很好的流平性和施工性。 2 、B組分的原材料選擇、配方設計和操作工藝 B組分是由軟化劑、增塑劑、無機填料、催化劑、交聯劑等原料所組成固化劑的混合物。其中軟化劑、無機填料、催化劑是主要原材料，他們須與聚氨酯相容性好，其次是原材料成本要低。要降低聚氨酯防水涂料的產品成本，主要是要降低B組分的成本。故在不影響聚氨酯防水涂料性能的前提下，要充分考慮B組分的原材料選用、原材料的成本及配方設計。 在制備非焦油聚氨酯防水涂料時選用軟化劑是關健，它是 B組分的基本載體。軟化劑的粘度影響涂料的塑性和力學性能，選擇適當粘度的軟化劑能使固化后的涂膜具有適宜的硬度和較高的抗拉強度及伸長率，符合高性能聚氨酯防水涂料的標準要求。經過篩選和復配，選用了上海梅山冶金公司的古馬隆為主要軟化劑原料與其它軟化劑進行復配成復合型軟化劑做成B組分的液體填料。 古馬隆與聚氨酯具有良好的相溶性，在 120℃溫度下放置4小時沒有質量損失；適宜的參量，在聚氨酯涂料固化過程中，油狀物不會在其固化的涂膜表面滲出，且重復成膜之間有著良好的粘結力；價格相對低廉、材料易得。 以古馬隆為主的軟化劑，其添加量宜在 25~40%之間（B組分總量）。軟化劑過多則在固化后的涂膜有油狀物滲出，使涂膜層間失去粘著力，產品外觀受到損害，產品質量隆低；少加，則固化物硬度高，延伸率急劇降低，產品難以達到國家建材行業標準JC500-92《聚氨酯防水涂料》的各項要求。 


無機填料可改善涂膜性能，減少涂料固化時體積收縮，提高涂層的耐磨性、粘結性，降低產品成本，還能使涂料具有良好的貯存穩定性和耐熱性。常用的無機填料有輕質碳酸鈣、硅灰石粉、滑石粉、高嶺土等，若制作彩色聚氨酯防水涂料，可向 B組分中加入合適的顏料，如氧化鐵紅、鉻黃、鉻綠等。由于粉狀填料的密度大于液體填料的密度。如果采用單一的、密度大的填料，經過一段時間的貯存，B組分會發生分層現象。B組分上層是含有一些油性物質，幾乎沒有粉狀填料的油性液體，B組分下層則是幾乎全是粉狀填料。對此，我們經試驗，采用了江西銅業公司緝云母廠生產的MCA絹云母粉作為非焦油聚氨酯防水涂料的無機填料，解決了上述填料所引起的多種不足。并根據季節選配適當粘度的復合液體填料，適時調整B組分粘度，以適應不同溫度下B組分的粘度。這樣使B組分粘度適中，在一定程度上減緩了分層現象。當A、B兩組分相混時攪拌方便，粘度下降，便于施工。 由于 MCA絹云母粉其特征具有超細度，呈細小鱗片狀，粒徑小（10微米以下約占70％～80％）經加入到非焦油聚氨酯防水涂料中具有明顯的分散脫泡作用而無溶漲性，均相性好，不易沉淀 ,且形成的涂膜致密性好。由于MCA絹云母粉呈鱗片狀，具有很好的重疊性，提高了涂膜的抗滲透性。MCA絹云母粉的主要成分中SiO 2 、Al 2 O 3 成分很高，所以已體現出具有優異的的耐化學藥品性能，能提高涂料的耐腐蝕性。 從產品的性能和經濟效益的角度看 MCA絹云母粉適宜的添加范圍在45~60%之間（B組分總量）。太多則涂料粘度增加，不易流平，產品性能強度雖然較高，但延伸率低下；太少涂膜軟，強度偏低，涂料總成本提高。 聚氨酯的催化劑中，有機叔胺類化合物和有機金屬化合物是催化異氰酸酯是常用和且有效催化劑。由于我們使用某些液體填料，在成膜過程中不僅釋放出較多的二氧化碳，使涂膜增厚發泡，大大降低了涂膜的延伸和強度，削弱了聚氨酯防水涂料的防水能力。對此，根據國外資料介紹，我們選用了蘇州新區永耀科工貿化工有限公司開發生產的一種 A201有機化合物類催化劑，替代目前常用的胺類和有機金屬類復合催化劑。由于加入了A201催化劑，能夠加速異氰酸酯和氨基、羥基的反應，降低異氰酸的自聚反應和交聯反應，有利于形成結構規則、整體密實的聚合物，增強涂膜的物理性能。并通過調整催化劑的加入量，來調節產品的固化速度，以獲得理想的涂膜物理性能。催化劑的加入量根據季節、氣溫及施工要求來確定。通常催化劑的添加量在0.2%至0.6%為宜。 


在 B組分配方設計中，需要考慮：一是軟化劑與無機填料相匹配，制成粘度適宜B料；二是B料中加入的交聯劑的量要以A料中相應的-NCO%含量為依據，精確計算，嚴格控制交聯劑的加入量；三是為調節涂膜的固化速度、固化產物的機械性能，應適當添加催化劑、增塑劑及防老劑。 本文所采用聚氨酯防水涂料與傳統的生產工藝一樣，需對軟化劑、無機填料進行脫水，并溶解交聯劑即可。 五、結論 1、非焦油聚氨酯防水涂料，不摻煤焦油,不含溶劑，所選用原材料種類少，生產工藝合理簡單、易操作； 2、非焦油聚氨酯防水涂料，性能穩定可靠，產品質量好，自流平好，施工簡便，A、B兩組分采用1：3比例混合施工，產品成本低，市場替力巨大； 3、非焦油聚氨酯防水涂料，不僅可做成黑色，同時也可做成各種顏色，美化環境，對基層含水率要求不嚴，在無明水的基層上直接施工，可滿足各類防水的要求，廣泛適用于各種建筑屋面、地下室、廁浴間、污水池、游泳池等工程防水； 4、非焦油聚氨酯防水涂料的生產設備與生產焦油型、石油瀝青型、溶劑型聚氨酯防水涂料相同。因此原生產聚氨酯防水涂料的企業，可不增加設備投資，只要改變生產工藝、配方及部分原料，就可生產出高性能的非溶劑型聚氨酯防水涂料。