單組份與雙組份聚氨酯防水涂料的簡介與對比

劉亞東 張春光 單雪強 石明菊

1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002） 2河南科興建設有限公司（450000）

單組份與雙組份聚氨酯防水涂料的簡介與對比

劉亞東1張春光1單雪強1石明菊2

1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002） 2河南科興建設有限公司（450000）

對于單組份和雙組份聚氨酯防水涂料在產品分類、反應機理、生產過程、施工工藝、常見問題分析等方面進行闡述，并對兩者進行對比。

單組份聚氨酯；雙組份聚氨酯；聚氨酯防水涂料

聚氨酯（PU）自1937年被德國Bayer教授合成以后，經過70年的發展，在各個領域被廣泛應用[1]。而聚氨酯防水涂料的興起從20世紀60年代開始，主要在歐美及日本等地區發展。我國的聚氨酯防水涂料應用從20世紀70年代末開始，經過近40年時間的探索、研究、發展和不斷創新，與發達國家的差距越來越小。隨著聚氨酯防水涂料的不斷發展，其生產工藝、產品種類也不斷增多，因此有必要對聚氨酯防水涂料進行系統介紹及對比分析，從而加深對聚氨酯防水涂料的了解及認識。

1 產品介紹及對比

1.1 產品分類

聚氨酯防水涂料按組份可分為單組份和雙組份兩種類型。

目前國內市場根據不同的固化機理將單組份聚氨酯防水涂料分為濕固化型、潛固化型、水固化型，三者外觀無明顯差別。

雙組份聚氨酯防水涂料一般分為焦油型、非焦油型和聚醚型。

1.2 反應機理介紹及對比

1.2.1 反應機理介紹

單組份聚氨酯防水涂料中濕固化單組份聚氨酯防水涂料的機理是防水涂料體系內的—NCO直接與空氣中的濕氣進行反應形成固化；潛固化型單組份聚氨酯防水涂料是體系先吸收濕氣，之后與潛固化劑反應，形成—NH2H和—OH，然后與體系中的—NCO反應形成脲基和氨基甲酸酯；水固化型單組份聚氨酯防水涂料是由使用時外加的一部分水與—NCO反應形成固化。

雙組份聚氨酯防水涂料是由含有聚醚多元醇或聚酯多元醇與異氰酸酯縮聚而成的—NCO預聚體的甲組份和含有—OH活性基團、交聯劑等的乙組份組成，兩者通過攪拌混合進行反應[2]。

1.2.2 反應機理差異對比

兩者都是通過—NCO與—OH反應形成固化，不同的是單組份聚氨酯防水涂料是與水中的—OH進行反應，而雙組份聚氨酯防水涂料是與乙組份的—OH進行反應。

1.3 生產過程介紹

單組份聚氨酯防水涂料生產的核心設備為反應釜,首先將聚醚原料和粉料進行混合、攪拌、砂磨，然后加入各種增塑劑攪拌升溫并抽真空，反應達到一定時間，加入溶劑、助劑、顏料等，經攪拌后冷卻、過濾，并進行裝桶密封。

圖1 單組份生產過程

雙組份聚氨酯防水涂料生產的核心是甲組份和乙組份各有獨自的反應釜。甲組份是由聚醚原料經過減壓脫水之后加入氰酸酯和穩定劑等經混合攪拌進行反應，乙組份是由溶劑、助劑、顏料等經過混合攪拌抽真空形成均勻分散的液體。

圖2 雙組份生產過程

單組份聚氨酯防水涂料和雙組份聚氨酯防水涂料在生產過程中要對加料全過程進行準確計量，對各個反應釜的溫度和壓力嚴格控制，對脫水、攪拌和抽真空等過程嚴謹操作，保障產品質量。

1.4 施工工藝介紹及對比

1.4.1 施工工藝介紹

聚氨酯防水涂料對基層的要求及施工條件:

1）基層處理是聚氨酯防水涂料的關鍵因素，因此，基層必須穩定牢固，表面干凈整潔，無明顯的缺棱掉角、空鼓、裂縫、凹坑、倒坡、起砂等缺陷。

2）對陰陽角要進行圓弧形處理。

3）嚴格控制基層含水率。

4）施工環境符合要求后方可施工，聚氨酯防水涂料適宜的施工環境溫度為5～35℃；室外施工應避免雨、雪、露、霜等潮濕天氣。

5）施工前應將基層表面的砂漿殘渣等仔細清除；對陰陽角、管道根部、地漏和排水口等部位應認真清理。

6）先進行底涂施工，底涂干燥后才能進行下一道工序。

1.4.2 施工工藝對比

單組份聚氨酯防水涂料不需要進行比例調配，開蓋攪拌均勻后即可進行涂刷，開蓋后必須在當天用完。雙組份聚氨酯防水涂料需要進行精確的比例配制、混合，然后進行涂刷。聚氨酯防水涂料在施工時應分層分遍涂布，每遍的涂刷的涂刷厚度不要太厚，涂刷時盡量做到均勻、厚薄一致，一般可分2～3遍完成。每遍涂布之后應讓涂膜有充分時間固化，間隔時間不宜少于24 h。單組份聚氨酯防水涂料和雙組份聚氨酯防水涂料均為易燃液體狀態，應注意防火。

1.5 常見問題分析

1）在施工前，聚氨酯防水涂料打開桶裝之后發現結皮現象，其重要原因有:①涂料包裝桶密封不嚴或包裝桶存在砂眼，導致空氣進入桶中，空氣中的水分與涂料反應形成固化，在單組份聚氨酯中表現明顯，雙組份影響次之；②催化劑使用品種不當或用量過多，在運輸過程中就有可能會使涂料進行固化反應。

2）施工后涂層不干或干得很慢。單組份聚氨酯防水涂料的機理是與空氣中的水分進行反應。空氣的濕度和溫度直接影響了涂料的成膜時間，濕度越大，溫度越高，成膜時間越短，固化越快。單組份聚氨酯防水涂料在夏季施工，一天內即可固化成膜，冬季施工則需要三到四天。雙組份聚氨酯防水涂料涂層不干或干得慢則可能是比例調配不準確或是攪拌不均勻，導致甲、乙兩組份反應不完全，成膜時間延長，甚至導致工程質量不達標。施工過程中，出現酸性物質也會影響涂層的成膜固化。

3）施工后出現脫層現象。基層處理不徹底，表面有浮灰、砂礫等細小物質，都會使涂料在成膜固化過程中與基層分離并導致脫層。基層過于潮濕，也會使涂料與基層分離，嚴重時會產生起泡、鼓包等現象。

2 結語

聚氨酯防水涂料以其抗拉強度高、柔韌性和適應性良好、體積收縮小等優點得到了廣泛應用。隨著人們環保意識的不斷提高，相信在不久的將來，越來越多的綠色無毒無害的環保型聚氨酯防水涂料會被開發和應用。

[1]HeikensD,MeijersA,Reth P H.The difference in mechanical different diamines[J].Polymer,1968,9(1):15-10.

[2]韓喜林.單組分濕固化彩色聚氨酯防水涂料[J].化學建材，1997，3(4):36-40.