工程防水用聚氨酯防水涂料的性能研究

徐永軍

摘 ?要：隨著我國經濟實力的飛速增長，建筑行業飛速發展，同時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部門的關注。目前，雙組分聚氨酯防水涂料是我國主要生產的防水涂料。單組分濕固化聚氨酯防水涂料雖然已經有少數單位通過引進國外技術及設備來生產，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和應用，對我國的建筑工業方面和公路建設的發展有很大作用，同時推動了聚氨酯工業的快速進步，都有著十分重要和積極的意義。

關鍵詞：聚氨酯防水涂料，預聚體，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度。

1.1 液體填料

根據聚氨酯防水涂料的發展歷程，剛開始也就是第一類是以焦油為主，但是因為煤焦油氣味較難聞，嚴重污染環境和危害人體健康，現早已淘汰。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、膠質及油分組成，不含有活潑氫基團，它本身不和異氰酸酯基發生反應，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境和對人體有害的物質，它的防水性能較好，流平性好，但低蠟基原油生產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，而且性能優異、成本低廉。石油樹脂是煉油副產品混合烯烴聚合而成的低分子量的聚合物。石油樹脂成分較復雜，它化學組分中支鏈較多，含少量的芳香烴，可以認為是除小分子和瀝青質的石油瀝青，但是產品不同批次間的質量穩定性較差

1.2 固體填料

常用的固體填料有滑石粉、輕質碳酸鈣（輕鈣）、重質碳酸鈣、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它們的化學結構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，因為預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生反應，產生二氧化碳氣體，還有攪拌等因素，往往會產生氣泡，如果這些氣泡不消除掉，涂膜將會出現病態，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：消泡劑能在較穩定的泡沫體系中產生不穩定的表面張力，這就破壞了發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，因為顏填料的顆粒一般很細，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生空間位阻或電荷斥力，從而達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;防止涂料產生浮色、流掛和沉淀等病態;提高生產效率，從而可以減少能耗。

3 聚氨酯防水涂料施工過程中易出現的問題及原因

聚氨酯防水涂料在施工時，若是使用不當，或是涂抹不恰當，容易造成涂膜的病態，以下是幾種較常見的弊病：

（1）發花：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，從而呈現出顏色不均的斑點或條紋等現象。產生此弊病的原因：填料分散不好，從而導致填料分離;涂膜干燥的太快;表面助劑使用不恰當。預防措施：確保填料分散均勻;添加較慢干的溶劑，并確保使用恰當的稀釋劑;添加防油劑或防蠟劑;在施工時，一次涂膜不要太厚。

（2）針孔：在涂膜中存在著很多細孔就像于用針刺成的。它是因為濕的涂膜中混入產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。針孔為很細小類似針眼樣的小孔而穿透整個涂膜，這會降低涂膜的密閉性，使涂膜的防水性和力學性能降低。產生此弊病的原因：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溶劑或干燥劑;涂膜涂的太厚，出現外干快，而內部的溶劑揮發從而造成針孔。

（3）流掛：在把涂料涂在垂直面上時，由于涂料的抗流掛性差或涂抹不當、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大小不等、分布不同的圓形小坑的現象。這種病態俗稱為麻坑或彈坑。產生這種弊病的原因：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;在不干凈的環境中施工或壓縮空氣中有油污。預防此弊病的措施：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，它的整個或局部表面分布著不規則的凸起顆粒的現象。這是因為涂料在貯存時發生結皮或絮凝，或者在施工時塵土或沙粒進入濕的涂膜等原因引起的。產生此弊病的原因：底材較粗糙，而涂膜太薄;施工環境較差，有灰塵或油污等。

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

（7）刷痕：涂膜后，在干的涂膜上留下一條條類似脊狀條紋的現象。這是由于濕的涂膜干燥太快，涂料黏度太大，漆刷太粗硬，涂抹的方法不當等多種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凸起的現象。

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

4 結論

總之，隨著聚氨酯防水涂料技術的不斷成熟，新品種的不斷涌現，其性能將會越來越環保，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世紀防水界璀璨奪目的一員，對人類居住條件的改善發揮不可低估的作用。

參考文獻

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