探究聚氨酯防水涂料脫模劑和基材對拉伸強度的影響

盛 蕓 江 昆 陳仁貴 沈先華

(武漢華中科大檢測科技有限公司，湖北 武漢 430074)

防水材料主要是防漏水、防浸透、滲漏和侵蝕的材料總稱，具有好的延伸、抗裂、抗滲、彈塑性。防水材料是建筑功能材料的重要組成部分，主要是防止地下水、管廊給排水，腐蝕性溶液以及大氣中的蒸氣滲入建筑物，建筑物和地下工程、管廊等，需要進行防水處理的部位主要有地下室、屋面、墻面、防水層等；隨著生活水平的提高，防水工程越來越重要，國家相關建筑和市政工程防水通用規范中要求屋面工程防水設計年限不低于20年，外墻工程防水設計年限不低于25年，室內工程防水設計工作年限不應低于30年，地下工程、道路橋梁工程路面、非侵蝕性介質蓄水類工程不低于設計工作年限；基于基建是托底經濟的基礎，目前防水行業在基建端起到了強力支撐作用，帶動了防水材料的快速發展。

防水材料應用領域寬廣，包括建筑房屋、外墻、衛生間；高速公路和鐵路工程的橋梁、隧道；城市道路、地下管廊和城市地下空間等市政工程，以及很多水利水電工程。其中我們常用的防水材料包括防水卷材、防水涂料、止水帶、止水條、防水接縫密封膠、防水油膏、防水板、水泥結晶滲透防水材料、聚合物水泥防水漿料等。

防水卷材和防水涂料作為主要的防水大戶，防水卷材種類繁多，包括高分子防水卷材《高分子防水材料 第1部分：片材》(GB/T 18173.1-2012)、聚氯乙烯(PVC)防水卷材(GB 12952-2011)、氯化聚乙烯防水卷材(GB 12953-2003)、彈性體改性瀝青防水卷材(GB 18242-2008)、塑性體改性瀝青防水卷材(GB 18243-2008)、預鋪防水卷材(GB/T 23457-2017)、濕鋪防水卷材(GB/T35467-2017)；對應檢測參數有外觀、厚度、單位面積質量、拉伸性能、不透水性、低溫柔性、耐熱性、抗穿孔性、可溶物含量、熱老化、撕裂強度、臭氧老化、人工氣候老化、粘結剝離強度、復合強度、尺寸變化率、防串水性、滲油性等。

防水涂料品種也琳瑯滿目，目前常用的有單組分聚氨酯防水涂料(GB/T 19250-2013)、雙組份聚氨酯防水涂料(GB/T 19250-2013)、水乳型瀝青防水涂料(JC/T 408-2005)、噴涂聚脲防水涂料(GB/T23446-2009)、道橋用防水涂料(JC/T975-2005)、非固化橡膠瀝青防水涂料(JC/T2428-2017)、環氧樹脂防水涂料(JC/T 2217-2014)等，防水涂料檢測指標有：外觀、流平性、低溫彎折性、粘結強度、吸水率、定伸老化、熱處理、酸處理、堿處理、潮濕基面粘結強度、剝離強度、不透水性、固體含量、干燥時間、密度等。

對比防水卷材和防水涂料的檢測性能參數，很大一部分極其類似，都綜合考慮了拉伸性能和防水性能，不同的是：防水卷材客戶是成品送檢，防水涂料送過來進行各項指標檢測時需成型養護，而成型質量的好壞直接影響產品性能。為討論成型影響，我們選擇性能穩定的雙組份聚氨酯防水涂料進行研究。

聚氨酯防水涂料是一種具有延伸率高、拉伸強度大、 低溫柔性與抗滲性好、粘結性能優良、施工方便等特點，廣泛使用于鐵路粘貼防水卷材或直接用于防水層、各行業屋面、廚衛間與地下工程等具有廣闊發展前景的防水材料，也是我國重點推廣的防水涂料之一。

對其試驗方法，主要采用《聚氨酯防水涂料》(GB/T 19250-2013)，我們主要討論雙組分聚氨酯防水涂料拉伸試驗過程中，規范的步驟是：將放置后的試樣混合均勻，不得加入稀釋劑，對于多組分涂料，按產品生產企業要求的配合比混合后在不混入氣泡的情況下充分攪拌5min，靜置2min，倒人模框中；也可按生產企業要求使用噴涂設備制備涂膜。模框不得翹曲且表面平滑，為便于脫模，涂覆前可用脫模劑。

1 脫模劑和基材對拉伸強度的影響探討

從標準規范中可以注意到，有寫用模框成型，卻沒有明確寫模框下面成型的基材選用哪種合適；有寫涂抹前可用脫模劑，卻沒有寫什么情況下合適用脫模劑。究竟哪種基材最適合涂料檢測？使用脫模劑對涂料強度有無影響？針對試驗疑問，開展了以下試驗。

(1)在不使用脫模劑的情況下，我們選用瓷磚基材、玻璃板基材、薄膜基材成型如圖1所示，一次性涂覆到規定厚度，刮去表面氣泡后一定要將表面刮平，保證最終涂膜厚度1.5mm±0.2mm，如圖2所示。

圖1 涂凡士林空玻璃板基材

圖2 聚氨酯涂料成型

(2)在都使用凡士林為脫模劑的情況下，依舊選用瓷磚基材、玻璃板基材、薄膜基材成型，來對比使用脫模劑對涂料強度是否有影響，探究使用脫模劑時，基材類型是否影響涂料強度。

制備的涂膜在標準試驗條件下養護96h，然后脫模，涂膜翻面后繼續在標準試驗條件下養護72h。操作控制不變量：同一人成型實驗，同樣養護條件(溫度23±2℃，濕度50±5%)，拆模，制樣、測試如圖3所示。

圖3 拉伸試驗

每組試樣裁取成啞鈴Ι型試件放于電子萬能試驗機上，保持試件長度方向的中線與試驗機夾具中心在一條線上進行拉伸至斷裂，記錄斷裂的最大荷載，每組測試5個試件，取5個試件的算術平均值，精確到0.01MPa，共測試10組后的數據對比見表1。

表1 拉伸強度/MPa

2 結果分析

(1)無脫模劑時使用玻璃、薄膜、瓷磚三種基材測試數據對比顯示，使用瓷磚基材拉伸強度最高。

(2)使用凡士林為脫模劑時，拉伸強度測試數據偏差較小，說明使用脫模劑的情況下，涂料對基材性能比較耐受。

(3)對于玻璃基材和薄膜基材，使用凡士林脫模劑時強度增加，說明這兩種基材適用于使用脫模劑。

(4)對于瓷磚基材，不使用脫模劑時強度最高，說明對于聚氨酯類型防水涂料，使用瓷磚作為基材成型對涂料本身影響最小， 最適合作為涂料成型時的基材。

3 結論與建議

防水涂料的檢測是非常有必要和重要的，沒有經過檢測的防水涂料在各個工程領域中都是不能放心使用的。 涂料在未使用前應具備的性能，或稱涂料原始狀態的性能，所表示的是涂料作為商品在儲存過程中的各方面性能和質量情況，從外觀檢查區分不出優劣好壞；隨著建筑工程涂料的深入發展，涂裝工程和檢測是一個系統工程的理念已日漸深入人心，要提高涂裝工程質量，除了高質量的涂料產品外，必須要有高質量的檢測手段與之相適應，一環套一環缺一不可，否則將會出現各種工程質量問題。然而，人們對涂料的性能、質量及價格十分關心，對防水涂料檢測技術的質量控制往往有所忽略。加強防水涂料檢測的規范操作與研究，全面提高涂料檢測能力已迫在眉睫，全面提高防水涂料檢測準確性是我們一直需要努力的方向。

那么涂料成型是涂料檢測的第一步，也是最關鍵的一步，通過開展使用不用基材和對比使用凡士林作為脫模劑的試驗室測試，初步結論和建議如下。

(1)在聚氨酯防水涂料測試時，建議盡量使用瓷磚基材作為成型基材， 盡量減小基材對拉伸性能的影響。

(2)在不方便使用瓷磚作為成型基材時，建議盡量使用脫模劑，使用脫模劑時，基材不同對涂料拉伸性能的影響可以降到最小。