隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，瀝青類防水涂料的使用越來(lái)越少，而聚氨酯防水涂料由于具有優(yōu)異的彈性、耐久性、防水層輕、施工維修方便，組分易于調(diào)節(jié)、可用于建筑物不同部位及整體性好等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到重視。2004年建設(shè)部第218號(hào)文關(guān)于《建設(shè)部推廣應(yīng)用和限制禁止使用技術(shù)》的公告中，再次將焦油型聚氨酯防水涂料列為禁用產(chǎn)品。目前陜西省市場(chǎng)上黑色雙組分聚氨酯防水涂料主要是石油瀝青類，因?yàn)闉r青氣味低微、防老化等性能良好，所以從理論上講用瀝青代替焦油有很多優(yōu)越性。但石油瀝青主要由石油天然瀝青質(zhì)、芳香烴、脂肪烴以及硫、氧、氮等雜環(huán)化合物組成，其組成中不含帶活潑氫的基團(tuán)，本身不與聚氨酯預(yù)聚體發(fā)生反應(yīng)，因此在涂料中只起填料的作用，根據(jù)相似相溶理論，瀝青的選擇就成了關(guān)鍵。市場(chǎng)上出售的所謂“瀝青聚氨酯防水涂料”實(shí)際上可能是“煤瀝青聚氨酯防水涂料”?？紤]到以上問(wèn)題，陜西省建設(shè)廳為配合國(guó)家的政策并考慮本省的具體情況，下文淘汰黑色雙組份聚氨酯防水涂料。從環(huán)保角度考慮，水性聚氨酯防水涂料是今后的發(fā)展方向，但鑒于目前市場(chǎng)可供選用的非黑色雙組分聚氨酯防水涂料很少，水性聚氨酯防水涂料的研究生產(chǎn)尚未普遍，生產(chǎn)成本過(guò)高及人們有一個(gè)接受過(guò)程等因素，我們決定研制生產(chǎn)非焦油彩色雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料，以滿足市場(chǎng)需求。
1 實(shí)驗(yàn)
非焦油彩色雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料屬反應(yīng)固化型防水涂料，也是預(yù)聚體和固化劑分A、B料分別包裝，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)按一定比例配制后使用。
1.1原材料選擇
1.1.1多異氰酸酯
TDI-80在涂料工業(yè)上應(yīng)用最普遍，來(lái)源方便，但其預(yù)聚體耐旋光性差，長(zhǎng)期戶外曝露易返黃;PAPI是純MDI(二苯甲烷二異氰酸酯)與多官能度的聚合MDI的混合物，對(duì)人體毒性比TDI較小，主要用于制備防水材料和聚氨酯硬泡。
1.1.2多元醇
聚醚多元醇比聚酯多元醇水解穩(wěn)定性好，老化后物理性質(zhì)變化小。常見(jiàn)產(chǎn)品有N-220、N-330、蓖麻油等。
1.1.3填料
用石油樹(shù)脂替代石油瀝青是本研制工作的重點(diǎn)。石油樹(shù)脂可以看作是去除了小分子和瀝青質(zhì)的石油瀝青，能較好地混入聚氨酯中，除很小部分參與反應(yīng)外，大多是作為惰性材料存在。在試驗(yàn)中我們選用了一種化工試劑，其主要作用是使石油樹(shù)脂能更好地與聚氨酯混溶。含水硅酸鎂或輕質(zhì)碳酸鈣的加入，可使制得的防水涂料物理和施工性能優(yōu)異。
1.1.4其它助劑
催化劑選用辛酸亞錫;交聯(lián)劑選用液體MOCA;其它助劑有著色劑、消泡劑、防老劑和紫外線吸收劑等。
1.2生產(chǎn)工藝
1.2.1預(yù)聚體制備
將聚醚多元醇在一定溫度、壓力下脫水，然后和TDI或PAPI一起投入反應(yīng)釜中，加入緩凝劑，在規(guī)定溫度、壓力下保持一定時(shí)間后即可包裝。游離異氰酸酯基控制在3%～4%。
1.2.2固化劑制備
將聚醚多元醇在一定溫度、壓力下脫水，將填充料烘干，投入攪拌罐內(nèi)，加稀釋劑、交聯(lián)劑、催化劑等助劑，充分反應(yīng)后包裝。
2 試驗(yàn)過(guò)程
2.1 預(yù)聚體制備
將TDI、N-220、N-330等原料按不同比例共制備5種預(yù)聚體，其—NCO含量分別為4.1%、3.7%、4.2%、10.3%、9.7%。
2.2雙組分彩色聚氨酯的合成
我們用石油樹(shù)脂代替石油瀝青，引入N-220、N-330等聚醚多元醇，加入不同比例的助劑，部分試驗(yàn)配比及主要物理性能如表1所示。
表1 部分試驗(yàn)配比及主要物理性能
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項(xiàng)目
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配方1
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配方2
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配方3
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配方4
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配方5
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配方6
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配方7
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甲組份（預(yù)聚體）
|
100
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100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
|
乙組份（固化劑）
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N—220
|
—
|
178
|
—
|
89
|
89
|
—
|
38
|
|
N—330
|
8
|
—
|
18
|
—
|
—
|
89
|
52
|
|
石油樹(shù)脂
|
130
|
355
|
150
|
313
|
256
|
256
|
270
|
|
MOCA
|
—
|
—
|
—
|
23
|
12
|
12
|
23
|
|
輕鈣
|
34
|
210
|
90
|
117
|
152
|
152
|
160
|
|
辛酸亞錫
|
0.8
|
2.5
|
1.0
|
1.6
|
2.0
|
1.0
|
1.6
|
|
其它助劑
|
0.5
|
1.0
|
0.5
|
0.5
|
1.0
|
0.5
|
1.0
|
|
拉伸強(qiáng)度/MPa①
|
1.12
|
0.60
|
1.38
|
1.76
|
0.76
|
0.85
|
1.42
|
|
斷裂伸長(zhǎng)率/%①
|
644
|
355
|
154
|
98
|
188
|
267
|
211
|
?、偌捉M份(預(yù)聚體)∶乙組份(固化劑)=1∶2
|
項(xiàng)目
|
配方1
|
配方2
|
配方3
|
配方4
|
配方5
|
配方6
|
配方7
|
|
甲組份（預(yù)聚體）
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
|
乙組份（固化劑）
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N—220
|
—
|
23.84
|
—
|
16.36
|
17.38
|
—
|
6.96
|
|
N—330
|
4.62
|
—
|
6.94
|
—
|
—
|
17.43
|
9.53
|
|
石油樹(shù)脂
|
75.01
|
47.56
|
57.80
|
57.53
|
50.00
|
50.15
|
49.49
|
|
MOCA
|
—
|
—
|
—
|
4.23
|
2.34
|
2.35
|
4.22
|
|
輕鈣
|
19.62
|
28.13
|
34.68
|
21.50
|
29.69
|
29.77
|
29.33
|
|
辛酸亞錫
|
0.46
|
0.33
|
0.39
|
0.29
|
0.39
|
0.20
|
0.29
|
|
其它助劑
|
0.29
|
0.14
|
0.19
|
0.09
|
0.20
|
0.10
|
0.18
|
|
拉伸強(qiáng)度/MPa①
|
1.12
|
0.60
|
1.38
|
1.76
|
0.76
|
0.85
|
1.42
|
|
斷裂伸長(zhǎng)率/%①
|
644
|
355
|
154
|
98
|
188
|
267
|
211
|
轉(zhuǎn)化為百分比：
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知：
(1)N-220作為預(yù)聚體主要成分，在乙組分中的比例應(yīng)受到控制。相反，為改善產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度和延伸率，可適當(dāng)增加N-330在乙組分中的比例。
(2)MOCA作為交聯(lián)劑加入，可使聚氨酯涂料機(jī)械強(qiáng)度增高，彈性優(yōu)良。
(3)輕質(zhì)碳酸鈣作為填料，可使產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度略微上升，但會(huì)使產(chǎn)品延伸率下降;石油樹(shù)脂除極少部分可參與反應(yīng)外，主要是作為填料摻加，降低成本。根據(jù)以上思路，我們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終確定的雙組分彩色聚醚型聚氨酯防水涂料配方為：
甲組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：
預(yù)聚體(—NCO 含量為4.1%) 100
乙組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：
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N-220
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N-330
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石油樹(shù)脂
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MOCA
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輕質(zhì)碳酸鈣
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辛酸亞錫
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其它助劑
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21
|
39
|
98
|
20
|
50
|
1.5
|
0.5
|
按以上配方生產(chǎn)的彩色雙組分聚氨酯防水涂料產(chǎn)品，經(jīng)陜西省建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，其主要性能為：拉伸強(qiáng)度3.10MPa，斷裂伸長(zhǎng)率568%，撕裂強(qiáng)度23N/mm，-35℃低溫彎折無(wú)裂紋，0.3MPa、30min不透水，固體含量96%，表干時(shí)間8h，實(shí)干時(shí)間為22h。產(chǎn)品性能符合GB/T 19250-2003中Ⅱ類產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
3 結(jié)論
(1)研制的彩色雙組分聚氨酯防水涂料，與瀝青聚氨酯防水涂料相比，生產(chǎn)工藝無(wú)明顯改變，對(duì)于產(chǎn)品轉(zhuǎn)型較為方便。
(2)用石油樹(shù)脂代替石油瀝青，可杜絕煤焦油型聚氨酯防水涂料的使用，減少污染。同時(shí)，石油樹(shù)脂比石油瀝青較易混溶。
(3)目前該配方的成本較瀝青聚氨酯防水涂料高，但其性能優(yōu)異，售價(jià)遠(yuǎn)高于瀝青聚氨酯防水涂料，利潤(rùn)也較為可觀。 |
