隨著人們對環(huán)境、健康要求的逐步提高，有毒、溶劑型等非環(huán)境友好型建筑防水涂料逐漸淡出人們的視線，開發(fā)新型環(huán)保的建筑防水涂料成為急需解決的問題。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所生物基材料重點實驗室研究員萬曉波帶領(lǐng)的生物基及仿生高分子團隊在聚氨酯建筑防水材料上取得新進展，成功開發(fā)出兩類環(huán)境友好型單組份聚氨酯防水涂料，并已成功實現(xiàn)中試及工程示范。
當前，單組分聚氨酯防水涂料因其施工簡便等優(yōu)點成為聚氨酯防水涂料的發(fā)展方向，但仍存在單位面積用量大(> 2kg/m2)，需要使用大量有機溶劑、需多次涂刷等問題。目前，生物基及仿生高分子團隊助理研究員穆有炳通過對聚氨酯樹脂分子結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計，調(diào)整聚合物中鏈段排布方式及功能基團的密度，成功開發(fā)出兩類具有高拉伸強度、高斷裂伸長率的聚氨酯防水涂料，并已成功實現(xiàn)中試及工程示范(見圖1)。其中一種涂料為環(huán)保無溶劑型單組份聚氨酯涂料(I型)，具有良好的水中分散性能，與水混合后(體積比 聚氨酯:水=1:6)噴涂在基材表面，干燥后可形成斷裂伸長率大于1200%，拉伸強度超過2.5MPa的薄膜。另一類涂料是全疏水無溶劑型單組份聚氨酯涂料(II型)，可在適當濕態(tài)下直接噴涂在基材表面并固化(固化時間可調(diào))，所成薄膜與基材表面有著極好的附著力，斷裂伸長率大于2500%，拉伸強度超過9MPa。
該聚氨酯防水涂料具有獨特的防水機理:I型聚氨酯涂料以水為固化劑，環(huán)保無毒，具有高度安全性。且由于其粘度小，可有效滲入混凝土內(nèi)部形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，封閉堵塞混凝土內(nèi)部缺陷，不僅起到防水防滲效果，同時還可以增強混凝土強度。防水涂料的滲入可使防水層與基層混凝土達到有效融合，克服了層面間竄水現(xiàn)象，而且還可降低傳統(tǒng)防水涂料因表面刮擦(破壞表層防水膜)而導致的漏水幾率。噴灑I型聚氨酯涂料后，再噴灑II型聚氨酯防水涂料(見圖2)，由于II型聚氨酯涂料具有優(yōu)異的表面粘附力、耐磨性、耐水性及耐水解性等，可有效保護防水基層，延長其使用壽命，達到經(jīng)久耐用的效果。
由于采用了獨特的防水機理，這兩類涂料的配合使用，在總噴涂用量較少(每平方米≤0.4kg)的條件下即能達到良好的防水效果，與傳統(tǒng)單組份聚氨酯防水涂料相比，用量少，使用成本低;采用噴灑施工的方式，人力成本低;有機溶劑使用少，更為環(huán)保。因此，具有廣闊的市場前景。
圖1 中試及工程示范。A: 中試生產(chǎn)線;B: 中試合成的聚氨酯防水涂料;C：噴灑聚氨酯防水涂料;D: 噴灑防水涂料后-工地閉水試驗。
圖2 防水涂層截面示意圖
