随着人们环保意识的增强,沥青类防水涂料的使用越来越少,而聚氨酯防水涂料由于具有优异的弹性、耐久性、防水层轻、施工维修方便,组分易于调节、可用于建筑物不同部位及整体性好等诸多优点而受到重视。2004年建设部第218号文关于《建设部推广应用和限制禁止使用技术》的公告中,再次将焦油型聚氨酯防水涂料列为禁用产品。目前陕西省市场上黑色双组分聚氨酯防水涂料主要是石油沥青类,因为沥青气味低微、防老化等性能良好,所以从理论上讲用沥青代替焦油有很多优越性。但石油沥青主要由石油天然沥青质、芳香烃、脂肪烃以及硫、氧、氮等杂环化合物组成,其组成中不含带活泼氢的基团,本身不与聚氨酯预聚体发生反应,因此在涂料中只起填料的作用,根据相似相溶理论,沥青的选择就成了关键。市场上出售的所谓“沥青聚氨酯防水涂料”实际上可能是“煤沥青聚氨酯防水涂料”。考虑到以上问题,陕西省建设厅为配合国家的政策并考虑本省的具体情况,下文淘汰黑色双组份聚氨酯防水涂料。从环保角度考虑,水性聚氨酯防水涂料是今后的发展方向,但鉴于目前市场可供选用的非黑色双组分聚氨酯防水涂料很少,水性聚氨酯防水涂料的研究生产尚未普遍,生产成本过高及人们有一个接受过程等因素,我们决定研制生产非焦油彩色双组分聚醚型聚氨酯防水涂料,以满足市场需求。
1 实验
非焦油彩色双组分聚醚型聚氨酯防水涂料属反应固化型防水涂料,也是预聚体和固化剂分A、B料分别包装,现场施工时按一定比例配制后使用。
1.1原材料选择
1.1.1多异氰酸酯
TDI-80在涂料工业上应用最普遍,来源方便,但其预聚体耐旋光性差,长期户外曝露易返黄;PAPI是纯MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)与多官能度的聚合MDI的混合物,对人体毒性比TDI较小,主要用于制备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稳定性好,老化后物理性质变化小。常见产品有N-220、N-330、蓖麻油等。
1.1.3填料
用石油树脂替代石油沥青是本研制工作的重点。石油树脂可以看作是去除了小分子和沥青质的石油沥青,能较好地混入聚氨酯中,除很小部分参与反应外,大多是作为惰性材料存在。在试验中我们选用了一种化工试剂,其主要作用是使石油树脂能更好地与聚氨酯混溶。含水硅酸镁或轻质碳酸钙的加入,可使制得的防水涂料物理和施工性能优异。
1.1.4其它助剂
催化剂选用辛酸亚锡;交联剂选用液体MOCA;其它助剂有着色剂、消泡剂、防老剂和紫外线吸收剂等。
1.2生产工艺
1.2.1预聚体制备
将聚醚多元醇在一定温度、压力下脱水,然后和TDI或PAPI一起投入反应釜中,加入缓凝剂,在规定温度、压力下保持一定时间后即可包装。游离异氰酸酯基控制在3%~4%。
1.2.2固化剂制备
将聚醚多元醇在一定温度、压力下脱水,将填充料烘干,投入搅拌罐内,加稀释剂、交联剂、催化剂等助剂,充分反应后包装。
2 试验过程
2.1 预聚体制备
将TDI、N-220、N-330等原料按不同比例共制备5种预聚体,其—NCO含量分别为4.1%、3.7%、4.2%、10.3%、9.7%。
2.2双组分彩色聚氨酯的合成
我们用石油树脂代替石油沥青,引入N-220、N-330等聚醚多元醇,加入不同比例的助剂,部分试验配比及主要物理性能如表1所示。
表1 部分试验配比及主要物理性能
项目
|
配方1
|
配方2
|
配方3
|
配方4
|
配方5
|
配方6
|
配方7
|
甲组份(预聚体)
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
乙组份(固化剂)
|
|
|
|
|
|
|
|
N—220
|
—
|
178
|
—
|
89
|
89
|
—
|
38
|
N—330
|
8
|
—
|
18
|
—
|
—
|
89
|
52
|
石油树脂
|
130
|
355
|
150
|
313
|
256
|
256
|
270
|
MOCA
|
—
|
—
|
—
|
23
|
12
|
12
|
23
|
轻钙
|
34
|
210
|
90
|
117
|
152
|
152
|
160
|
辛酸亚锡
|
0.8
|
2.5
|
1.0
|
1.6
|
2.0
|
1.0
|
1.6
|
其它助剂
|
0.5
|
1.0
|
0.5
|
0.5
|
1.0
|
0.5
|
1.0
|
拉伸强度/MPa①
|
1.12
|
0.60
|
1.38
|
1.76
|
0.76
|
0.85
|
1.42
|
断裂伸长率/%①
|
644
|
355
|
154
|
98
|
188
|
267
|
211
|
①甲组份(预聚体)∶乙组份(固化剂)=1∶2
项目
|
配方1
|
配方2
|
配方3
|
配方4
|
配方5
|
配方6
|
配方7
|
甲组份(预聚体)
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
乙组份(固化剂)
|
|
|
|
|
|
|
|
N—220
|
—
|
23.84
|
—
|
16.36
|
17.38
|
—
|
6.96
|
N—330
|
4.62
|
—
|
6.94
|
—
|
—
|
17.43
|
9.53
|
石油树脂
|
75.01
|
47.56
|
57.80
|
57.53
|
50.00
|
50.15
|
49.49
|
MOCA
|
—
|
—
|
—
|
4.23
|
2.34
|
2.35
|
4.22
|
轻钙
|
19.62
|
28.13
|
34.68
|
21.50
|
29.69
|
29.77
|
29.33
|
辛酸亚锡
|
|
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