防沉型高強聚氨酯防水涂料的制備及性能研究

發布日期:2016-04-19點擊次數:2723次

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        聚氨酯(PU)防水涂料是一種反應固化型高分子防水涂料,因其涂膜后具有抗拉強度高、彈性且延伸性好、粘結力強、防水層連續柔韌且無接縫、體積收縮小、對基層裂縫伸縮性變形的適應性強、耐水耐磨耐腐蝕耐久性和耐低溫柔順性好等特點,可用于建筑不同部位的防水堵漏。

  在PU涂料生產和使用過程中,沉降現象時常發生,涂料使用前,底部出現軟沉淀、硬沉淀;使用時,需要將其攪拌均勻后,方可使用,這樣不僅耽誤施工時間,而且使成膜性能變差,最終影響防水效果。


  為此,本文根據TB/T2965-2011《鐵路混凝土橋面防水層技術條件》中直接用于作防水層的防水涂料技術指標要求,采用復配聚醚多元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和氯化石蠟為原料制備預聚體,并配有胺類固化劑、增塑劑、防沉劑、顏填料、消泡劑、催化劑和潤濕分散劑等,合成了一種雙組分防沉型高強聚氨酯防水涂料,討論了不同的防沉劑、潤濕分散劑及其用量對涂料物理性能、儲存性能和防沉性能的影響。

1防沉機理

  在聚氨酯防水涂料中,防沉劑加入之后可在整個體系中構成弱交聯且疏松的三維網狀結構,能賦予良好的觸變特性,使顏填料懸浮不聚集結塊且防沉,并能改善涂料性能,保持優良的流平性等。具體的作用機理是:在高速剪切速率的作用下,外力大于該觸變值的屈服值,防沉劑形成的弱交聯結構作用被破壞,導致涂料粘度很低且其流動性較好,便于工地涂膜施工;在撤去剪切力之后,弱交聯結構作用又重新恢復,涂料粘度以適當的滯后性回升,使其具有良好的流平性和抗流掛性能,最終涂料會恢復到原來的觸變效果,進而起到了防止分散顏填料顆粒的沉降凝結,避免了涂料的沉降而出現軟沉淀或硬沉淀。

2反應成膜原理

  防沉型高強聚氨酯防水涂料是一種雙組分反應型高分子防水涂料,由A、B組分組成,其中A組分是復配聚醚和異氰酸酯反應而成的預聚體,B組分采用胺類固化劑、增塑劑、顏填料、催化劑、消泡劑、防沉劑和潤濕分散劑等混合而成。使用時,將A、B組分按照比例混合,預聚體A組分中的-NCO與B組分中的-NH2發生固化反應生成防水膜。

3不同的防沉劑對涂料性能的影響

  對于雙組分高強聚氨酯防水涂料而言,其中,A組分(預聚體)為淡黃色粘稠且透明的液體,長期儲存不會發生沉降;但是B組分中有液料和粉料(顏填料),在儲存過程中會發生粉料沉積到容器底部,即為沉淀,它使涂料變成一個不均一的分散體系,給施工和涂料的性能帶來不利的影響。PU涂料中粉料產生沉降的原因比較復雜,根據斯托克斯(stokes)法則,顏填料粒子沉降的速度與粒子半徑及兩相密度差成正比,與分散體系的粘度成反比。

實驗見真知

  本實驗采用的顏填料不變,故粒子半徑為定值,通過添加防沉劑使體系產生弱交聯結構,適當提高涂料粘度,賦予其觸變性,來解決涂料的防沉型問題。選用幾種不同的防沉劑:YH-10、FCJ-1、FCJ-2,其中YH-10為改性有機膨潤土,并具有獨特化學結構,FCJ-1為氣相二氧化硅,FCJ-2為改性氫化蓖麻油。為了短時間內明顯看其防沉效果,將等量的液料、填料和防沉劑混合均勻后,放置48h后,看其實驗結果,如圖1所示。

  在防沉型高強聚氨酯防水涂料體系中,配方中各組分以質量份為基準,其他組分不變,采用等量(0.3份)不同的防沉劑來考察對涂料的性能影響,結果見表2所示。


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