彩色雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料的研制

    關鍵詞：煤焦油；石油樹脂；石油瀝青；聚氨酯防水涂料

    隨著人們環保意識的增強，瀝青類防水涂料的使用越來越少，而聚氨酯防水涂料由于具有優異的彈性、耐久性、防水層輕、施工維修方便，組分易于調節、可用于建筑物不同部位及整體性好等諸多優點而受到重視。2004年建設部第218號文關于《建設部推廣應用和限制禁止使用技術》的公告中，再次將焦油型聚氨酯防水涂料列為禁用產品。目前陜西省市場上黑色雙組分聚氨酯防水涂料主要是石油瀝青類，因為瀝青氣味低微、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越性。但石油瀝青主要由石油天然瀝青質、芳香烴、脂肪烴以及硫、氧、氮等雜環化合物組成，其組成中不含帶活潑氫的基團，本身不與聚氨酯預聚體發生反應，因此在涂料中只起填料的作用，根據相似相溶理論，瀝青的選擇就成了關鍵。市場上出售的所謂“瀝青聚氨酯防水涂料”實際上可能是“煤瀝青聚氨酯防水涂料”?？紤]到以上問題，陜西省建設廳為配合國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。從環保角度考慮，水性聚氨酯防水涂料是今后的發展方向，但鑒于目前市場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尚未普遍，生產成本過高及人們有一個接受過程等因素，我們決定研制生產非焦油彩色雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料，以滿足市場需求。

    1、實驗

    非焦油彩色雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料屬反應固化型防水涂料，也是預聚體和固化劑分A、B料分別包裝，現場施工時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在涂料工業上應用最普遍，來源方便，但其預聚體耐光性差，長期戶外曝露易返黃；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定性好，老化后物理性質變化小。常見產品有N-220、N-330、蓖麻油等。

    1.1.3填料

    用石油樹脂替代石油瀝青是本研制工作的重點。石油樹脂可以看作是去除了小分子和瀝青質的石油瀝青，能較好地混入聚氨酯中，除很小部分參與反應外，大多是作為惰性材料存在。在試驗中我們選用了一種化工試劑，其主要作用是使石油樹脂能更好地與聚氨酯混溶。含水硅酸鎂或輕質碳酸鈣的加入，可使制得的防水涂料物理和施工性能優異。

    1.1.4其它助劑

    催化劑選用辛酸亞錫；交聯劑選用液體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生產工藝

    1.2.1預聚體制備

    將聚醚多元醇在一定溫度、壓力下脫水，然后和TDI或PAPI一起投入反應釜中，加入緩凝劑，在規定溫度、壓力下保持一定時間后即可包裝。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，加稀釋劑、交聯劑、催化劑等助劑，充分反應后包裝。

    2 試驗過程

    2.2 預聚體制備

    將TDI、N-220、N-330等原料按不同比例共制備5種預聚體，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，部分試驗配比及主要物理性能如表1所示。

    通過實驗可知：

    （1）N-220作為預聚體主要成分，在乙組分中的比例應受到控制。相反，為改善產品機械強度和延伸率，可適當增加N-330在乙組分中的比例。

    （2）MOCA作為交聯劑加入，可使聚氨酯涂料機械強度增高，彈性優良。

    （3）輕質碳酸鈣作為填料，可使產品機械強度略微上升，但會使產品延伸率下降；石油樹脂除極少部分可參與反應外，主要是作為填料摻加，降低成本。根據以上思路，我們經過多次試驗，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（質量分數）：

    預聚體（—NCO 含量為4.1%） 100

    乙組分（質量分數）：

    N-220                      21
    N-330                      39
    石油樹脂                   98
    MOCA                       20
    輕質碳酸鈣                 50
    辛酸亞錫                   1.5
    其它助劑                   0.5

    按以上配方生產的彩色雙組分聚氨酯防水涂料產品，經陜西省建設工程質量監督檢驗測試中心檢測，其主要性能為：拉伸強度3.10MPa，斷裂伸長率568%，撕裂強度23N/mm，-35℃低溫彎折無裂紋，0.3MPa、30min不透水，固體含量96%，表干時間8h，實干時間22h。產品性能符合GB/T 19250-2003中Ⅱ類產品的質量要求。

    3 結語

    （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，生產工藝無明顯改變，對于產品轉型較為方便。

    （2）用石油樹脂代替石油瀝青，可杜絕煤焦油型聚氨酯防水涂料的使用，減少污染。同時，石油樹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，但其性能優異，售價遠高于瀝青聚氨酯防水涂料，利潤也較為可觀。