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摘要 : 論述了聚氨酯防水涂料常用的催化劑、溶劑、阻凝劑、抗紫外線吸收劑和防老劑、消泡劑的作用。 


關(guān)鍵詞 : 防水涂料 ; 　聚氨酯 ; 　助劑 

聚氨酯防水涂料因其優(yōu)異的物理、化學(xué)性能 , 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于防水工程中 , 國家化學(xué)建材九五 ”計劃和 2010 年發(fā)展規(guī)劃綱要及十五 ”計劃和 2010 年發(fā)展規(guī)劃綱要都把聚氨酯防水涂料列為重點(diǎn)發(fā)展品種。這種材料為雙組分反應(yīng)固化型 , 組分 A 為預(yù)聚體 ,組分B 為交聯(lián)固化劑。聚氨酯防水涂料的基本原理是預(yù)聚體中的異氰酸根 ( —NCO) 與含活潑氫( —OH , —NH2 , —COOH) 的多元醇酚、多元胺、水等進(jìn)行加成反應(yīng) [ 1 ] 。 

　　在聚氨酯防水涂料生產(chǎn)中 ,所用的助劑不是成膜物質(zhì) , 在配方中用量也較少( 一般在百分之一、二 ),但能顯著改善防水涂料性能的一種化學(xué)物質(zhì)。

在防水涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用中起著越來越重要的作用。其作用在于 : a.改善聚氨酯防水涂料的生產(chǎn)工藝 ; b.提高聚氨酯防水涂料A 、B 組分的貯存穩(wěn)定性 ; c.改進(jìn)聚氨酯防水涂料的施工性能; 改善涂膜的使用性能。總之 ,采用不同的助劑可賦予聚氨酯防水涂料不同的性能 ,用以解決聚氨酯防水涂料生產(chǎn)、貯存、施工和應(yīng)用中遇到的各種問題。 

1 　催化劑和擴(kuò)鏈劑 

在聚氨酯防水涂料預(yù)聚體的生產(chǎn)和固化成膜過程中都需要使用催化劑或擴(kuò)鏈劑 ,它能加快反應(yīng)的進(jìn)行,縮短反應(yīng)時間[ 2 ] 。 

用于加速異氰酸酯基和含活性氫化合物反應(yīng)的催化劑主要有以下兩類 [ 3 ] :

(1) 有機(jī)金屬鹽類: 常用的是二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、油酸亞錫、醋酸苯汞、辛酸錫等。 

(2) 有機(jī)胺類: 二乙烯三胺、三乙胺、四乙烯五胺、二乙醇胺、 3 , 32二氯24 , 42二苯基甲烷二胺(MOCA) 等。 

催化劑的用量和選擇視反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和催化劑的類型不同而不同 ,可采用復(fù)配催化劑,用量在 0. 03 %～0. 06 % 之間。 

聚氨酯防水涂料一般采用 MOCA 作固化劑(擴(kuò)鏈劑 ) 加入到B 組分中,其涂膜硬度、抗拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均可提高 , 不發(fā)粘時間也要延長。為縮短固化時間 , 可添加甲撐二苯胺 (MDA) 。 

2 　阻凝劑 

在酸性條件下 , TDI 主要與羥基反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)體 ; 在堿性條件下 , 還與脲和聚氨酯反應(yīng)。為確保反應(yīng)順利進(jìn)行和抑制不利的副反應(yīng)發(fā)生 , 反應(yīng)介質(zhì)應(yīng)始終保持在酸性條件下進(jìn)行 , 通常 p H 值在 5 以下。如采用進(jìn)口 TDI 時 , 因?yàn)檫M(jìn)口 TDI 中水解氯含量低 , 體系 p H 接近中性。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn) , 采用進(jìn)口 TDI 常導(dǎo)致制備的預(yù)聚體早期成膠和貯期短的現(xiàn)象出現(xiàn) , 可加入少量的苯甲酰氯、檸檬酸、鹽酸、磷酸等以維持介質(zhì)為酸性。通過生產(chǎn)實(shí)踐 , 考慮生產(chǎn)成本 , 我們選用磷酸 (85 %) 較為合適 , 用量一般為聚醚總量的 0. 2 % ～ 0. 4 % 。 

3 　紫外線吸收劑和防老劑 

紫外線吸收劑種類很多 , 一般按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為如下六大類 : ① 二苯甲酮化合物 ; ② 水楊酸酯類化合物 ; ③ 雜環(huán)類化合物 ; ④ 取代丙烯腈類化合物 ; ⑤ 金屬絡(luò)合物 ; ⑥ 其它紫外線吸收劑。 

防老劑一般按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理進(jìn)行分類。按化學(xué)結(jié)構(gòu)通常分為五大類 : ① 酚類 ; ② 胺類 ;③ 亞磷酸酯類 ; ④ 硫酸酯類 ; ⑤ 其它防老劑 ; 按作用機(jī)理分為三大類 : ① 鏈終止劑 ; ② 過氧化物分解劑 ;③ 金屬鈍化劑。 

在聚氨酯防水涂料中加入紫外線吸收劑和防老劑的目的 , 在于提高其戶外耐熱性能和保色性。在選取時我們應(yīng)從它與基料的混溶性和避免與含端異氰酸酯基 ( — NCO) 發(fā)生聚合反應(yīng) , 一般可添加烷基苯酚類、硫脲類、苯并咪唑類。例如防老劑 1010 , 264 , 最好與 UV 2 327 、 9 、 531 等紫外線吸收劑合并效果更好 , 用量為基料總量的 1 % ～ 1. 5 % 。 

4 　溶劑 

溶劑對 — NCO 基的反應(yīng)速度有一定影響。溶劑的極性大 ,TDI 與羥基的反應(yīng)慢 , 這是因?yàn)槿軇┓肿訕O性大 , 能與聚醚中的羥基形成氫鍵而發(fā)生締合 , 使 — NCO/ — OH 的反應(yīng)緩慢。在制備聚氨酯防水涂料預(yù)聚體過程中 , 若采用羥類溶劑 ( 如二甲苯 ), 則反應(yīng)速度比用酯、酮類溶劑快。考慮生產(chǎn)成本 , 我們采用二甲苯和醋酸丁酯溶劑系統(tǒng) , 總用量不超過 10 % 為好。 

5 　消泡劑 

在聚氨酯防水涂料施工過程中 , 由于預(yù)聚體中的異氰酸酯基 ( — NCO) 會與 B 組分中的含活潑氫的化合物發(fā)生反應(yīng) , 產(chǎn)生 CO 2 氣體 , 以及攪拌等因素 , 往往會產(chǎn)生氣泡 , 影響涂膜防水性能。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和生產(chǎn)成本 , 我們在 B 組分中添加氧化鈣或氫氧化鈣 , 可吸收反應(yīng)生成的二氧化碳 , 從而消除防水材料施工時產(chǎn)生的氣泡。