聚氨酯又称聚氨基甲酸酯，分子结构中含有相当数量的氨基甲酸酯以及脲、醚、酯等基团，具有耐磨、耐油、耐酸碱、耐水以及耐化学药品等优异性能。聚氨酯广泛应用于胶粘剂、涂料、弹性体、泡沫塑料等诸多领域。在涂料方面是目前综合性能较好的品种之一，已获得了广泛的应用[1-3]；其中单组分聚氨酯防水涂料具有不易挥发、利于环保、生产简单及使用方便等特点，其市场需求量日益增多。本试验合成的聚醚型单组分聚氨酯可以用于制备防水涂料，产品具有较强的粘结力、优异的光稳定性和热稳定性。

1 试验部分
1.1 主要原材料
甲苯二异氰酸酯（TDI）：80/20，工业级，日本聚氨酯公司；聚氧化丙烯二醇（N220）：相对分子质量2000，工业级，金陵石化二厂；聚氧化丙烯三醇（N330）：相对分子质量3000，工业级，金陵石化二厂；辛酸亚锡[Sn（Oct）2]，试剂级，天津市化学试剂一厂；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），化学纯，上海试剂一厂；邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：分析纯，西安试剂厂。
1.2 预聚体的合成
在装有温度计、冷凝管、搅拌器的500 ml 三口瓶中，加入复合好的聚醚多元醇、增塑剂。升温并抽真空，在温度为105～110 ℃、真空度133.3 Pa 条件下搅拌脱水2.5 h，然后降温至50 ℃以下，加入TDI，逐步升温至（80±5）℃，恒温回流反应2h，然后降温至50 ℃以下，出料，得到预聚体，密封包存[4]。
1.3 聚氨酯涂膜材料的制备及性能测试
在装有快速搅拌器的开口反应瓶中加入预聚体，升温至50～60 ℃，再加入预先干燥的填料、催化剂及其它助剂，搅拌均匀。称取适量的样品，用刮板均匀涂刷在有脱膜剂的模具上，分2 次涂完，涂膜的厚度控制在1.5 mm 左右。在（23±2）℃、相对湿度（65±15）％的标准环境中放置7 d，按照GB/T 19250—2003《聚氨酯防水涂料》进行测试，结果见表1。

2 结果与讨论
2.1 预聚反应温度和时间的影响
理论上预聚体反应温度超过100 ℃时，体系中会有脲键生成，改变预聚体的结构，终影响产品质量。试验考察了不同的反应温度和时间对预聚反应的影响（见图1）。

从图1 可见，在80 ℃下预聚反应1.5 h 所测的—NCO 含量基本与理论值吻合，延长反应时间—NCO 含量趋于稳定。在70 ℃下预聚时，温度低，反应不完全，体系的流动性好，表观黏度小，—NCO 含量高于理论值，即使反应2.5 h 也达不到反应终点；在90 ℃下反应，温度高，—NCO 基团活性大，反应生成的—NHCOO—部分可进一步与未反应的—NCO 生成脲，使—NCO 含量明显低于理论值，体系的黏度也比80 ℃时的大。预聚温度控制在（80±5）℃，反应1.5～2.0 h。
2.2 聚醚的影响
用于单组分聚氨酯防水涂料的聚醚多元醇可以是单一官能度或不同官能度的聚醚复合。为保证涂膜具有优异的强度和弹性，在合成预聚体时采用二官能度聚醚和三官能度聚醚按一定质量比复合。不同聚醚比例对涂膜性能的影响见表2。

从表2 可以看出，随着复合醚中N220 比例的增大，涂膜的拉伸强度下降，伸长率增大，硬度有稍微的下降。原因是当二官能度的聚醚多元醇的比例较小时，制得的聚氨酯固化后，涂膜中交联网络密度较高，抗拉强度高，但脆性大，易断裂；随着二官能度的聚醚多元醇的比例增大，涂膜中交联网络密度较低，柔韧性好、伸长率提高。试验中n（N220）∶n（N330）取（3.5∶1.0）～（4.0∶1.0），所制得的聚合物中化学交联点的数量适宜，涂膜具有较为理想的拉伸强度、伸长率和硬度等性能。