沥青基聚氨酯防水涂料的研究
甘厚磊1, 易长海1, 陆昌远1, 吴海燕2, 成贵2
（1.武汉科技学院，湖北武汉430073；2.深圳市蓝盾防水材料厂，广东深圳518118）

聚氨酯（PU）防水涂料由于具有优异的弹性、耐久性、防水层轻、与水泥砂浆等建筑材料底材粘接性强、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，深受人们的欢迎。但由于聚氨酯的原材料价格昂贵，因此，聚氨酯防水涂料只在部分场合得到应用。我国聚氨酯防水涂料的研究开发始于20 世纪70 年代末80 年代初，当时人们普遍采用廉价而又性能卓越的煤焦油作填充增塑物质，随着人们环保意识的增强，2004 年建设部发布的《建设部推广应用和限制禁止使用技术》公告中，将焦油型聚氨酯防水涂料列为禁用产品。因此，近几年，非煤焦油填充型聚氨酯防水涂料是主要发展方向，沥青基聚氨酯防水涂料就是其中之一，但由于成本高，及其甲乙组分相容性的问题，制约了其发展[1- 5]。因此，研制价格低廉的沥青基聚氨酯防水涂料具有现实意义。本文对沥青基聚氨酯防水涂料的制备工艺进行探讨。通过对沥青基聚氨酯防水涂料相容剂选择的理论分析[6]，合成了合适的相容剂，采用自制的相容剂LB- 01 改进甲乙组分的相容性，并对产品性能进行探讨研究。

1 实验部分
1.1 原料及试剂
聚醚多元醇（N220、N3050 等）：化学纯，天津市广成化学试剂有限公司；TDI：化学纯，上海化学试剂有限公司；填料（碳酸钙）：工业级，杭州化学试剂有限公司；100# 沥青：工业级；催化剂：化学纯，北京化学试剂公司；消泡剂：工业级，上海市振兴化工一厂；其它助剂：市售。
1.2 原材料的预处理
将轻钙、100# 沥青、聚醚二元醇（N220）、聚醚三元醇（N3050）、各种助剂等原料进行烘干或脱水处理。
1.3 沥青聚氨酯防水涂料的制备
1.3.1 相容剂LB- 01 的合成
将聚醚多元醇和脂肪族的羧酸按一定比例加入到250mL 的三口烧瓶中，加入少量的催化剂，缓慢升温至120 ℃左右，恒温2～3 h 后，降温至50 ℃出料备用。
1.3.2 沥青聚氨酯防水涂料的制备
沥青聚氨酯防水涂料的制备工艺流程如图1 所示。

甲组分聚氨酯预聚体的制备：室温下按n（混合聚醚）∶n（TDI）=1∶1.15，准确称取混合聚醚和TDI 于三口烧瓶中，加入少量缓聚剂，搅拌约15 min，升温至80 ℃，反应2～3 h 后，降温至50 ℃左右出料，备用。
乙组分的制备：将沥青50 份、增塑剂3 份、辅助溶剂15份、轻钙28 份、MOCA 0.4 份、其它助剂3.6 份，按顺序逐一加入到三口烧瓶，在规定温度下搅拌，充分分散均匀后保存。
1.4 材料性能测试与表征
拉伸性能测试：采用美国的INSTRON 5566 万能材料实验机对沥青基聚氨酯防水涂料成膜物进行拉伸试验，拉伸速度为50 mm/min，格距为20 mm。
断口形貌表征：采用美国科士达公司生产的KH- 1000 高倍光学显微镜观察涂膜断面的微观结构形貌。

2 结果与讨论
2.1 沥青基聚氨酯防水涂料表干、实干影响因素的研究
2.1.1 施工温度对表干、实干时间的影响（见图2）

由图2 可知，随着施工温度的升高，表干、实干时间缩短，在30 ℃以上，下降趋势趋于平坦。这是因为随温度的升高，分子运动加剧，涂料中的聚氨酯组分固化交联反应速度增大，涂膜的表干、实干时间缩短。
2.1.2 催化剂对表干、实干时间的影响（见图3）

由图3 可知，随催化剂用量的增加，表干、实干时间降低，当用量在8%以上时，下降趋势不明显。这是因为催化剂能促进沥青基聚氨酯固化交联反应，但用量超过8%时，其促进作用并不明显。
2.1.3 相容剂对表干、实干时间的影响（见图4）

由图4 可知，随相容剂用量的增加，表干、实干时间先缓慢增加，当含量在4%以上，上升趋势明显。这是由于油性相容剂不易干，导致表干、实干时间的增加。当相容剂用量适中时，它作为惰性填充物均匀分散在两组分中，改善两组分的相容性，用量过高时，多余的相容剂会溢出，使涂膜不容易干燥。