1 聚氨酯防水涂料的成膜原理
聚氨酯防水涂料，主要的成膜原理是通过异氰酸酯或与含有羟基的化合物，或与含有活泼氢原子的化合物，或与水反应。有时为了实现交联聚合，往往在其配料中引进三官能度或多官能度多元醇及异氰脲酸酯。按照固化方式不同，聚氨酯防水涂料可分为多组分化学反应固化型、单组分潮湿固化型、单组分空气氧化型。在高强度防水涂料检测中，以双组分居多，它们大多通过A 组分( 预聚体) 和B 组分( 固化剂) 的混合反应，溶剂挥发而成膜。
2 影响因素
国家标准GB/T 19250 － 2003《聚氨酯防水涂料》将多组分聚氨酯防水涂料分为Ⅰ型( 1． 90MPa) 和Ⅱ型( 2． 45MPa) 。目前高速铁路上广泛使用强度等级为3． 5MPa 和6． 0MPa 的聚氨酯涂料，它们不仅强度高、干燥时间短，防水性能、耐热处理和耐化学处理性能也大大的提高。如何客观、准确的检测它们，就显得尤为重要。下面将逐步对其影响因素进行分析。
2． 1 涂膜成型方式
( 1) 要进行涂料拉伸性能的检测首先要制备涂膜，依据国家标准GB/T19250 － 2003《聚氨酯防水涂料》和GB/T167778 － 2008《建筑防水涂料试验方法》，涂膜采用刮涂。笔者经过试验，发现涂膜还可以采用刷涂。为了保证涂膜的终厚度为1． 5 ± 0． 2mm，采用刮涂成型时可以制作0． 8mm、1． 2mm 和1． 8mm 的凸形刮刀，分三次将混合均匀的涂料倒入膜框后进行刮涂，待后一次刮涂完毕立即放入涂料养护箱养护。刷涂采用洗衣用塑料刷子，分三次将混合均匀的涂料倒入膜框后进行刷涂，每次刷涂时来回反复小心刷匀以消除气泡。待后一次刷涂完毕，用1． 8mm 刮刀将试样刮平后放入涂料养护箱养护。四天后脱模，反面继续养护三天进行拉伸试验。下面是6． 0MPa 聚氨酯防水涂料两种不同成型方式的无处理拉伸性能的对比。
从表1 可以看出，采用刷涂时得到的拉伸强度要比刮涂时要高出5． 3%，断裂伸长率要比刮涂时高出5． 5%。观察他们拉伸过程中表面拉扯情况，可以看到采用刮涂成型时涂膜表面气孔比较多，比较大; 采用刷涂成型时涂膜表面气孔小而密集，所以拉伸强度值更高，断裂伸长率更长。
( 2) 成膜次数。GB/T19250 － 2003《聚氨酯防水涂料》和GB/T167778 － 2008《建筑防水涂料试验方法》规定样品按生产厂的要求，一次或多次涂覆( 多三次，每次间隔不超过24． h) ，下表是不同的涂膜次数得到的拉伸性能结果。
从表2 可以看出，刷涂一次得到的拉伸强度只有5． 78MPa，很容易造成对样品的误判; 刷涂两次与刷涂一次相比，拉伸强度增加了8．0%，伸长率也增加了18． 3%; 刷涂三次的效果达到了7． 15MPa，比刷涂一次增加了23． 7%，断裂伸长率也增大到了609%，比刷涂一次增加了20． 1%。刷涂四次和三次相比，强度和伸长率没有继续明显增加。因此在刷涂时尽量考虑涂膜三次成型。
2． 2 温湿度的控制
前面提到，聚氨酯涂料的固化方式有三种，分别为多组份化学反应固化型、单组份潮湿固化型和单组份空气氧化型。形态上，涂料由液体经反应，挥发水分后成为固体。下表是不同养护条件下拉伸性能的对比。
可以看到，温湿度对6． 0MPa 高强度聚氨酯涂料的影响很大，在湿度不变条件下，温度升高，一方面促进了组份间的反应，拉伸强度显著提高， 28℃， 55%条件下养护拉伸强度达到了8． 22MPa; 另一方面断裂伸长率随着温度的升高先增大后降低，是因为较低的温度抑制了反应，组份间的聚合交联缓慢，相反，高温条件下，各组分积极反应，气体连续不断产生，有可能发展成较大的气泡，使得断裂伸长率有所降低。温度不变，湿度增大，涂膜表面容易吸湿，产生的气体不易逸出，反应进度降低，拉伸性能也会显著降低。因此在养护过程中应控制养护的环境条件。
2． 3 脱模剂的选择
脱模剂的选择也很重要，在制备涂膜时，使用市面上的脱模剂如硅油、石蜡等进行刷涂后，存在较难脱模现象，有时候还需要借助铲刀进行涂膜，由于脱模时拉扯过涂膜，造成涂膜未进行检测就已经受拉，再进行检测时，强度和伸长率就会变得不准确。沈美荣、顾雪珍等人在涂膜模具上先刷一层薄层油，然后将保鲜膜铺至模具上，再进行涂膜。涂料固化后脱膜非常方便，省时省力，且不会破坏涂膜。笔者受此启发，通过多次实验，还发现塑料类产品作为脱模隔离层与涂料在常温下不会发生反应，涂料固化后可以直接揭起。这样订做一个很厚的硬塑料模板，再将膜框固定在模板上，进行涂膜，更加的方便，又不损伤涂膜。
2． 4 拉伸仪器的选择
2． 4 拉伸仪器的选择
由于涂料的拉伸力值往往很小，多为10N ～ 100N，因此需要选择合适的拉伸仪器。而目前常见的拉伸仪器为1KN、5kN 的万能材料试验机，精度多为I 级，不能保证小数据的准确性。下面是500N 万能材料试验机( 精度0． 5 级) 和1kN 万能材料试验机( 精度I 级) 时3． 5MPa 聚氨酯防水涂料的对比数据。
从表4 可以看出，拉伸强度的检测对仪器的要求非常高。使用5000N 万能材料试验机时，涂料拉伸强度为4． 04MPa，使用500N 万能材料试验机时，涂料拉伸强度为3． 77MPa，1000N 仪器测定涂料的拉伸强度会使检测结果偏高，高出7． 2%，因此拉伸涂料时尽可能的考虑合适量程的拉伸仪器，避免检测结果偏高。
3 结束语
( 1) 影响聚氨酯防水涂料拉伸性能的主要因素有涂膜成型方式、成膜次数、温湿度、脱模剂和拉伸仪器等。各种影响因素对检测结果均起着至关重要的作用。( 2) 样品的涂膜和养护是关键。因此，在试验中要在控制温湿度的条件下，采用三次刷涂的方式制备涂膜，即可很好地控制样品的试验结果。( 3) 在脱模剂的选择中，采用保鲜膜方法或者厚硬塑料板法，既方便快捷又可保证涂膜的质量，为拉伸性能的测定提供可靠的试件。( 4) 在拉伸仪器的选择中，采用小量程仪器有利于提高检测准确度。
