当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

非焦油型无溶剂双组分聚氨酯防水涂料的研制


2005 年第 20 卷第 3 期 2005. Vol 20 No. 3 .

聚 氨 酯 工 业 POLYURETHANE I DUSTRY N

?25?

非焦油型无溶剂双组分聚氨酯防水涂料的研制
南博华   郑水蓉   孙曼灵   唐明茹
(西北工业大学理学院应用化学系   西安 710072 )

摘   : 研究了聚氨酯防水涂料的合成 ,探讨了预聚体中 NCO 含量 、 要 固体填料和液体填料对其物理 机械性能的影响 。研究结果表明 : 预聚体中的 NCO 质量分数为 10%左右 、 轻质碳酸钙质量分数为 15% 、 石油树脂质量分数为 30%时 ,可以得到满足性能要求的试样 ,其拉伸强度为 3. 74 M Pa, 伸长 率为 538% 。 关键词 : 聚氨酯 ; 防水涂料 ; 环保 ; 聚醚    聚氨酯防水涂料与传统的三毡四油防水材料相 比 ,具有施工简便 、 易操作 、 质量易保证的优点 。其 液态施工整体防水效果好 , 对需要防水的各种形状 的基面能形成连续不断的整体防水层 , 是其他防水 卷材无法达到的 。其成膜后延伸率大 ,富有弹性 ,耐 寒、 耐热 、 耐老化 , 气密性高 , 防水性能极佳 , 防水寿 [1] 命长 。但是常规的煤焦油型聚氨酯防水涂料由 于添加了含有蒽 、 、 菲 咔唑 、 吡啶以及可致癌的 3, 4 - 苯并芘的煤焦油 , 不利于环保和施工人员及使用 者的健康 ,其使用受到了一定的限制 。 近年来 ,随着建筑事业的发展 ,对防水涂料的需 求量越来越大 ,而聚氨酯涂料以其防水效果优异 、 性 能稳定可靠 、 施工维修方便 、 组成调节灵活等优点而 备受重视 。非焦油型聚氨酯防水涂料的开发则成为 当前聚氨酯涂料开发的重点 。预聚体法生产非焦油 型双组分聚氨酯防水涂料 , 其优点在于液体填料是 无毒的石油树脂 ,而且本方法在预聚体合成时简化 了聚合工艺 。
1  实验部分 1. 1   原料

售。 1. 2   预聚体的合成 在 1000 mL 三口烧瓶中加入 500 g聚醚二元醇 N220,减压 , 加热到 ( 120 ± ) ℃ 5 对其进行真空脱水 处理 3 h,然后降至室温 ,按比例 2. 6 /1 ( N220 / TD I) 滴加 TD I, 滴加过程中保持反应温度在 40 ℃以下 。
TD I滴加约 40 m in, 滴加完毕 , 采用油浴升温 , 使反 应温度保持在 ( 75 ± ) ℃,回流反应 3 h。反应完成 5

后降温至室温 ,出料 ,即得预聚体 。 1. 3   试样的制备 将预聚体 、 固化剂 MOCA 和 N330、 催化剂辛酸 亚锡 、 液体填料石油树脂 、 固体填料轻钙及其他辅助 助剂消泡剂和分散剂按比例 、 按顺序加入混料桶中 , 在室温下混合均匀 ,按照国标要求进行涂膜 ,制得试 样进行养护 。养护要求按照 GB / T 16777 —1997。 1. 4   工艺流程 ( 1 ) A 组分预聚体的生产工艺 : 在预聚体的合 成过程中 ,反应温度不能超过 85 ℃,防止暴聚 。
    聚醚
加热脱水 ,降温

无水聚醚

加热聚合
TD I

预聚体

( 2 ) B 组分的制备工艺简图 :
石油树脂       轻钙 ,助剂 催化剂
常温搅拌

聚醚二元醇 ( N220 ) , 工业品 , 羟值 53. 0 ~56. 0 mgKOH / g,金陵石化二厂 ; 聚醚三元醇 (N330 ) ,工业 品 ,羟值 53. 0 ~56. 0 m gKOH / g, 金陵石化二厂 ; 甲 苯二异氰酸酯 ( TD I) , 日本聚氨酯工业公司 ; 3, 3 ’ 2 二氯 - 4, 4 ’ 氨基二苯基甲烷 (MOCA ) , 工业品 , 2 二 苏州前进化工厂 ; 辛酸亚锡 , 浙江诸暨市精细化工 厂 ; 轻质碳酸钙 (轻钙 ) , 400 目 , 市售 ; 石油树脂 , 市

B 组分

( 3 ) 涂膜的工艺 :
     
A 组分 B 组分

混合

涂膜

成膜

1. 5   物理机械性能测试

拉伸强度和伸长率按 GB / T 19250 —2003 测定 。
http://www.cnki.net

? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

?26?
2  结果与讨论 2. 1  NCO 含量对膜性能的影响

聚氨酯工业      

第 20 卷

油树脂用量对聚氨酯防水涂料性能的影响分别进行 了研究 。试验中液体填料 (石油树脂 ) 添加量一定 时 ,固体填料 (轻钙 )添加量对涂膜性能的影响见表
4。
表 4  轻钙的添加量对涂膜性能的影响
轻钙添加量 /份
15 20 25 30 35

在制备聚氨酯防水涂料时 ,预聚体 NCO 质量分 数对其物理机械性能有较大的影响 , 通过改变预聚 体中 NCO 质量分数 ,可以对调节聚氨酯防水涂料的 机械性能 。
表 1  NCO 含量对膜物理机械性能的影响
NCO 质量分数 / % 2. 4 3. 7 3. 8 9. 8 10. 1

拉伸强度 /MPa
2. 2. 1. 1. 1. 85 46 70 86 85

伸长率 / %
429 413 175 203 120

拉伸强度 /MPa
0. 0. 0. 1. 2. 56 71 75 42 65

伸长率 / %
260 280 295 211 145

试验中固体填料 (轻钙 ) 添加量一定时 , 液体填 料 (石油树脂 )用量对涂膜性能的影响见表 5。 表 5  石油树脂用量对涂膜性能的影响
石油树脂用量 /份
15 20 25 30 35

从表 1 中可以看出 , 预聚体 NCO 质量分数为
10%左右时 ,其物理机械性能中的拉伸强度符合国

拉伸强度 /MPa
4. 81 4. 635 4. 51 3. 55 4. 64

伸长率 / %
376 410 372 364 470

标的要求 。
2. 2   固体 、 液体填料对膜性能的影响

在聚氨酯防水涂料制备中通常加入填料 , 而填 料依其存在形式可称为固体填料和液体填料 。根据 资料中的介绍 ,固体填料对试样物理机械性能的影 响见表 2
[2]


拉伸强度 /MPa
1. 2. 2. 3. 52 69 78 24

表 2  无机填料的添加量对涂膜性能的影响
无机填料添加量 /份
25 50 75 100

从表 4 和表 5 的比较结果可以看出 , 轻钙用量 为 15% 、 石油树脂的用量为 30%时 , 聚氨酯防水涂 料的物理机械性能较好一些 。根据这个比例制得的 聚氨酯防水涂料试样的拉伸强度为 3. 74 M Pa,伸长 率为 538% 。 近年来 , 研究者们试图将各种改性技术应用于 聚氨酯中 ,采用纳米粒子作填料是其改性的有效手 段之一 。由于纳米轻质碳酸钙粒子具有较大的比表 面积 ,表面原子处于高度活化状态 ,与聚合物界面强 的相互作用等性质 , 通过添加纳米碳酸钙对聚氨酯 [2] 弹性体的力学性能有一定的提高 , 但是在所研究 的体系中往往存在纳米粒子分散性不好的问题 , 随 着其分散性的提高 , 对聚氨酯弹性体力学性能的提 高也许会更大
[ 4, 5 ]

伸长率 / %
740 688 365 225

液体填料可以降低树脂的粘度 , 使施工性能得 到改善 ,同时还可以降低成本 。但是 ,液体填料的用 量过多时会使固化后 PU 涂膜的物理机械性能急剧 下降 ,液体填料对试样物理机械性能的影响见表
3
[3]


表 3  液体填料的用量对涂膜性能的影响
液体填料用量 /份
0 5 10 15 20



拉伸强度 /MPa
41. 40. 39. 31. 20. 7 5 2 6 8

伸长率 / %
420 420 430 380 380

3  结论

综合以上试验结果 ,可以得出如下结论 : 预聚体 中的 NCO 质量分数应在 10%左右 、 轻质碳酸钙的 质量分数为 15% 、 石油树脂的质量分数为 30%时 , 可以得到满足性能要求的聚氨酯防水涂料 , 其拉伸 强度为 3. 74 M Pa,伸长率为 538% 。

研制过程中所采用的固体填料 、 液体填料分别 为轻钙和石油树脂 ,在实验过程中 ,对轻钙用量和石

? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

http://www.cnki.net

第 3 期        

南博华等 ? 非焦油型无溶剂双组分聚氨酯防水涂料的研制
制 . 弹性体 , 2003, 13 ( 3) : 11 ~13

?27?

参      考 文 献
1  冯翠珍 ,刘方 . 聚氨酯防水涂膜在工程中的应用 . 科技情报开发与

4  陈均志 , 赵艳娜 . 轻质碳酸钙的表面改性及其界面行为 . 中国造

纸 , 2004, 23 ( 1) : 14 ~16
5  张立群 ,王益庆 ,王一中等 . 填充补强剂在橡胶基质中分散状态的

经济 , 2002, 12 ( 4) : 228 ~229
2  戴永清 ,李亚军 . 环保型聚氨酯建筑防水涂料的研究 . 中国建筑防

研究 . 北京化工大学学报 , 2000, 27 ( 2) : 10 ~14 收稿日期  2005 - 01 - 06    修回日期  2005 - 05 - 16

水 , 2002, ( 4) : 19 ~21
3  翟文 , 陈强 , 李玉莲 . 室温固化高强度聚醚型聚氨酯弹性体的研

( The Chem ica l Eng ineering D epa rtm en t of N orthw estern Poly techn ica l U n iversity, X i’ 710072 ) an

ance effected by NCO content in p repolym er, solid and liquid loading m aterial is discussed. The results showed that NCO content in p repolym er is about 10% , calcium carbonate is 15% and petroleum resin is 30% , so the samp le tion ratio is 538%.

作者简介   南博华   ,汉族 , 1980 年出生 ,硕士 ,主要研究方向为环保型聚氨酯防水涂料 。 男

man公司将从 2005 年开始分别对其在美国和荷兰的生产厂

逐步扩大 MD I的生产量 ,其中荷兰的增加 100 kt/ a, 美国的 增加 60 kt/ a, 该计划预计 2006 年完成 。这一举动得到了
MD I用户的热烈欢迎 。另外 Huntsman 在中国的 MD I 合资

企业也将在 2006 年中期投入生产 , 届时 , Huntsman 集团的 总生产能力将超过 950 kt/ a。 周芩楠 译编自 U rethanes Technology, 2005, 22 (2) : 4

从里海 (欧亚 ) 到地中海的输油管道的硬泡支撑架提供 PU 组合料 。这种支撑架是由聚醚 、 聚酯和天然多元醇的混合物 与 MD I反应生成的低密度 、 开孔硬质泡沫 ,能对管道起到保 护作用 ,还具有一定的柔韧性以适应复杂的地形条件 , 同时 又具有透水性 。该组合料的商品牌号为 Cellafoam35,其发泡
-3 剂为 HCF2 245fa和水 ,制成的泡沫密度为 25 kg/m ,开孔率

大于 90% ,且具有较高的抗压强度 ,符合支撑架的要求 。

全球日益增长的能源需求起关键作用 。而 Cellafoam35 无疑

that satisfy the request of performance can be p repared, it’s tensile break strength is 3. 74 M Pa and breaking elonga2 Keywords: polyurethane; waterp roof coating; polyether; isocyanate

? 消息动态 ?

由于全球 MD I的需求日益增长 , 供应日趋紧张 , Hunts2

PU 化学的专家 ,英国的 IFS集团为 1 条长达 1760 km ,

这条输油管道的建成后 , 将每天出产 100 万桶石油 , 对

Abstract: The synthetic of polyurethane waterp roof coating is studied, and the discussed m echanic perform 2
是完成该项目基础建设的唯一产品 ,对 IFS公司来说是最令 人兴奋的项目 。 周芩楠 译编自 U rethanes Technology, 2005, 22 ( 2 ) : 6

Hun ts man 将扩大 MD I的生产量

? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

Prepara tion of Notar Two 2com ponen t Polyurethane W a terproof Coa tin g
Nan Bohua  Zheng Shuirong Sun M anling Tang M ingru

新型阻燃泡沫

美国 Carpenter泡沫公司开发了一系列生产高密度硬泡

的聚氨酯组合料 , 商品名为 ProTech。公司称该种高密度产 一级防火标准 。

品是为模塑聚氨酯制品工厂专门开发的 , 其安全性符合 UL
ProTech产品独特的防火性使生产的建筑部件在居住和

内饰两方面均达到 UL 一级防火标准 ,其优越性高于市场上 同类产品 。 周芩楠 译编自 U rethanes Technology, 2005, 22 (2) : 12

PU应用于石油管道支撑架

PU 手套

美国手套制造商 Best M fg将销售一种具有聚氨酯涂层

的工业用手套 , 此手套是由 Showa 公司生产的 。 Best 将是
Showa高科技手套在北美唯一的供应商 。

Best发言人说 ,这种抗静电聚氨酯涂层手套 ,特别耐划 ,

能为电子安装行业 、 计算机制造业和北美的原料加工业提供 完美的手部保护 。 Showa 公司是世界第一大工业手套生产 商 ,产品从橡胶 、 到尼龙手套 ,为电子行业提供各式抗静 PVC 电聚氨酯涂层手套 。 周芩楠 编译自 U rethanes Technology, 2005, 22 (2) : 12

http://www.cnki.net


相关文章:
双组份聚氨酯防水涂料的制备
类防水涂料及焦油型聚氨酯防水涂料 采取了强制淘汰措施, 取而代之的是非焦油型...它是以异氰酸酯和聚醚多无醇合成的含有—NCO 的预聚体为 A 组分和 以含有...
聚氨酯防水材料
括了聚氨酯防水材料的研发近况, 包括双组份化学反应...1998年建设部将非焦油型聚氨酯防水 涂料列为全国住宅...了单组分聚氨酯防水 涂料,随后又发展无溶剂喷涂...
双组份聚氨酯防水涂料施工工艺
4 m ,总高度约 17.3m 建筑面积: 47920m2 第二部分 施工部署和方法 一、材料要求 1、KS-911 非焦油双组份聚氨酯涂膜防水材料,应有出厂合格证。 二、主要机...
双组份聚氨酯防水涂料施工工艺
适用于地下室和厕浴间等工程防水,也可用于非暴露型屋面工程防水。 1、 双组分聚氨酯防水涂料施工步骤与方法 (1) a) 基础处理 基层应坚实,表面平整光滑,无砂眼...
聚氨酯型防水涂料
分子防水材料, 最早是美国轮胎橡胶公司研制的双组分...1962 年德国研制成功无溶剂聚氨酯防水涂料,用于混凝土...1998 年建设部将非焦油型聚氨酯防水 涂料列为全国住宅...
非焦油聚氨酯防水涂料材料介绍及施工工艺
均为铁桶包装 ,易燃 、有毒 ,贮存时应密封, 放在阴凉、干燥、无强日光直晒...室温固化非焦油型双组分... 4页 免费 911聚氨酯防水涂料施工工... 2页 ...
双组分聚氨酯防水涂料施工方案
双组分聚氨酯防水涂料施工方案_材料科学_工程科技_专业资料。双组分聚氨酯防水涂料施工工法一、特点 双组份聚氨脂防水涂料系反应型弹性防水涂料。 防水涂膜富有弹性、...
聚氨酯沥青防腐涂料
分和双组分 两种形式,按照有机填料的不同又可分为焦油型、非焦油型、聚醚型...北京建筑工程研究院[6]研制开发了单组分沥青基聚氨酯防水涂料,通 过控制异氰酸...
低成本高性能非焦油聚氨酯防水涂料的研制
低成本高性能非焦油聚氨酯防水涂料的研制_能源/化工_工程科技_专业资料。聚氨酯防水...非焦油型无溶剂双组分聚... 3页 免费 什么是非焦油聚氨酯防水... 暂无评价...
防水涂料资料
彩色聚氨酯防水涂料是国际防水施工技术中公认的新型防水材料。 2.无溶剂 传统焦油...非焦油型聚氨酯通过调整配方,改善组分流动性与互容性而成为非溶剂型聚氨酯涂料,...
更多相关标签: