0·引言

    聚氨酯防水涂料以其優(yōu)良的綜合性能，獲得了廣泛應(yīng)用，是我國(guó)化學(xué)建材行業(yè)“十五”計(jì)劃，以及2010年發(fā)展規(guī)劃綱要中重點(diǎn)推廣和發(fā)展的防水涂料，并被列為化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品中優(yōu)先選用的防水材料。由于雙組分涂料需在施工現(xiàn)場(chǎng)配料，配比不準(zhǔn)和攪拌不勻而造成的防水質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，故單組分聚氨酯防水涂料的應(yīng)用推廣在我國(guó)勢(shì)在必行，并將成為聚氨酯防水涂料發(fā)展的必然趨勢(shì)。

    1·雙組分與單組分聚氨酯防水涂料比較

    雙組分聚氨酯防水涂料由A、B兩組分組成，使用時(shí)兩組分須嚴(yán)格按規(guī)定比例稱(chēng)量、混合，施工不方便，其中含有大量有機(jī)溶劑，并且常用胺類(lèi)固化劑作B組分?jǐn)U鏈劑，這些組分對(duì)人體健康、環(huán)境均有不利影響。

    單組分聚氨酯防水涂料施工固化前為無(wú)定形液體，對(duì)于任何形狀復(fù)雜、管道縱橫和變截面的基層均易于施工，特別是對(duì)陰陽(yáng)角、管道根、水落口及防水層收頭部位易于處理，可形成一層柔韌性好、無(wú)接縫的整體涂膜防水層。雙組分與單組分聚氨酯防水涂料的比較見(jiàn)表1。

表1 雙組分與單組分聚氨酯防水涂料的比較

    2·影響單組分聚氨酯防水涂料性能的因素

    單組分聚氨酯防水涂料是以甲苯二異氰酸酯TDI-80、聚醚多元醇N220和330N為主要原料，采用預(yù)聚法合成聚氨酯彈性體，然后加入填料、增塑劑、消泡劑等各種助劑配制而成。其成膜的基本原理是異氰酸酯中的異氰酸根（-NCO）與含活潑氫（-OH、-NH2）的多元醇、多元胺、水等進(jìn)行加成反應(yīng)。

    2.1貯存穩(wěn)定性

    貯存穩(wěn)定性主要包括物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。物理穩(wěn)定性是指涂料在貯存過(guò)程中，密度大的填料緩慢下沉，造成涂料沉淀分層。解決的辦法是通過(guò)加入超細(xì)填料及防沉劑來(lái)改善填料和預(yù)聚物的界面結(jié)合，使涂料具有觸變性，即涂料在貯存過(guò)程中，黏度升高，防止填料沉淀；在施工時(shí)，涂料受到外力作用黏度降低從而便于施工。由此可有效改善涂料的貯存穩(wěn)定性。

    化學(xué)穩(wěn)定性是指涂料在貯存過(guò)程中預(yù)聚體的-NCO基團(tuán)與含活潑氫物質(zhì)（如水分）發(fā)生反應(yīng)，造成體系黏度增加，甚至凝膠固化。因此，對(duì)填料含水量的控制非常重要，一般要求填料的含水率<0.05%。在合成過(guò)程中，為去除填料中的微量水分，一般在添加填料后再加入適量甲苯二異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)，以提高涂料的貯存穩(wěn)定性。

    2.2消泡處理

    單組分聚氨酯防水涂料固化后出現(xiàn)大小不等的氣泡，對(duì)涂膜的防水性和力學(xué)性能均有一定影響。起泡的原因是成膜過(guò)程中固化劑（水）與預(yù)聚體中-NCO反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的CO2氣體不能及時(shí)從涂膜散逸，所以需要進(jìn)行消泡處理。以CaO、Ca（OH）2為代表的化學(xué)吸收劑，以及以硅油為代表的物理消泡劑均可減少聚氨酯防水涂料產(chǎn)生氣泡的缺陷。

    2.3加水方式與加水量的影響

    水作為單組分聚氨酯防水涂料的固化劑，其加入配比會(huì)嚴(yán)重影響涂料混合后的固化時(shí)間和涂膜的力學(xué)性能。

    加水量達(dá)到一定值時(shí)，涂膜整體固化充分，性能增強(qiáng)，隨著加水量進(jìn)一步增加，交聯(lián)過(guò)度，涂膜脆性增大，力學(xué)性能下降。加水量較少時(shí)，只有局部快速固化，涂膜整體的規(guī)整性下降，涂膜性能下降。隨著加水量增加，涂膜的表干、實(shí)干時(shí)間都隨之縮短。加水量達(dá)到一定值后則變化不大，拉伸強(qiáng)度先減小，然后增加，之后又下降；斷裂伸長(zhǎng)率先增加后下降。試驗(yàn)證明：當(dāng)加水量在30%左右時(shí)，涂料的力學(xué)性能優(yōu)異。

    2.4催化劑用量的影響

    隨著催化劑用量增加，加快了固化反應(yīng)，涂膜的表干、實(shí)干時(shí)間顯著縮短。但催化劑用量達(dá)5%后，再增加其用量，其變化趨勢(shì)就不太明顯。催化劑用量以5%為宜。

    2.5增塑劑的影響

    為改善涂料的低溫柔韌性，常加入一些增塑劑進(jìn)行改性。最常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）等。隨著DBP用量增加，涂膜的抗拉強(qiáng)度明顯降低，而低溫柔韌性增強(qiáng)。合理調(diào)節(jié)涂料中增塑劑的用量，可適應(yīng)不同防水部位的應(yīng)用要求。

    2.6預(yù)聚體中-NCO含量的影響

    隨著預(yù)聚體中-NCO含量的增加，涂膜的斷裂伸長(zhǎng)率先增后降，而拉伸強(qiáng)度呈平穩(wěn)上升。這是由于隨著預(yù)聚物中的-NCO含量增加，涂膜的交聯(lián)度與氫鍵密度也相應(yīng)增加，涂膜的拉伸強(qiáng)度增加，而斷裂伸長(zhǎng)率則會(huì)下降。

    2.7聚醚N220/330N質(zhì)量比的影響

    當(dāng)體系中的二官能度聚醚N220用量增加時(shí)，涂膜的斷裂伸長(zhǎng)率增加，而涂膜的拉伸強(qiáng)度先升后降。這說(shuō)明當(dāng)N220用量增加到一定量時(shí)，會(huì)影響涂膜的拉伸強(qiáng)度。

    2.8預(yù)聚體中-NCO/-OH配比的影響

    甲苯二異氰酸酯（TDI-80）和聚醚多元醇（N220、330N）是單組分聚氨酯防水涂料的主要原材料，它們之間的配比（即預(yù)聚體中-NCO/-OH摩爾比）直接影響到涂料的各種性能。-NCO/-OH配比太高，則涂膜固化產(chǎn)生大量氣泡；-NCO/-OH配比太低時(shí)（接近1.0）則會(huì)固化失效。試驗(yàn)表明：-NCO/-OH配比為1.2~1.8為宜。-NCO/-OH配比的影響見(jiàn)表2。

表2 -NCO/-OH配比的影響

    2.9環(huán)境濕度的影響

    固化時(shí)環(huán)境的濕度越大，涂膜的表干、實(shí)干時(shí)間相應(yīng)縮短。因?yàn)闈穸仍酱?，環(huán)境中含水量越大，參與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)的水越多，加快聚氨酯的固化反應(yīng)速率，但涂膜表面光潔度下降。環(huán)境濕度的影響見(jiàn)表3。

表3 環(huán)境濕度的影響

    2.10固化溫度的影響

    固化時(shí)環(huán)境溫度對(duì)涂膜的表干、實(shí)干時(shí)間有影響，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，其表干、實(shí)干時(shí)間越短。單組分聚氨酯防水涂料在-14~40℃都可以成膜。

    3·單組分聚氨酯防水涂料的施工工藝

    3.1基層準(zhǔn)備

    （1）基層質(zhì)量對(duì)于防水工程非常關(guān)鍵。砂漿或混凝土找平層應(yīng)抹平壓光；除去基層表面的浮灰和其它突出的雜物，修補(bǔ)、抹平蜂窩、孔洞等缺陷；基層表面應(yīng)達(dá)到堅(jiān)實(shí)平整和充分干燥的要求，應(yīng)無(wú)凹凸、松動(dòng)、起皮、裂縫、麻面等現(xiàn)象；對(duì)于基層上較為明顯的裂縫，則應(yīng)進(jìn)行附加防水處理。

    （2）找平層與突出平面基層交接處的陰陽(yáng)角均應(yīng)做成半徑為25mm的圓弧形。

    （3）基層應(yīng)無(wú)油脂、灰塵、雜物等影響涂膜黏結(jié)的物質(zhì)；干燥程度達(dá)到要求，含水率不大于9%。

    （4）氣候條件要求：在風(fēng)沙天、雨天和預(yù)報(bào)有雨的天氣不得施工，雨后應(yīng)立即除水并待基層干燥后方可施工。

    3.2涂布聚氨酯防水涂料

    （1）用輥刷或橡皮刮板在水平基層面上涂布涂料；用抹子或輥刷在垂直基層面涂布垂直型涂料。

    （2）涂刷應(yīng)均勻、厚薄一致，應(yīng)多道涂布涂料，一般可涂2~3道。每道涂布后，應(yīng)讓涂膜有充分時(shí)間固化，每道間隔時(shí)間不宜少于24h。

    （3）每道涂料涂布的方向應(yīng)與前一道相互垂直。涂料的參考涂布量：當(dāng)涂膜厚度為1mm時(shí)，用量約1.5kg。應(yīng)涂滿(mǎn)整個(gè)基層，并覆蓋所有的部位。

    3.3涂膜防水層的保護(hù)

    （1）已完成的涂膜防水層應(yīng)采取保護(hù)措施，以免被其他操作工序破壞。應(yīng)在垂直墻面的涂膜防水層完成后立即鋪設(shè)保護(hù)材料；對(duì)于需進(jìn)行閉水試驗(yàn)的部位，應(yīng)在閉水試驗(yàn)完成并檢查無(wú)滲漏情況后，再鋪設(shè)保護(hù)層。若閉水試驗(yàn)推遲則應(yīng)采取臨時(shí)保護(hù)措施。

    （2）地下工程：在垂直墻面上采用聚乙烯泡沫塑料片材做保護(hù)層時(shí)，可在最后一道涂膜固化前，直接黏貼5~6mm厚的發(fā)泡聚乙烯片材保護(hù)層，并要求拼縫嚴(yán)密，然后按要求回填土；對(duì)平面部位的涂膜表面，可干鋪一層紙?zhí)r青油氈作保護(hù)隔離層，并在其上澆注400mm厚細(xì)石混凝土作剛性保護(hù)層。

    （3）廁浴間地面及立墻保護(hù)層：可在涂膜厚度達(dá)到規(guī)定要求并經(jīng)驗(yàn)收合格后，在涂膜表面再涂一道涂料，并立即撒布少量干凈干燥的砂子，使其與涂膜防水層黏結(jié)牢固后，再涂抹水泥砂漿保護(hù)層。

    （4）屋面防水層保護(hù)：當(dāng)涂膜厚度達(dá)到要求并驗(yàn)收合格后可在涂膜表面上鋪紙?zhí)r青油氈或麻刀灰隔離層，再澆注細(xì)石混凝土剛性保護(hù)層。如需進(jìn)行閉水試驗(yàn)，則保護(hù)層應(yīng)在閉水試驗(yàn)后進(jìn)行鋪設(shè)。

    （5）閉水試驗(yàn)：對(duì)于屋面、廁浴間涂膜防水層有閉水試驗(yàn)的要求時(shí)，可在涂膜防水層固化成膜36h之后，堵塞排水孔，進(jìn)行閉水試驗(yàn)。放水高度和試水時(shí)間應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。若檢查出現(xiàn)滲漏應(yīng)馬上修補(bǔ)，之后重新進(jìn)行閉水試驗(yàn)檢查。

    4·結(jié)語(yǔ)

    目前，市場(chǎng)上使用的防水涂料主要有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥復(fù)合防水涂料及聚合物改性乳化瀝青防水涂料等。其中，聚氨酯防水涂料，特別是單組分聚氨酯防水涂料性能優(yōu)異，價(jià)格適中，已在建筑行業(yè)中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。