两种聚氨酯防水涂料的比较戴永清　李亚军(北京市顺义鹏程防水材料厂技术室　101300)摘　要:对焦油型和非焦油水固化型聚氨酯防水涂料B 组分的生产工艺、配方特点、施工操作工艺、固化时间、涂膜性能等方面进行了比较,指出新开发的非焦油型聚氨酯涂料生产周期短、能耗少、气味小,是环保型聚氨酯防水涂料。

关键词:聚氨酯;防水涂料;无焦油;水固化;环保型 聚氨酯防水涂料冷作业施工,操作方便,具有整体防水效果优异、力学性能稳定、易维护保养、弹性好、强度高、耐化学药品侵蚀、耐冲击、耐磨、耐低温、使用寿命长等特点,是一类性能优良的新型防水涂料,近年来在建筑、交通、市政工程中的应用范围日益扩大,使用量逐年上升[1]。

但是,大多数聚氨酯防水涂料成本高,生产工序繁琐复杂,大部分生产原料需要严格脱水,生产过程中要消耗大量能源(水、电、燃料)和人工,且生产周期长。

下文主要介绍北京市顺义鹏程防水材料厂生产的两种聚氨酯防水涂料的特点。

其中Ⅰ型产品是以前生产的焦油型聚氨酯防水涂料产品,Ⅱ型产品为新开发的非焦油型聚氨酯防水涂料。

与Ⅰ型防水涂料相比,新开发的Ⅱ型聚氨酯防水涂料减掉了价高、气味大、对人类健康危害大的原料,以价廉、气味小的原料取而代之;还缩短了生产周期,降低了能耗。

1　聚氨酯防水涂料的主要原料及组成1.1　Ⅰ型聚氨酯防水涂料的配方A 组分配方(质量份)　聚醚二元醇(M n =2000)22　聚醚三元醇(M n =3000)38　TDI (80/20)29　二甲苯11B 组分配方(质量份)　煤焦油54　滑石粉(320目)38　轻质碳酸钙(320目)8　酯类增塑剂1.4　触变剂2　喹啉酮类防霉剂0.3　光稳定剂UV -90.3　亚甲基双邻氯苯胺(MOCA )3.5　有机锡类催化剂0.1　二甲苯2.41.2　Ⅱ型聚氨酯防水涂料的配方A 组分配方(质量份)　聚醚二元醇(M n =1000)64.6　聚醚三元醇(M n =3000)15.4　TDI (80/20)20B 组分配方(质量份)　硼酸盐75%水分散体填充剂55　改性剂(加氢石油副产品)38　乙烯基偶联剂0.5　酯类增塑剂1.2　油类软化剂52　B 组分生产工艺的比较焦油型(Ⅰ型)和非焦油型(Ⅱ型)聚氨酯防水涂料,其A 组分(TDI 预聚体)生产工艺基本相同。

这里主要比较B 组分的生产工艺。

2.1　Ⅰ型防水涂料B 组分生产工艺首先将煤焦油预热至50～60℃,用泵打入脱水釜中。

在搅拌下,开启蒸汽阀门往反应釜夹套内输入蒸汽,将釜内物料升温至100～130℃,减压脱水4h ,表压为-0.08MPa 。

降温,至100℃时,按配方量用计量泵将煤焦油打入合成反应釜,继续搅拌,投入·34· 聚氨酯工业POLYURE THANE INDUSTRY 2002年第17卷第1期 2002.Vol .17No .1滑石粉、碳酸钙、触变剂和MOC A。

再次升温至120℃,减压脱水1.5h。

待釜料降至100℃以下时,加入其它助剂,搅拌混合均匀后,当釜温降至60～70℃时,加入二甲苯,搅匀后出料,装桶密封,即得B 组分。

2.2　Ⅱ型防水涂料B组分生产工艺Ⅱ型产品B组分的生产工艺为:首先将无机填充剂(硼酸盐等)、水和表面处理剂按配方称量、投入反应釜,搅拌10min;然后加入改性油,继续搅拌30 min,使体系均匀;再加入增塑剂和软化剂搅拌20 min,即可出料、装罐。

3　两种聚氨酯防水涂料的固化原理Ⅰ型防水涂料靠A组分中的NCO基团与B组分中MOCA的氨基及煤焦油的酚羟基等活性氢基团反应而固化。

由于原料中水分未除尽或者施工环境湿度大等原因,固化时涂膜中可能产生气泡。

Ⅱ型防水涂料主要靠A组分的NCO基团与B组分中的水发生反应而固化。

TDI预聚物的NCO基团与水发生反应,最初的加成产物是氨基甲酸,它不稳定,分解出二氧化碳,生成相应的胺。

胺立即与反应混合物中的其余NC O基团反应,生成脲及其衍生物。

因为产生二氧化碳迅速被无机填充剂吸收,涂膜不会产生气泡。

故对B组分生产所用的原材料不需脱水处理,而是依据预聚物的NCO含量,在B组分中加入适量的水,以促使聚氨酯发生交联固化反应。

4　两种防水涂料的操作性能及物理性能比较Ⅱ型防水涂料产品与Ⅰ型产品相比具有一定的优越性。

就其形态而言,Ⅱ型产品色泽好、气味小,而Ⅰ型又黑又臭,外观差。

其次,Ⅱ型防水涂料固化时间比Ⅰ型产品短,对于工期要求紧的工程来说,Ⅱ型防水涂料无疑是最佳选择。

Ⅰ型产品B组分在贮存中粉状填料慢慢沉积桶底,在使用时要求强力搅拌,否则会影响涂膜质量。

随贮存时间的延长,沉积物固结紧密,不易重新搅开,甚至因形成固结物而废弃。

在夏季高温下,粘度减小,沉降更严重。

并且Ⅰ型产品B组分冬季变稠,甚至成为流动性很差的膏状物,需加热熔化或添加大量的溶剂稀释,才能施工。

Ⅱ型产品克服了Ⅰ型产品贮存方面的缺陷,B 组分的贮存期可达2年。

无论冬夏都可以进行防水施工,不受气温和潮湿、干燥的气候条件制约。

Ⅱ型防水涂料可在潮湿的基面上施工,不因遇水而发泡,甚至外加少量水也能固化,固化条件要求不严格,适应性强,用户可以放心地施工应用。

将新工艺生产的Ⅱ型聚氨酯防水涂料A组分与B组分以1∶(1.5～2)的质量比混合,搅拌均匀后,混合物呈乳白色、有良好流动性的液体。

将混合物注入预先准备好的聚四氟乙烯塑料模板中,室温固化,养护7d后,按建材行业标准JC500-92“聚氨酯防水涂料”检测其物性,其测试结果与Ⅰ型产品的性能比较见表1。

表1　两种聚氨酯防水材料体系的性能比较　项目合格品指标一等品指标Ⅰ型产品性能Ⅱ型产品性能外观--黑色粘稠有臭味乳白色无味粘度(25℃)/Pa·s--8.05.6不透水性合格合格合格合格固含量/%--9496涂膜表干时间/h--42涂膜实干时间/h--248拉伸强度/MPa≥1.65≥2.451.692.26伸长率/%≥350≥450352650低温柔性/℃-30℃2h无裂纹-35℃2h无裂纹-25℃2h无裂纹-35℃2h无裂纹 注:合格品及一等品指标来自J C500-92标准;不透水性指标为:0.3MPa30min不透水。

表1表明,Ⅰ型、Ⅱ型产品各项力学性能指标基本上达到或超过JC500-92的合格品标准,Ⅱ型产品涂膜强度接近于一等品指标。

·35·第1期 戴永清等·两种聚氨酯防水涂料的比较 4　经济效益分析对照Ⅰ型防水涂料B组分生产周期为每釜15h;Ⅱ型防水涂料B组分每釜的生产周期仅为3h,缩短了12h,相比之下工效提高将近4倍。

按年产800t防水涂料计算,Ⅰ型防水涂料B组分每生产班次需11人,每天耗煤800kg、电720kW,每年需环保治理费11.8万元;Ⅱ型防水涂料B组分每班只需5人,只需耗电180kW,每年环保治理费也只需1.2万元。

从人工、能源和环保治理方面核算,生产新型非焦油聚氨酯防水涂料与生产焦油聚氨酯防水涂料相比,一年可为企业节省资金35万元。

并且产品成本大幅度降低,经济效益明显增加。

5　结束语北京市顺义鹏程防水材料厂采用清洁生产技术生产的非焦油型聚氨酯防水涂料,无溶剂,不污染环境,特别适合于手工混合操作和具有很大暴露表面的施工面。

并且,与焦油型防水涂料相比,新产品生产效率提高,生产成本下降,提高了经济效益,具有较大的发展前景。

目前,该技术已进入推广阶段,在北京、石家庄、哈尔滨等城市的某些重点建筑工程的防水应用,取得了成功,受到用户的好评。

参　考　文　献1　赵守佳.浅谈国内聚氨酯防水涂料的现状和趋势.聚氨酯工业, 2000,15(3):9收稿日期　2002-02-04 修回日期　2002-02-27The Comparison of Two Polyurethane Waterproof CoatingsDai Yongqing　Li Yajun(Plant of Beijing Shunyi Pengc heng Waterproof Material,101300)A bstract:The comparisons of tar polyurethane waterpr oof coating and tar-free one is made,including production pr ocess,compounding formula features,applied operating procedure,curing time and the physical properties of the paint film.It points out that the new-developed tar-free polyurethane waterproof paint is featured of shorter production cycle, little ener gy comsumption and tiny odor.It's an environment-benign polyurethane waterproof coating.Keywords:polyurethane;waterproof coating;tar-free;water curable;environment-benign作者简介　戴永清　男,工程师。

从事聚氨酯材料开发研制和生产20年。

在刊物及会议上发表论文10多篇。

中国聚氨酯工业协会第十一次年会征文启事 中国聚氨酯工业协会第十一次年会将于2002年秋召开。

为了广泛交流近几年来我国聚氨酯工业在科研、生产和各相关行业中开发的科技成果,从现在开始征集年会论文。

一、凡涉及聚氨酯领域的各类原料、助剂、材料及测试仪器、加工设备等各方面的科技新成果,包括新工艺、新材料、新装备、新测试方法及仪器、生产及管理经验、工业开发、发展动向、市场分析、考察报告等均属征集内容范围之内。

二、文章力求选题新颖、论点明确、论据充分、文字简练,并附不超过300字的摘要。

凡发表过的文章恕不受理。

三、为保证编辑、印刷工作的顺利进行,对来稿作如下要求:1.文稿请参照《聚氨酯工业》等正式期刊的编写格式编写;2.来稿最好用WORD格式编写,邮寄打印稿并以电子邮件附件形式把电脑文稿发给协会秘书处;3.如无打字条件,来稿需用稿纸以钢笔或圆珠笔书写,字迹务请端正清晰。

化学反应方程式、外文字母端正准确,计量单位采用国家法定计量单位;4.文中插图须用碳黑墨水绘制在描图纸上。

小图的宽度不超过6.5cm,大图不超过13cm;5.来稿请注明作者姓名、工作单位、通讯地址、邮编及电话。

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四、凡被录用的论文,撰稿人可参加第十一次年会的学术交流。