高性能环保防水涂料——水性聚氨酯分散体新应用

业内熟知的防水涂料主要为聚氨酯体系，其是由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的含异氰酸基的预聚体，配以催化剂、无水填充剂、溶剂等，经混合等工序加工制成。与丙烯酸树脂的热粘冷脆特点相比，聚氨酯树脂具有硬而不脆、软而不粘特点，使用具有这一特性的树脂制备而成的防水涂料，在常低温断裂伸长率、断裂强度上非常优秀，能满足大部分场景的防水需求。

随着消费升级、环保要求逐步提高，环保型涂料得到重视。如何将普通含少量溶剂的防水涂料升级为高固含体系或者无溶剂含体系，以及如何转为水性防水体系，这都成为了当前防水行业热门的话题。常规水性涂料使用的树脂乳液可大致分为丙烯酸类、EVA类、聚氨酯类等；以聚氨酯树脂为基础进行水性化，兼具聚氨酯优异性能和环保特性，具有非常好的应用潜力。

在同样防水涂料配方条件下对比，防水涂料的力学性能、吸水率、粘接强度等性能上，各有哪些特点，请看下文的解说：

1、力学性能

防水涂料的力学性能，一直是表征涂料优良与否的最重要项目之一，而制备涂料的树脂对其力学性能影响最大。水性聚氨酯分散体保留了聚氨酯树脂分子链段中的软段和硬段特点，具有很好的弹性和强度，在防水涂料中的常低温断裂伸长率、断裂强度也表现出色：

2、碱处理力学性能

防水涂层直接涂覆于混凝土基材上，会受到基层泛碱的影响，用于室内时也会受碱性清洗剂的影响。优良的耐碱性能，可以延长涂层使用寿命，提供持久的防水能力。对比之下，水性聚氨酯防水涂料呈现出优异的耐碱性能。

3、吸水率

吸水率过高，涂层在长期浸水后会溶胀、鼓泡，与基层附着力下降，导致防水能力下降。

以聚氨酯和丙烯酸乳液制备的防水涂料，其吸水率对比如下：

实验结果显示PA涂层呈现出不同的形变：

4、粘接强度

粘结强度表征涂料对基材的附着力，强度越高，附着力越好，越不易脱落。水性聚氨酯防水涂层粘结强度高，且在不同基面上没有明显变化，扩大防水涂料的应用场所。

5、VOC

VOC即挥发性有机化合物，对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。家庭装饰装修过程中使用的涂料是室内VOC的主要来源之一，各国都对涂料等装饰装修材料中的VOC含量做了限制。水性防水涂料在VOC上表现出极其优异的性能：

综上所述，在同一配方（如下图所示）下，水性聚氨酯分散体制备的防水涂料，呈现出更优异的力学性能、更低的吸水率和更高的粘接强度，更低的VOC。比如：水性PU防水涂料常温延伸率620%，断裂强度4MPa，吸水率8%，基面粘接强度1.5MPa，VOC约10g/L，可有效遮盖墙体细小裂缝、减少渗水、延长使用寿命等，降低建筑防水返修率，提高生活品质。

万华化学表面材料事业部

主要从事环保型表面材料&新能源材料的研发、生产和销售，依托公司上游聚氨酯和丙烯酸酯原料优势，延伸产业链，拟打造百亿产值绿色环保可持续发展业务。已形成水性聚氨酯（PUD）、水性丙烯酸（PA）、改性聚氨酯（PUA）、水性光固化（UV）、水性双组分（2K）、水性环氧(EP)、流变助剂（HEUR和HASE）、生物基来源柔珠（Soft Bioderived Beads)、超吸水性树脂（SAP）、反渗透膜（RO）、纳滤膜（NF）、中空纤维（HF）、吸附树脂（AR）、锂离子电池正极材料十四大研发技术平台，及相应的技术服务。