聚氨酯防水材的制备（一）

聚氨酯防水材的制备（一）

聚氨酯防水材和聚氨酯涂料、浇注橡胶等的反应原理和制备方法相似。首先使用多元醇与适量的异氰酸酯反应制备含有端一NCO基的预聚体。由于该类产品的用途和成本的需要，聚氨酯防水材所用的多元醇聚合物几乎全部都是以价格低廉的聚氧化丙烯醚(PPG)以及蓖麻油类化合物为基础原料，后者是十八烯酸的甘油酯类化合物，来源广泛，价格更加低廉，它不仅在蓖麻油酸上含有一个羟基，而且具有脂肪酸的特殊长链结构，它可以作为羟基的一个改性组分，使防水材涂膜获得良好的耐水性及柔顺性。根据防水材性能和施工要求，可以选择使用不同品种、不同分子量的羟基化合物，选用PPG的分子量范围基本为3000~5000。选择的规律是:分子量小，防水涂膜的硬度高，强度大，但断裂伸长率下降，预聚体黏度增大。若在组分中，适当添加高官能度的多元醇聚合物时，涂膜的强度和硬度也将会随之增加。

防水材生产中所用的异氰酸酯通常为TDI和MDl。目前，我国多以TDI居多。合成的端一NCO基的预聚物为淡黄色黏稠液体，—NCO含量约为5％～10％。对于无溶剂型预聚体多控制在一NCO含量2％～8％范围内。另外，黏度是影响施工性能的重要指标之一。黏度过大将不易使物料混合均匀并影响摊铺的施工质量，必要时可使用适当的溶剂做稀释调节。该预聚体可以作为单组分防水材使用，但干燥速度较慢，质量较差，作为双组分防水剂使用时，必须使它与硬化剂组分进行混合反应。

硬化剂组分的主要成分是芳香族二胺，它能与—NCO基团反应，生成脲基的扩链反应，使分子量迅速増加、固化。在硬化剂组分中还必须加人适当的催化剂、改性助剂、填料、紫外线吸收剂、色料以及溶剂等必要的配合助剂。

所用的催化剂主要有醇胺、胺类及有机金属类化合物。选择不同的品种及其混合物以及品种，可以对防水材的固化速度加以调节。如三乙烯二胺具有适宜的施工适应期，并能加速涂膜固化;使用N，N，N’，N’-四羟丙基乙二胺则能减少湿固化中尿链的形成，减缓芳香族防水材泛黄倾向。在气温较低的季节，为加速涂膜的固化，可适当增加催化剂的用量;而在气温较高时，则应适当减少催化剂的用量。

在防水材中加入填充剂可有效地降低防水材成本。对于焦油型防水材，主要的填充剂就是焦油。对于非焦油型防水剂，可供选择的填充剂品种很多，例如炭黑、碳酸钙、氧化钙、石英粉、大理石粉以及废橡胶顆粒、纤维粉末等。它们不但能有效地降低防水材的成本，同时还能赋予防水材各种各样的涂膜风格和性能。

炭黑型防水材和焦油型防水材具有很好的抗紫外线功能，它们有较好的抗紫外线能力，原本就是黑色，使涂膜在强烈的日光照射下，也不会出现明显的色泽变化。但对普通彩色型防水材，若用于户外屋面，壁面防水，则必须添加紫外线吸收剂，以减缓防水材料的“泛黄性”。在某些对色泽要求十分严格的防水材，可以使用价格较高的脂肪族二异氰酸酯，如氢化MDI、异佛尔酮二异氰酸酯等取代芳香族二异氰酸酯。同时，为了减缓防水材的黄变性，通常选用的色彩多为灰、绿、橙、棕、铁红等不易变色的颜色。

有时，为了改善防水材的某些特定性能或因施工的特殊需要，在配方中还可加入其他适应的配合助剂

PU防水材和固化剂的物性列于表16-2。