聚氨酯防水材的制备（四）

室内建筑如厨房、浴室、卫生间等处的防水十分重要。因传统防水材料在这些部位施工难度大，易产生起鼓、裂缝等现象，使得这些部位的渗漏现象一直是建筑商和居民十分烦的问题。聚氨酯室内防水材料黏度低、施工方便，在面积狭小、管件线路繁多的复杂部位，容易进行喷、刮、刷等各种方法施工;而且聚氨酯室内防水材与基础材料的粘接强力高，材料本身延伸性能好，能适应基础产生的下沉、变形、开裂等位移变化，因此，它是优秀的室内防水材料。

室内防水材料的基本构成与室外防水材基本相同。但因施工区域不同，在配方中的催化剂、紫外线吸收剂等可做相应减少或调整，并应在配方中适当增加防霉剂等助剂。颜色的使用则要求更加细腻、美观高雅。

在PU防水材料的发展中，20世纪末还开发出一种新型防水止水材料一一遇水膨胀橡胶。它在保持了原有材料的物理机械性能和橡胶特有弹性的基础上，又增加了吸水膨胀的特殊功能，是一种具有弹性且遇水密封止水、遇水膨胀止水和自我修复功能的新材料，它在建筑、交通、水利等领域中有着广泛的应用市场。

遇水膨胀橡胶( Water Swell Rubber-WSR)是在传统橡胶弹性体基体中引入亲水性基团或亲水性成分制成的。根据引入的遇水膨胀性组分，可分为以下几类:一是强电解质吸水性树脂，如交联的聚丙烯酸钠等;二是非离子型亲水组分，如水性聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等;三是离子型和非离子型单体的共聚物。

遇水膨胀聚氨酯橡胶基本上可分为油溶型(OPU)和水溶型(WPU)树脂两大类。前者主要依靠吸水膨胀性填料充填基体，如普通橡胶与亲水性聚氨酯混炼硫化;或是在聚氨酯橡胶中接入遇水膨胀性填料等。一般情况下，使用粉状高吸水性树脂时，遇水膨胀率较高，达400％～600％，甚至更高些。后者则是以遇水膨胀型树脂为基体，如水溶性聚氨酯，即高亲水性PU树脂等。通常，这类遇水膨胀橡胶的吸水膨胀率在100％～300％左右。它与前者相比，虽然吸水膨胀率不如前者，但它克服了前者高吸水性树脂与橡胶基体之间相容性差，二者难于形成化学键，遇水膨胀后容易产生析出物等缺点。后者即利用亲水性聚氨酯树脂本身的高吸水特性，其大量存在的氢键与水结合，使这种材料体积增大，并具有较好的刚性和可塑性，而这些被吸附的水分子，即使在吸引、压缩等外力作用下，也不容易被挤出，在受热的一定温度下也不容易被蒸发，同时，由于聚氨酯主链段的特殊结构，易于旋转，仍能保持很好的弹性。

遇水膨胀聚氨酯密封胶在使用中基本有两种剂型:有固定形状的制品型，如止水嵌条防水嵌块等;另一种产品形式为可塑型，该类产品有很好的可塑性，可嵌填于任意形状的接缝中，依靠材料本身的可塑性黏附于施工缝的界面中。

常用的亲水性树脂有聚乙二醇、强亲水性聚氧化烯烃聚醚多元醇等。青岛科技大学使用分子量3000和4000的环氧乙烷、环氧丙烷共聚的聚醚二醇与TDL反应制成一NCO基团含量为3％～5％的预聚体，以MOCA和三异丙醇胺为扩链剂，混合均匀后注入模具，加压加热硫化成型，并在100℃下进行后硫化制得遇水膨胀PU橡胶。制品在70℃静止淡水中浸泡

72h，其体积膨胀率近425％，其物理机械性能见表16-11

①试样在70℃静止淡水中浸泡72h。

山东建筑材料工业学院张书香教授还使用分子量1500的聚乙二醇、端羟基聚丁二烯、TDI及过氧化二异丙苯，另还使用分子量1500的PPG共聚物(EO/PO＝3.0)，端羟基聚丁二烯、TDI及过氧化二异丙苯制备了两种PU遇水膨胀橡胶，研究了这种材料结合水的状态，指出亲水性聚醚的结构单元不同，吸附水的状态和比例亦不同。赵献增等人在研究中还发现:采用聚乙二醇和三官能度聚氧化烯烃聚醚共聚物、TDI、1，4-丁二醇及催化剂等原料合成出吸水膨胀率为200％的WSR，指出:聚乙二醇的分子量越高，合成出弹性体的吸水膨胀率越大，且最适宜的分子量为1000～2000;聚氧化烯烃聚醚多元醇由环氧乙烷和环氧丙烷为基础原料，二者的比例在80:20至20:80之间，同时指出:随着环氧乙烷比例的增加，WSR的吸水膨胀率越大。

在聚氨酯预聚体中，适当添加高吸水性树脂，如聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等，都可以增加材料的吸水膨胀率。为提高材料的可塑性，降低成本，还可以在配方中添加适当的增塑剂和粉体填料，如滑石粉、轻质碳酸钙等。