單組分聚脲液體防水塗膜的性能與應用技術
發布時間:2014-08-09
一、 聚脲:
通常,我們所說的聚脲是指由兩個組分所構成的。其中A組分為含有多個-NCO 的小分子或高分子(預聚體)。R組分為含有二個或二個以上端氨基的高分子和低分子組合物。A組分和R組分混合迅速反應形成聚脲,其作用時間通常隻有幾秒鍾至1分鍾就發生凝膠。端-NCO基團與端NH2- 反應非常快。
~~NCO+NH2~~ →~~NHCONH~~~
其反應形成脲鍵
如果將分子中多氨基-NH2換成多羥基(如聚醚多元醇,聚酯多元醇-OH)則其為雙組分聚氨酯。
~~NCO+ HO~~→~~NHCOO-~~
其反應形成氨酯鍵(氨基甲酸酯)。
如果將R組分中端氨基進行化學封閉,封閉後的中間體在隔絕空氣(水份)條件下不會與含NCOdezufenfashenghuaxuefanying,nenggougongcunyutongyitixizhong。qihunhewuyidanqiyukongqijiechu,fengduanduoyuananzaishuifenzuoyongxiafengbijiechu,shifangchuduananji,eranji-NH2或-NH-則迅速與-NCO發生反應,形成脲鍵。此就是單組分聚脲反應原理。
二、單組分聚氨酯與單組分聚脲的相似點和相異點:
1、單組分聚氨酯
單組分聚氨酯是以含多羥基多元醇與多異氰酸酯在一定條件下合成含有多-NCOdegaofenziyujutiyufentitianliao,zengsuji,xishiji,cuihuaji,zhujidengzaigejuekongqixiahunhesuogoucheng。hunheliaoyidanqiyukongqizhongshuifenzuoyong,zefanyingjiaolianxingchengxiangjiaomo。
-NCO+H2O→~~NHCOOH →~~NH2+CO2 ↑
~~NH2+NCO~~ →~~~ NHCONH~~~
在交聯固化過程中,每一個水分子,消耗兩個-NCO官能團,產生一個脲鍵,並產生一個二氧化碳分子。
因此單組分聚氨酯因有二氧化碳產生易形成氣泡。如果在塗膜時,塗膜厚度太厚,二氧化碳形成的氣泡(氣孔)會使固化後的橡膠產生缺隙。密集的氣泡會使聚氨酯橡膠塗膜產生缺隙降低使用期限。
因(yin)此(ci),許(xu)多(duo)單(dan)組(zu)分(fen)聚(ju)氨(an)酯(zhi)生(sheng)產(chan)商(shang)想(xiang)盡(jin)辦(ban)法(fa)來(lai)減(jian)少(shao)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)泡(pao)。如(ru)采(cai)用(yong)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)劑(ji)或(huo)化(hua)學(xue)吸(xi)附(fu)劑(ji)在(zai)膠(jiao)層(ceng)內(nei)吸(xi)附(fu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan),或(huo)者(zhe)控(kong)製(zhi)反(fan)應(ying)速(su)度(du),使(shi)聚(ju)氨(an)酯(zhi)在(zai)固(gu)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)釋(shi)放(fang)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)速(su)度(du)低(di)於(yu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)從(cong)橡(xiang)膠(jiao)膜(mo)中(zhong)逸(yi)出(chu)速(su)度(du)。另(ling)外(wai),一(yi)個(ge)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)辦(ban)法(fa)就(jiu)是(shi)采(cai)用(yong)潛(qian)伏(fu)性(xing)固(gu)化(hua)劑(ji),但(dan)其(qi)儲(chu)存(cun)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)施(shi)工(gong)溫(wen)度(du)均(jun)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)采(cai)用(yong)多(duo)遍(bian)成(cheng)膜(mo)。
2、單組分聚脲
單組分聚脲以含多異氰酸酯-NCO的高分子預聚體和經封端的多元胺(包括氨基聚醚)混合,並加入其它功能性助劑所構成的組合物。在無水狀態下,體係穩定,儲存期在9個月以上,一旦開桶施工,在空氣中水份作用下,迅速產生多元胺,多元胺與異氰酸酯-NCO反應迅速。整個過程沒有二氧化碳產生。也就不會有二氧化碳氣泡產生。它與單組分聚氨酯相比,在分子設計上有其差異性:
① 單(dan)組(zu)分(fen)聚(ju)氨(an)酯(zhi)固(gu)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong),易(yi)產(chan)生(sheng)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan),單(dan)組(zu)分(fen)聚(ju)脲(niao)無(wu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)產(chan)生(sheng)。可(ke)在(zai)任(ren)意(yi)厚(hou)度(du)成(cheng)膜(mo)。其(qi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)施(shi)工(gong)工(gong)效(xiao)。並(bing)避(bi)免(mian)施(shi)工(gong)錯(cuo)誤(wu)。
② 單組分聚氨酯中加入大量的礦物粉料如硫酸鋇、碳酸鈣、粘土粉、滑石粉以及增塑劑、廢油、石腦油、芳香油等。其對混凝土的粘接需要底塗劑。而單組分聚脲因其不含增塑劑、白油、粉料,其對混凝土或大多數基材有良好附著力。
③ 單組分聚脲在分子設計上,可進行個性化設計。如從0.2Mpa~15Mpa可任意設計。針對 不同的防水部位,應有不同的強度值。
④ 單組分聚脲不象單組分聚氨酯(加粉料)那樣多相成核。其耐久性長。一般情況下材料本身有近15-20年以上的實際使用壽命。
⑤ 單組分聚脲可以設計成無須保護層的產品,其在陽光下暴露,耐久性至少在10年以上。
三、森聚柯公司單組分聚脲的主要指標:
聚脲產品沒有統一的國家標準。單組分聚脲無統一規範。以森聚柯公司開發的產品為例,介紹如下:
型號 A B C D E F
狀態 粘稠液體 粘稠液體 粘稠液體 粘稠液體 粘稠液體 粘稠液體
固體含量% >90 >90 >90 >90 >90 >90
比重(g/ml) 1.0~1.05 1.0~1.05 1.0~1.05 1.0~1.05 1.0~1.05 1.1~1.2
TFT表幹時間 12~24小時 4~6小時 3~6小時 3~6小時 3~6小時 3~6小時
實幹/天24小時 10-12天2mm >2mm >2mm >2mm >2mm >2mm
一次成膜厚度 任意 任意 任意 任意 任意 任意
本體強度(Mpa) 0.2~1.2 1.5~2.5 2.5~3.5 3.5~4.5 4.5~5.5 10~15
斷裂延長率 500~700% 350~500% 300~450% 250~300% 200~250% 100~200%
防水應用
部位 變形大的部位和抗穿刺自愈合的場所 衛生間
水房
地下室 衛生間
水房
地下室
房頂
彩板 隧道
地下室
車庫 隧道
地下室
耐磨耐壓防水一體化部位
體育場看台
火車站站台
加油站
油庫
露天廣場
四、施工作業:
從A型至F型最簡便的方法就是將單組分聚脲倒在地上,用刮板刮平,用帶齒形的刮板效果更好。該材料有一定的自流平性能。開放時間在2小xiao時shi以yi上shang。塗tu布bu兩liang遍bian效xiao果guo更geng佳jia。也ye可ke以yi用yong硬ying質zhi的de刷shua子zi,硬ying質zhi滾gun筒tong塗tu布bu,也ye可ke用yong特te殊shu噴pen槍qiang塗tu布bu。其qi厚hou度du可ke以yi通tong過guo麵mian積ji和he用yong料liao量liang來lai控kong製zhi,也ye可ke用yong刮gua板ban齒chi的de高gao度du控kong製zhi。對dui於yu室shi內nei,建jian議yi厚hou度du為wei1.3mm~1.7mm,即平均1.5mm。對於屋頂建議厚度為1.8 mm~2.2mm,即平均2mm。
五、單組分聚脲在
建築防水上的應用前景:
聚脲產品不象聚氨酯和JS塗料那樣,可以加入大量的稀釋劑和礦物粉體料。因此聚脲的成本大大高於聚氨酯和丙烯酸、JS塗層的成本。但從其耐久性,使用年限和質量上綜合考慮,其綜合成本要低的多。單組分聚脲在
建築防水上有其待開發的應用前景。
1、在屋頂,傳統上做法一直采用卷材類
防水材料做
防水層。單組分聚脲是有抗紫外線性能,抗太陽暴曬性能,且其有-40℃的低溫柔性。對於高寒地區(如東北、內蒙等)。冬季低溫可能達到-35℃至-40℃,在zai如ru此ci之zhi低di的de溫wen度du環huan境jing下xia,大da多duo數shu卷juan材cai失shi去qu了le柔rou性xing。單dan組zu分fen聚ju脲niao能neng適shi應ying這zhe種zhong低di溫wen環huan境jing。尤you其qi是shi能neng抵di抗kang低di溫wen時shi混hun凝ning土tu的de開kai裂lie引yin起qi的de形xing變bian,而er不bu引yin起qi
滲漏。在此類地區,三元乙丙橡膠也不失為一種好的
防水材料,但三元乙丙橡的膠粘劑一直存在一些問題。原因在於膠粘劑的物理粘接力(靠分子間作用力)有限。在高寒地區的屋頂采用單組分聚脲應成為一個可能。聚脲有良好的附著力。
2、在我國大部分地區,屋頂用卷材SBS、APP、PVC、EPDM等非常普遍。但是女兒牆、水落口、泛水,管根等細部總是防水的薄弱環節。單組分聚脲在這些細部做防水具有其優勢。其一是對基材的附著力良好(化學粘合);其二是其具有良好的柔性;其三是耐暴曬和抵抗紫外線能力;其四,其能長期耐水浸泡達10年以上。如能將單組分聚脲推廣到這些部位使用,則能大大提高屋頂
防水工程的質量和耐久性。
3、對於混凝土潮濕基麵的防水。中國每年的建築工程在全球是最大的,實際施工現場很複雜,對於
防水層施工,表麵含水本應在9%以下,其粘接性是良好的。但如果是非常潮濕的混凝土基麵應用特殊底塗劑。這種特殊底塗劑,一方麵吸收水份,同時與混凝土表麵-SiOH發生化學結合形成牢固的化學粘合。在底塗表麵再塗布單組分聚脲,其能長期耐水浸泡。
4、異形麵的防水。對於有多管道、多管線、穿孔、樁等異形麵的防水,如廚房、衛生間,地下室等。其在這些異形部位防水效果良好,可一次成膜,施工方便。不會產生空鼓現象。
5、抗穿刺自愈合型。對於做完
防水層後需要打釘的部位曾有商家采用自粘型卷材,其具有一定的自愈合性。這些通常為瀝青與丁基類橡膠類增粘劑的物理粘合。本文中Axingdanzufenjuniaozaifenzishejishang,keyishejichengziyuhexing。qibiaoxianzaidiyitiantubudanzufenjuniao,diertianshangrenbingkezaiqishangchuizhidading。cishi,juniaochuyubanjiaolianzhuangtai。zai2-12天時間裏進入鋼釘孔眼的聚脲或鋼釘周邊聚脲仍在進行交聯反應。12天後交聯反應基本停止。孔眼自動愈合完成。如果在12天後再打入鋼釘。則難以愈合。
6、窗台
滲漏水是建築物一個通病。許多人士錯誤地認為門窗安裝時,洞口沙漿填充不實,或者投訴沒有填充發泡劑,或者投訴矽酮膠(或其它密封膠)施工不佳等造成
滲漏水現象。其實上述均不是關鍵原因,即使上述環節都做好了,還會發生
滲漏水(shui)現(xian)象(xiang)。關(guan)鍵(jian)原(yuan)因(yin)在(zai)於(yu)窗(chuang)戶(hu)安(an)裝(zhuang)後(hou)多(duo)種(zhong)材(cai)料(liao)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)不(bu)一(yi)致(zhi)而(er)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)在(zai)台(tai)麵(mian)和(he)各(ge)基(ji)材(cai)的(de)界(jie)麵(mian)會(hui)開(kai)裂(lie),且(qie)發(fa)泡(pao)劑(ji)和(he)砂(sha)漿(jiang)並(bing)不(bu)防(fang)水(shui)。在(zai)安(an)裝(zhuang)窗(chuang)戶(hu)時(shi)如(ru)用(yong)單(dan)組(zu)分(fen)聚(ju)脲(niao)將(jiang)整(zheng)個(ge)窗(chuang)台(tai)和(he)窗(chuang)戶(hu)洞(dong)口(kou)(已填砂漿或發泡劑)及窗框邊緣(約5-10mm)塗布一遍,能從根本上徹底解決
滲漏問題。
7、中國有大量的舊屋頂需做防水維修工作程。傳統做法是將舊的SBS、APP、PVC等全部鏟掉,廢棄,再重新做新的
防水層。如果采用單組分聚脲做防水維修,則無須全部去掉所有舊的
防水層。隻需先作細部處理後,可直接在其舊的
防水層上塗布單組分聚脲,無需保護層。可大大節省工時,且保護環境。
8、彩鋼屋頂
滲漏一直是一個難解決問題。暴露型單組分聚脲為其帶來了福音,它優異的附著力和耐候性能為彩鋼屋頂從根本上解決
滲漏問題。
六、討論:
1、聚脲作為一種新型材料用在
建築防水工程上有較好的應用前景,其為一種高等級的
塗膜防水材料。
2、聚脲在
建築防水效果和性能、耐久性方麵具有一定優勢。但其價格較高,一般
建築防水工程有無可能采用?目前的建築法規對
建築防水工程隻有五年的要求。對於要求有十年以上保證的
建築防水工程或在高檔住宅
防水工程、重大公共
防水工程上其應存在一定的應用前景。
3、聚脲從其材料性能上,難以填充粉料和添加溶劑,其在市場上難以產生劣質產品。這有利於規範市場。
4、在中國
建築防水市場上,聚脲材料可否向預製卷材方向發展,值得討論。