用低不飽和度聚醚多元醇製備單組分聚氨酯防水塗料

  摘要：以高分子量
，低不飽和度聚醚多元醇為原料
，製備單組分濕固化聚氨酯防水塗料，並與傳統的聚醚多元醇進行了比較。


　　單組分聚氨酯防水塗料是一種性能優良的中高檔防水材料，現場施工，不需配製，開蓋即用，充分保證了工程防水的質量。該產品無公害，無汙染，可用於飲水池的防水施工。聚醚多元醇提供聚氨酯合成材料的軟段，是決定聚氨酯防水塗料性能的關鍵因素之一，因此利用低不飽和度聚醚多元醇作原料是改善單組分聚氨酯防水塗料性能的一個重要途經。

　　低不飽和度、gaofenziliangjumiduoyuanchunshiguowaijinnianlaikaifadejumixinpinzhong，tacaiyongshuangjinshuqinghuawuluohewucuihuaji，yujiancuihuazhidedechuantongdejumixiangbi，juyoufenzilianggao、分子量分布窄、不飽和度低、平均官能度高等特點，在製備聚氨酯彈性體、塗秫密封劑
、膠粘劑的過程中表現出很好的加工性能。

1 實驗部分

1．1 工藝流程
1．2 原材料
　　TDIOL-2000 、TMN-3050 

、TDB-4000、TEP-330N，天津第三石油化工廠
，性能指標見表1；TDI-80，德國Bayer公司；滑石粉、辛酸亞錫及其它助劑，工業品，市購。
1．3 實驗步驟
將聚醚多元醇在100℃

，真空度0．098MPa條件攪拌減壓脫水2h，使之含水量低於0．05％，加入苯甲酰氯和TDI，在75～80℃反應3 h後，加入填料(顏料)、觸變劑、穩定劑，降溫至60℃時，依次加入稀釋劑
、防老劑
、消泡劑、催化劑，攪拌0．5 h，密封包裝。
按照國家標準《聚氨酯防水塗料》(送審稿)的規定製作單組分聚氨酯防水塗膜，放置七天後測試性能。

2 結果和討論

　　實驗中我們以傳統的聚醚多元醇(PPG)

，低不飽和度PPG分別製備單組分聚氨酯防水塗料，並測試了其性能(見表2)。

　　單組分聚氨酯防水塗料的拉伸性能與預聚體的NCO含量有直接關係，隨NCO含量的增加


，斷裂強度持續上升，斷裂伸長率先增後降(見圖1、2)。
表1 天津三石化的聚醚多元醇的質量指標
聚醚多元醇牌號
TDIOI2000　　TDB-4000　　TMN-3050　　TEP-330N
羥值，mgKOH/g　　54.5～57.5　　26.5～29.5　　54.5～57.5　　33.5～36.5
酸值
，mgKOH/g　　≤0.05　　≤0.035　　≤0.05　　≤0.05
水分，%　　≤0.05　　≤0.05　　≤0.05　　≤0.05
PH值　　5～7　　6～8　　5～7　　5～7
K+含量
，mg/kg　　≤3　　／　　≤3　　≤3
不飽和度
，mmol/g　　≤0.04　　≤0.06　　≤0.04　　≤0.04
粘度，mPa.s(25℃)　　270～370　　＜1200　　400～600　　800～1000
色號（APHA）　　≤50　　≤30　　≤50　　≤50
表2 單組分聚氨酯防水塗料的性質
聚醚多元醇類型及其質量比
TDIOI2000:TMN3050=10:1　　TDIOI2000:TMN3050=10:1　　TDB4000:TEP330N=10:1
NCO/OH值　　1.60　　2.05　　2.05
預聚體的NCO%，%　　2.10　　3.96　　2.10
斷裂強度
，MPa　　0.13　　3.17　　3.18
斷裂伸長率，%　　910　　512　　1220
不透水性　　0.3MPa，30min，無滲漏-35℃，無裂紋
低溫柔性　　

圖l NCO含量對塗膜斷裂強度的影響
　　在預聚體的NCO含量相同時，傳統的PPG製得的單組分產品，斷裂強度很低，而采用低不飽和度 PPG TDB-4000製備的產品斷裂強度和斷裂伸長率均很高

；在NCO／OH值相同的情況下，傳統的PPG製得的預聚體的NCO含量為3．96％，而采用 TDB-4000製備的預聚體的NCO含量為2．10％，二者相差近一倍。相應的單組分聚氨酯防水塗料的斷裂強度幾乎相同，但斷裂伸長率相差一倍多。

圖2 NCO含量對塗膜斷裂伸長率的影響
　　傳統的PPG通常由小分子多元醇作引發劑，在KOH催化劑存在下，引發環氧烷烴開環加聚得到，製得的單組分聚氨酯防水塗料的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)較(jiao)差(cha)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)堿(jian)催(cui)化(hua)劑(ji)不(bu)僅(jin)加(jia)速(su)環(huan)氧(yang)烷(wan)烴(ting)的(de)開(kai)環(huan)聚(ju)合(he)

，而(er)且(qie)催(cui)化(hua)環(huan)氧(yang)烷(wan)烴(ting)異(yi)構(gou)化(hua)形(xing)成(cheng)烯(xi)醇(chun)。烯(xi)醇(chun)作(zuo)為(wei)一(yi)元(yuan)醇(chun)起(qi)始(shi)劑(ji)，導(dao)致(zhi)低(di)分(fen)子(zi)量(liang)一(yi)元(yuan)醇(chun)生(sheng)成(cheng)，其(qi)機(ji)理(li)如(ru)下(xia)：

　　由於每個一元醇中均有一個雙鍵
，因此可用不飽和度表示PPG中一元醇的含量。隨著分子量的增加
，不飽和度急劇增加，如聚醚二元醇分子量為 1000時，不飽和度為O．01 mmol／g
，一元醇含量為l％mol；分子量為4000時，不飽和度為O．09mmol／g，一元醇含量為3l％mol[1]。這種一元醇的存在使 PPG官能度遠遠低於理論值，分子量分布分散。聚醚一元醇在單組分聚氨酯防水塗料固gu化hua過guo程cheng中zhong，隻zhi能neng形xing成cheng支zhi鏈lian而er不bu能neng交jiao聯lian，客ke觀guan上shang起qi著zhe終zhong止zhi劑ji的de作zuo用yong

，限xian製zhi了le聚ju氨an酯zhi分fen子zi量liang的de增zeng長chang，最zui終zhong對dui塗tu膜mo的de物wu理li和he機ji械xie性xing能neng產chan生sheng惡e劣lie影ying響xiang。

3 結束語

　　單組分聚氨酯防水塗料是聚氨酯防水塗料的發展方向，低不飽和度PPG較傳統的PPG所製備的單組分聚氨酯防水塗料在綜合性能上具有巨大的優勢。