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水性聚氨酯防水涂料配方的设计

 周工解涂 2022-02-24




聚氨酯防水涂料是一种新型高分子防水材料,它以优异的性能在建筑防水材料中占据重要的地位。聚氨酯防水涂料是有-NCO的聚氨酯预聚体和含有-OH或者-NH2的固化剂以及其他助剂的混合物按照一定比例混合所形成的一种反应型涂膜防水材料。

1、多元醇的选择

在不影响力学性能和机械强度的基础上,聚醚型由于醚键不易水解,耐水性远比聚酯型好。但相比于聚酯型聚氨酯,聚醚型聚氨酯的强度和粘结力要差,而四氢呋喃醚二醇等聚醚型聚氨酯机械强度和耐水性均较好。

2、异氰酸根指数

NCO过量值R值不易过大,因为会使体系中的-NCO过多,使得体系在乳化时产生大量的脲基,体系易发白,且不易储存,R过小则会造成分子量过大,造成反应难以控制,所以R值控制在1.1-1.2之间比较合适。

3、亲水扩链剂

直接影响水性聚氨酯涂料的耐水性,通常亲水扩链剂的含量越高,预聚体在水中分散的效果越好,得到的乳液越透明产品的稳定性越好,但耐水性越差。所以在水性聚氨酯防水涂料的合成过程中应该严格控制其含量,根据产品的要求在保证其稳定性和乳液状态的前提下,尽量减少亲水扩链剂的加入量,一般控制在2-5%。

4、交联剂

主要在于通过提高聚氨酯体系的交联密度,有效阻止水分子对聚氨酯结构的分解,可以显著增加水性聚氨酯胶膜的耐水性。但是交联度过大会使得体系内聚能急剧增加,会使胶膜开裂,同时也会造成预聚体黏度较大,难以乳化。通常交联剂的加入量在2%左右。

5、中和剂

以阴离子为例,选择挥发性的中和剂,如氨水、三乙胺等,其在成膜过程中会随着水分的挥发而挥发,相比于氢氧化钠等非挥发性的中和剂,会造成胶膜体系中残留较多的-COO-,其胶膜的耐水性也明显表现出较好。

6、有机硅、有机氟改性

目前常用的有机硅是聚硅氧烷系列,硅氧烷链段在表面富集,能降低表面的极性,增大表面憎水性,有效改变了材料的表面张力;将氟单体或者聚合物引入到水性聚氨酯中,可使聚氨酯具有优异的耐热性、耐氧化性、耐水性、耐化学溶剂性等,同时含氟链段可在材料表面富集,可以使有机氟功能材料表面富集,可以降低表面能,大幅度改善水性聚氨酯胶膜的表面性能,提高涂料的品质。

7、乳液粒径

从成膜机理的角度来看,粒径越小成膜性越好,更能防止水分子的渗透;但是,粒径小意味着体系的亲水成分较多,使得胶膜的耐水性下降,往往后者影响大于前者。

8、其他助剂

溶剂、填料、防老剂和紫外线吸收剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、增塑剂、偶联剂等多种助剂在聚氨酯制品中,特别是新型聚氨酯涂料产品的生产和使用中,已经得到广泛的应用。

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