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摘要 : 論述了聚氨酯防水涂料常用的催化劑、溶劑、阻凝劑、抗紫外線吸收劑和防老劑、消泡劑的作用。 


關鍵詞 : 防水涂料 ; 　聚氨酯 ; 　助劑 

聚氨酯防水涂料因其優異的物理、化學性能 , 現已廣泛應用于防水工程中 , 國家化學建材九五 ”計劃和 2010 年發展規劃綱要及十五 ”計劃和 2010 年發展規劃綱要都把聚氨酯防水涂料列為重點發展品種。這種材料為雙組分反應固化型 , 組分 A 為預聚體 ,組分B 為交聯固化劑。聚氨酯防水涂料的基本原理是預聚體中的異氰酸根 ( —NCO) 與含活潑氫( —OH , —NH2 , —COOH) 的多元醇酚、多元胺、水等進行加成反應 [ 1 ] 。 

　　在聚氨酯防水涂料生產中 ,所用的助劑不是成膜物質 , 在配方中用量也較少( 一般在百分之一、二 ),但能顯著改善防水涂料性能的一種化學物質。

在防水涂料的生產和應用中起著越來越重要的作用。其作用在于 : a.改善聚氨酯防水涂料的生產工藝 ; b.提高聚氨酯防水涂料A 、B 組分的貯存穩定性 ; c.改進聚氨酯防水涂料的施工性能; 改善涂膜的使用性能。總之 ,采用不同的助劑可賦予聚氨酯防水涂料不同的性能 ,用以解決聚氨酯防水涂料生產、貯存、施工和應用中遇到的各種問題。 

1 　催化劑和擴鏈劑 

在聚氨酯防水涂料預聚體的生產和固化成膜過程中都需要使用催化劑或擴鏈劑 ,它能加快反應的進行,縮短反應時間[ 2 ] 。 

用于加速異氰酸酯基和含活性氫化合物反應的催化劑主要有以下兩類 [ 3 ] :

(1) 有機金屬鹽類: 常用的是二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、油酸亞錫、醋酸苯汞、辛酸錫等。 

(2) 有機胺類: 二乙烯三胺、三乙胺、四乙烯五胺、二乙醇胺、 3 , 32二氯24 , 42二苯基甲烷二胺(MOCA) 等。 

催化劑的用量和選擇視反應溫度、反應時間和催化劑的類型不同而不同 ,可采用復配催化劑,用量在 0. 03 %～0. 06 % 之間。 

聚氨酯防水涂料一般采用 MOCA 作固化劑(擴鏈劑 ) 加入到B 組分中,其涂膜硬度、抗拉伸強度、撕裂強度均可提高 , 不發粘時間也要延長。為縮短固化時間 , 可添加甲撐二苯胺 (MDA) 。 

2 　阻凝劑 

在酸性條件下 , TDI 主要與羥基反應生成聚氨酯預體 ; 在堿性條件下 , 還與脲和聚氨酯反應。為確保反應順利進行和抑制不利的副反應發生 , 反應介質應始終保持在酸性條件下進行 , 通常 p H 值在 5 以下。如采用進口 TDI 時 , 因為進口 TDI 中水解氯含量低 , 體系 p H 接近中性。在生產實踐中發現 , 采用進口 TDI 常導致制備的預聚體早期成膠和貯期短的現象出現 , 可加入少量的苯甲酰氯、檸檬酸、鹽酸、磷酸等以維持介質為酸性。通過生產實踐 , 考慮生產成本 , 我們選用磷酸 (85 %) 較為合適 , 用量一般為聚醚總量的 0. 2 % ～ 0. 4 % 。 

3 　紫外線吸收劑和防老劑 

紫外線吸收劑種類很多 , 一般按化學結構分為如下六大類 : ① 二苯甲酮化合物 ; ② 水楊酸酯類化合物 ; ③ 雜環類化合物 ; ④ 取代丙烯腈類化合物 ; ⑤ 金屬絡合物 ; ⑥ 其它紫外線吸收劑。 

防老劑一般按其化學結構和作用機理進行分類。按化學結構通常分為五大類 : ① 酚類 ; ② 胺類 ;③ 亞磷酸酯類 ; ④ 硫酸酯類 ; ⑤ 其它防老劑 ; 按作用機理分為三大類 : ① 鏈終止劑 ; ② 過氧化物分解劑 ;③ 金屬鈍化劑。 

在聚氨酯防水涂料中加入紫外線吸收劑和防老劑的目的 , 在于提高其戶外耐熱性能和保色性。在選取時我們應從它與基料的混溶性和避免與含端異氰酸酯基 ( — NCO) 發生聚合反應 , 一般可添加烷基苯酚類、硫脲類、苯并咪唑類。例如防老劑 1010 , 264 , 最好與 UV 2 327 、 9 、 531 等紫外線吸收劑合并效果更好 , 用量為基料總量的 1 % ～ 1. 5 % 。 

4 　溶劑 

溶劑對 — NCO 基的反應速度有一定影響。溶劑的極性大 ,TDI 與羥基的反應慢 , 這是因為溶劑分子極性大 , 能與聚醚中的羥基形成氫鍵而發生締合 , 使 — NCO/ — OH 的反應緩慢。在制備聚氨酯防水涂料預聚體過程中 , 若采用羥類溶劑 ( 如二甲苯 ), 則反應速度比用酯、酮類溶劑快。考慮生產成本 , 我們采用二甲苯和醋酸丁酯溶劑系統 , 總用量不超過 10 % 為好。 

5 　消泡劑 

在聚氨酯防水涂料施工過程中 , 由于預聚體中的異氰酸酯基 ( — NCO) 會與 B 組分中的含活潑氫的化合物發生反應 , 產生 CO 2 氣體 , 以及攪拌等因素 , 往往會產生氣泡 , 影響涂膜防水性能。根據生產實際情況和生產成本 , 我們在 B 組分中添加氧化鈣或氫氧化鈣 , 可吸收反應生成的二氧化碳 , 從而消除防水材料施工時產生的氣泡。