聚氨酯防水涂料因其优异的物理、化学性能 , 现已广泛应用于防水工程中 , 国家化学建材九五 ”计划和 2010 年发展规划纲要及十五 ”计划和 2010 年发展规划纲要都把聚氨酯防水涂料列为重点发展品种。这种材料为双组分反应固化型 , 组分 A 为预聚体 ,组分B 为交联固化剂。聚氨酯防水涂料的基本原理是预聚体中的异氰酸根 ( —NCO) 与含活泼氢( —OH , —NH2 , —COOH) 的多元醇酚、多元胺、水等进行加成反应 [ 1 ] 。

　　在聚氨酯防水涂料生产中 ,所用的助剂不是成膜物质 , 在配方中用量也较少( 一般在百分之一、二 ),但能显著改善防水涂料性能的一种化学物质。

在防水涂料的生产和应用中起着越来越重要的作用。其作用在于 : a.改善聚氨酯防水涂料的生产工艺 ; b.提高聚氨酯防水涂料A 、B 组分的贮存稳定性 ; c.改进聚氨酯防水涂料的施工性能; 改善涂膜的使用性能。总之 ,采用不同的助剂可赋予聚氨酯防水涂料不同的性能 ,用以解决聚氨酯防水涂料生产、贮存、施工和应用中遇到的各种问题。

1 　催化剂和扩链剂

在聚氨酯防水涂料预聚体的生产和固化成膜过程中都需要使用催化剂或扩链剂 ,它能加快反应的进行,缩短反应时间[ 2 ] 。

用于加速异氰酸酯基和含活性氢化合物反应的催化剂主要有以下两类 [ 3 ] :

(1) 有机金属盐类: 常用的是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸亚锡、醋酸苯汞、辛酸锡等。

(2) 有机胺类: 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。

催化剂的用量和选择视反应温度、反应时间和催化剂的类型不同而不同 ,可采用复配催化剂,用量在 0. 03 %～0. 06 % 之间。

聚氨酯防水涂料一般采用 MOCA 作固化剂(扩链剂 ) 加入到B 组分中,其涂膜硬度、抗拉伸强度、撕裂强度均可提高 , 不发粘时间也要延长。为缩短固化时间 , 可添加甲撑二苯胺 (MDA) 。

2 　阻凝剂

在酸性条件下 , TDI 主要与羟基反应生成聚氨酯预体 ; 在碱性条件下 , 还与脲和聚氨酯反应。为确保反应顺利进行和抑制不利的副反应发生 , 反应介质应始终保持在酸性条件下进行 , 通常 p H 值在 5 以下。如采用进口 TDI 时 , 因为进口 TDI 中水解氯含量低 , 体系 p H 接近中性。在生产实践中发现 , 采用进口 TDI 常导致制备的预聚体早期成胶和贮期短的现象出现 , 可加入少量的苯甲酰氯、柠檬酸、盐酸、磷酸等以维持介质为酸性。通过生产实践 , 考虑生产成本 , 我们选用磷酸 (85 %) 较为合适 , 用量一般为聚醚总量的 0. 2 % ～ 0. 4 % 。

3 　紫外线吸收剂和防老剂

紫外线吸收剂种类很多 , 一般按化学结构分为如下六大类 : ① 二苯甲酮化合物 ; ② 水杨酸酯类化合物 ; ③ 杂环类化合物 ; ④ 取代丙烯腈类化合物 ; ⑤ 金属络合物 ; ⑥ 其它紫外线吸收剂。

防老剂一般按其化学结构和作用机理进行分类。按化学结构通常分为五大类 : ① 酚类 ; ② 胺类 ;③ 亚磷酸酯类 ; ④ 硫酸酯类 ; ⑤ 其它防老剂 ; 按作用机理分为三大类 : ① 链终止剂 ; ② 过氧化物分解剂 ;③ 金属钝化剂。

在聚氨酯防水涂料中加入紫外线吸收剂和防老剂的目的 , 在于提高其户外耐热性能和保色性。在选取时我们应从它与基料的混溶性和避免与含端异氰酸酯基 ( — NCO) 发生聚合反应 , 一般可添加烷基苯酚类、硫脲类、苯并咪唑类。例如防老剂 1010 , 264 , 最好与 UV 2 327 、 9 、 531 等紫外线吸收剂合并效果更好 , 用量为基料总量的 1 % ～ 1. 5 % 。

4 　溶剂

溶剂对 — NCO 基的反应速度有一定影响。溶剂的极性大 ,TDI 与羟基的反应慢 , 这是因为溶剂分子极性大 , 能与聚醚中的羟基形成氢键而发生缔合 , 使 — NCO/ — OH 的反应缓慢。在制备聚氨酯防水涂料预聚体过程中 , 若采用羟类溶剂 ( 如二甲苯 ), 则反应速度比用酯、酮类溶剂快。考虑生产成本 , 我们采用二甲苯和醋酸丁酯溶剂系统 , 总用量不超过 10 % 为好。

5 　消泡剂

在聚氨酯防水涂料施工过程中 , 由于预聚体中的异氰酸酯基 ( — NCO) 会与 B 组分中的含活泼氢的化合物发生反应 , 产生 CO 2 气体 , 以及搅拌等因素 , 往往会产生气泡 , 影响涂膜防水性能。根据生产实际情况和生产成本 , 我们在 B 组分中添加氧化钙或氢氧化钙 , 可吸收反应生成的二氧化碳 , 从而消除防水材料施工时产生的气泡。