0·引言

    聚氨酯防水涂料以其優(yōu)良的綜合性能，獲得了廣泛應(yīng)用，是我國化學(xué)建材行業(yè)“十五”計劃，以及2010年發(fā)展規(guī)劃綱要中重點推廣和發(fā)展的防水涂料，并被列為化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品中優(yōu)先選用的防水材料。由于雙組分涂料需在施工現(xiàn)場配料，配比不準(zhǔn)和攪拌不勻而造成的防水質(zhì)量事故時有發(fā)生，故單組分聚氨酯防水涂料的應(yīng)用推廣在我國勢在必行，并將成為聚氨酯防水涂料發(fā)展的必然趨勢。

    1·雙組分與單組分聚氨酯防水涂料比較

    雙組分聚氨酯防水涂料由A、B兩組分組成，使用時兩組分須嚴(yán)格按規(guī)定比例稱量、混合，施工不方便，其中含有大量有機溶劑，并且常用胺類固化劑作B組分?jǐn)U鏈劑，這些組分對人體健康、環(huán)境均有不利影響。

    單組分聚氨酯防水涂料施工固化前為無定形液體，對于任何形狀復(fù)雜、管道縱橫和變截面的基層均易于施工，特別是對陰陽角、管道根、水落口及防水層收頭部位易于處理，可形成一層柔韌性好、無接縫的整體涂膜防水層。雙組分與單組分聚氨酯防水涂料的比較見表1。

表1 雙組分與單組分聚氨酯防水涂料的比較

    2·影響單組分聚氨酯防水涂料性能的因素

    單組分聚氨酯防水涂料是以甲苯二異氰酸酯TDI-80、聚醚多元醇N220和330N為主要原料，采用預(yù)聚法合成聚氨酯彈性體，然后加入填料、增塑劑、消泡劑等各種助劑配制而成。其成膜的基本原理是異氰酸酯中的異氰酸根（-NCO）與含活潑氫（-OH、-NH2）的多元醇、多元胺、水等進行加成反應(yīng)。

    2.1貯存穩(wěn)定性

    貯存穩(wěn)定性主要包括物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。物理穩(wěn)定性是指涂料在貯存過程中，密度大的填料緩慢下沉，造成涂料沉淀分層。解決的辦法是通過加入超細(xì)填料及防沉劑來改善填料和預(yù)聚物的界面結(jié)合，使涂料具有觸變性，即涂料在貯存過程中，黏度升高，防止填料沉淀；在施工時，涂料受到外力作用黏度降低從而便于施工。由此可有效改善涂料的貯存穩(wěn)定性。

    化學(xué)穩(wěn)定性是指涂料在貯存過程中預(yù)聚體的-NCO基團與含活潑氫物質(zhì)（如水分）發(fā)生反應(yīng)，造成體系黏度增加，甚至凝膠固化。因此，對填料含水量的控制非常重要，一般要求填料的含水率<0.05%。在合成過程中，為去除填料中的微量水分，一般在添加填料后再加入適量甲苯二異氰酸酯進行反應(yīng)，以提高涂料的貯存穩(wěn)定性。

    2.2消泡處理

    單組分聚氨酯防水涂料固化后出現(xiàn)大小不等的氣泡，對涂膜的防水性和力學(xué)性能均有一定影響。起泡的原因是成膜過程中固化劑（水）與預(yù)聚體中-NCO反應(yīng)時產(chǎn)生的CO2氣體不能及時從涂膜散逸，所以需要進行消泡處理。以CaO、Ca（OH）2為代表的化學(xué)吸收劑，以及以硅油為代表的物理消泡劑均可減少聚氨酯防水涂料產(chǎn)生氣泡的缺陷。

    2.3加水方式與加水量的影響

    水作為單組分聚氨酯防水涂料的固化劑，其加入配比會嚴(yán)重影響涂料混合后的固化時間和涂膜的力學(xué)性能。

    加水量達(dá)到一定值時，涂膜整體固化充分，性能增強，隨著加水量進一步增加，交聯(lián)過度，涂膜脆性增大，力學(xué)性能下降。加水量較少時，只有局部快速固化，涂膜整體的規(guī)整性下降，涂膜性能下降。隨著加水量增加，涂膜的表干、實干時間都隨之縮短。加水量達(dá)到一定值后則變化不大，拉伸強度先減小，然后增加，之后又下降；斷裂伸長率先增加后下降。試驗證明：當(dāng)加水量在30%左右時，涂料的力學(xué)性能優(yōu)異。

    2.4催化劑用量的影響

    隨著催化劑用量增加，加快了固化反應(yīng)，涂膜的表干、實干時間顯著縮短。但催化劑用量達(dá)5%后，再增加其用量，其變化趨勢就不太明顯。催化劑用量以5%為宜。

    2.5增塑劑的影響

    為改善涂料的低溫柔韌性，常加入一些增塑劑進行改性。最常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）等。隨著DBP用量增加，涂膜的抗拉強度明顯降低，而低溫柔韌性增強。合理調(diào)節(jié)涂料中增塑劑的用量，可適應(yīng)不同防水部位的應(yīng)用要求。

    2.6預(yù)聚體中-NCO含量的影響

    隨著預(yù)聚體中-NCO含量的增加，涂膜的斷裂伸長率先增后降，而拉伸強度呈平穩(wěn)上升。這是由于隨著預(yù)聚物中的-NCO含量增加，涂膜的交聯(lián)度與氫鍵密度也相應(yīng)增加，涂膜的拉伸強度增加，而斷裂伸長率則會下降。

    2.7聚醚N220/330N質(zhì)量比的影響

    當(dāng)體系中的二官能度聚醚N220用量增加時，涂膜的斷裂伸長率增加，而涂膜的拉伸強度先升后降。這說明當(dāng)N220用量增加到一定量時，會影響涂膜的拉伸強度。

    2.8預(yù)聚體中-NCO/-OH配比的影響

    甲苯二異氰酸酯（TDI-80）和聚醚多元醇（N220、330N）是單組分聚氨酯防水涂料的主要原材料，它們之間的配比（即預(yù)聚體中-NCO/-OH摩爾比）直接影響到涂料的各種性能。-NCO/-OH配比太高，則涂膜固化產(chǎn)生大量氣泡；-NCO/-OH配比太低時（接近1.0）則會固化失效。試驗表明：-NCO/-OH配比為1.2~1.8為宜。-NCO/-OH配比的影響見表2。

表2 -NCO/-OH配比的影響

    2.9環(huán)境濕度的影響

    固化時環(huán)境的濕度越大，涂膜的表干、實干時間相應(yīng)縮短。因為濕度越大，環(huán)境中含水量越大，參與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)的水越多，加快聚氨酯的固化反應(yīng)速率，但涂膜表面光潔度下降。環(huán)境濕度的影響見表3。

表3 環(huán)境濕度的影響

    2.10固化溫度的影響

    固化時環(huán)境溫度對涂膜的表干、實干時間有影響，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，其表干、實干時間越短。單組分聚氨酯防水涂料在-14~40℃都可以成膜。

    3·單組分聚氨酯防水涂料的施工工藝

    3.1基層準(zhǔn)備

    （1）基層質(zhì)量對于防水工程非常關(guān)鍵。砂漿或混凝土找平層應(yīng)抹平壓光；除去基層表面的浮灰和其它突出的雜物，修補、抹平蜂窩、孔洞等缺陷；基層表面應(yīng)達(dá)到堅實平整和充分干燥的要求，應(yīng)無凹凸、松動、起皮、裂縫、麻面等現(xiàn)象；對于基層上較為明顯的裂縫，則應(yīng)進行附加防水處理。

    （2）找平層與突出平面基層交接處的陰陽角均應(yīng)做成半徑為25mm的圓弧形。

    （3）基層應(yīng)無油脂、灰塵、雜物等影響涂膜黏結(jié)的物質(zhì)；干燥程度達(dá)到要求，含水率不大于9%。

    （4）氣候條件要求：在風(fēng)沙天、雨天和預(yù)報有雨的天氣不得施工，雨后應(yīng)立即除水并待基層干燥后方可施工。

    3.2涂布聚氨酯防水涂料

    （1）用輥刷或橡皮刮板在水平基層面上涂布涂料；用抹子或輥刷在垂直基層面涂布垂直型涂料。

    （2）涂刷應(yīng)均勻、厚薄一致，應(yīng)多道涂布涂料，一般可涂2~3道。每道涂布后，應(yīng)讓涂膜有充分時間固化，每道間隔時間不宜少于24h。

    （3）每道涂料涂布的方向應(yīng)與前一道相互垂直。涂料的參考涂布量：當(dāng)涂膜厚度為1mm時，用量約1.5kg。應(yīng)涂滿整個基層，并覆蓋所有的部位。

    3.3涂膜防水層的保護

    （1）已完成的涂膜防水層應(yīng)采取保護措施，以免被其他操作工序破壞。應(yīng)在垂直墻面的涂膜防水層完成后立即鋪設(shè)保護材料；對于需進行閉水試驗的部位，應(yīng)在閉水試驗完成并檢查無滲漏情況后，再鋪設(shè)保護層。若閉水試驗推遲則應(yīng)采取臨時保護措施。

    （2）地下工程：在垂直墻面上采用聚乙烯泡沫塑料片材做保護層時，可在最后一道涂膜固化前，直接黏貼5~6mm厚的發(fā)泡聚乙烯片材保護層，并要求拼縫嚴(yán)密，然后按要求回填土；對平面部位的涂膜表面，可干鋪一層紙?zhí)r青油氈作保護隔離層，并在其上澆注400mm厚細(xì)石混凝土作剛性保護層。

    （3）廁浴間地面及立墻保護層：可在涂膜厚度達(dá)到規(guī)定要求并經(jīng)驗收合格后，在涂膜表面再涂一道涂料，并立即撒布少量干凈干燥的砂子，使其與涂膜防水層黏結(jié)牢固后，再涂抹水泥砂漿保護層。

    （4）屋面防水層保護：當(dāng)涂膜厚度達(dá)到要求并驗收合格后可在涂膜表面上鋪紙?zhí)r青油氈或麻刀灰隔離層，再澆注細(xì)石混凝土剛性保護層。如需進行閉水試驗，則保護層應(yīng)在閉水試驗后進行鋪設(shè)。

    （5）閉水試驗：對于屋面、廁浴間涂膜防水層有閉水試驗的要求時，可在涂膜防水層固化成膜36h之后，堵塞排水孔，進行閉水試驗。放水高度和試水時間應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。若檢查出現(xiàn)滲漏應(yīng)馬上修補，之后重新進行閉水試驗檢查。

    4·結(jié)語

    目前，市場上使用的防水涂料主要有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥復(fù)合防水涂料及聚合物改性乳化瀝青防水涂料等。其中，聚氨酯防水涂料，特別是單組分聚氨酯防水涂料性能優(yōu)異，價格適中，已在建筑行業(yè)中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。