聚氨酯防水塗料在高鐵項目中（zhōng）的（de）運用

       0 引言（yán）

聚氨酯材料由於具有優異的物理（lǐ）化學性能，滿足高速鐵路用材料的要求，以聚氨酯為（wéi）基礎，可製成的產品有（yǒu）泡沫塑（sù）料、彈性（xìng）體、塗料、黏合劑等（děng），在（zài）軌道交通（tōng）的防震減噪、防水、灌封等方麵（miàn）有著廣泛的應用[1-2]。

隨著（zhe）近年來高（gāo）速鐵路的快速發展，聚氨酯（zhǐ）防水塗料在高鐵工程項目中應用越來越廣泛[3]，《鐵（tiě）路混凝土橋麵防水層技術條件》中嚴格（gé）規（guī）定了直接用作防水（shuǐ）層的聚氨酯（zhǐ）防水塗（tú）料的拉伸強度≥6.0MPa，斷裂伸長率≥450%。本（běn）文基於這（zhè）一標準要（yào）求，探討了聚氨酯塗料中聚醚、異氰酸（suān）酯、交聯（lián）劑、助劑對聚氨（ān）酯防水塗料的影響，製備（bèi）了一種滿足標（biāo）準要求的高強度聚氨（ān）酯防水塗料。

1、試驗部（bù）分

1.1原材料

聚醚多元醇(DL-1000D、DL-2000D、EP-330NG)：工業（yè）級，山東藍星東大化工（gōng）有限責任公司;甲苯二異氰酸酯（zhǐ）(TDI)：工（gōng）業級，拜耳材料科技(中國（guó）)有限公司;氯化石蠟(52#)：工業級，南京榮基化工有限公司;煆燒滑石粉(1250目)：工業品，陽山縣華興精細（xì）微（wēi）粉廠;鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)：工業品，廣州市壯達（dá）化工有限公司;3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)：工業品（pǐn），湘園特種精細化工有限公司;辛酸亞錫(T-9)：工業級，上海雨田化工有限公（gōng）司;防老劑BHT264：工（gōng）業級，德國YOUNGING(洋櫻)集團。

1.2基本配方

A、B組分（fèn）的基本配方見表1。

1.3製備工藝

A組分：將聚醚（mí）DL-1000D、DL-2000D、EP-330NG按一定比例加入四口燒瓶中（zhōng），升溫至110℃並保持壓力在-0.085MPa以下脫水2h，降溫至80℃，加入TDI反應3h，降溫出料即可（kě）。

B組分：將氯化（huà）石蠟、DBP、EP-330NG、MOCA、滑石粉等按一定（dìng）比例分散好，加入到四口燒（shāo）瓶中，升溫至110℃脫水2h，降溫至50℃，加入T-12、BHT264攪拌均勻即可出料。

1.4主要儀器

電熱鼓風幹燥箱：DHG-9070，上海浦東榮豐科學儀器有限公司;低溫試驗箱：DX-40，天津港源試驗儀器廠;標準養護箱：JBY-30B，滄州（zhōu）科達路橋試驗儀器廠;電子萬能（néng）拉力試（shì）驗機：WDW-5型，廣州澳金工業自動化係統有限公司。

1.5性能測試

將A、B組分按質量比1∶1混合攪拌3~5min製膜，在標準試驗條件(溫度(23±2)℃，相對濕度(60±15)%)下（xià）養護並檢測。

性能測試按照TB/T2965—2011《鐵路混凝土橋麵防水層技術條件》進行物理性能測試。

2、結果與討論

2.1塗料主要性能（néng）檢測結果

按上述A、B組分基本配方合成高強度聚氨酯（zhǐ）防（fáng）水塗料，按照TB/T2965—2011進行（háng）物理性能測試，結果見表2。

表2檢測（cè）結果顯示（shì），該塗料各項物理性能指標均達到標準要（yào）求（qiú），而且性（xìng）能良好。

2.2NCO含量對塗（tú）料性能的影響

B組分配方（fāng）固定，製得NCO含量不同的A組分，與（yǔ）B組分（fèn）按質量比1∶1混合製（zhì）膜，檢測其（qí）強度和（hé）延伸率，結（jié）果見（jiàn）表3。

由表3可知，當NCO含量增加（jiā），A料中剛性鏈段增加，極性基（jī）團增多，易於形成氫鍵，塗膜後交聯（lián）密（mì）度增大，試樣較硬，拉伸強度則比較大。但剛性鏈段的增加（jiā）限製（zhì）了分子鏈在拉伸過程中的運動，使得塗膜後延伸率減小。為使塗料綜（zōng）合性能突出，試驗中A組分的（de）NCO含量（liàng）應控製在8.0%~8.5%。

2.3聚醚多元醇對塗料性（xìng）能的影響

在聚（jù）醚二元醇DL-1000D、DL-2000D物質的量比一定的條件下，不同的二元醇與三元（yuán）醇的物（wù）質的量比合成A料，保持預聚體中NCO含量不變，2種聚醚的物質（zhì）的量比對塗（tú）膜性能的影（yǐng）響見表4。

由表4可以看出，物質（zhì）的量比增大，塗膜強度減小，斷裂伸長（zhǎng）率增大。原因是聚（jù）醚二元醇以直鏈（liàn）為主，主要提升延伸性能，聚（jù）醚三元醇在與TDI反應時，起交聯作用，主要增加塗膜的強度。所以在配（pèi）方優選時，n(二元醇)/n(三元醇)物質量比控製在14~15，製得的塗料塗膜性能良好。

2.4B組分中固化劑MOCA含量對塗料（liào）性能的影響

MOCA可以在聚（jù）氨酯、聚脲類製品的生產中作為擴鏈（liàn）劑（jì）、固化劑使（shǐ）用。不同MOCA含量製得的B組分與NCO含量為8.0%的A組分按1∶1製膜，測得塗料塗膜性能結果見表5。

從表（biǎo）5可以看出，MOCA含量增加，反應加快，使得表幹時間縮短，拉伸強度增加，而斷裂延伸率（lǜ）則先增大後減小。原因是（shì）改性MOCA交聯劑中含有（yǒu）4個（gè）活潑（pō）氫（qīng）原子（zǐ），活性（xìng）高，反應後交聯密度大，且帶的苯環是屬（shǔ）於剛（gāng）性鏈（liàn）段（duàn），隨著用量增加，剛性鏈段增加，強度增強，斷裂延伸率則是增加到一定程度（dù）後開始下降，作為配方優選，MOCA含量應控製在12%~14%，製（zhì）得的塗料塗膜性能優（yōu）異。

2.5B組分中（zhōng）抗氧劑含量對塗料熱老化性能的（de）影響

聚氨酯防水塗料成膜後，在光和熱（rè）的作用下，分子中的部分直鏈和基團會分解斷裂，造成塗膜（mó）性能下降。在配方中加（jiā）入一定量的抗氧劑，能有效地減緩（huǎn）性能的（de）老化過程，目前聚氨酯塗料常用的抗氧劑是受阻酚類。B組（zǔ）分中抗（kàng）氧劑（jì）BHT264含量對塗料熱處理性能的影響見表6。

從表6中可以看出，隨著抗氧劑含量的增加，塗膜的熱處理強度保持率和熱處理延伸率都增大，使得（dé）聚氨酯塗膜的耐熱（rè）性能得到大幅提升，當增加到2.0%後，熱處理性能變化（huà）不大，作為配方優選，BHT264應控製在1.5%~2.0%。

2.6聚氨酯防（fáng）水塗料黏度變化對施工性能的影響

聚氨酯防水塗料在（zài）施工時，需將A、B組分按一（yī）定的配（pèi）比混合攪拌均勻後方可施工，A、B組分在混合後，就開（kāi）始反應，黏度隨時間而增大，黏度增大過（guò）快（kuài），將影響施工的塗刮性能。所以，在配方研製過程中，需要適度控（kòng）製反應的速度來控製塗（tú）料（liào）混合後的黏（nián）度（dù），使塗料具有更好的施工性能。通過調節催化劑的含量，室溫(25℃)下測試塗料在A、B組分混合後30min的黏度變化見圖1。

從（cóng）圖1中可以（yǐ）看出，催化劑T-9含量在0.05%~0.10%時（shí），A、B組分混合30min後，黏度在20000~30000mP·s，且黏度變化平穩，不會急劇增大，塗料的塗刮性良好。T-9含量大於（yú）0.1%後，塗料黏度急劇增大，不利於施工，所以在該體係中T-9含量應控製0.05%~0.10%。

3、結語

本試驗重點（diǎn）分析（xī）了NCO含量、二元醇與三元醇物質（zhì）的量比、MOCA含量、抗氧劑含量對塗膜（mó）性能的影響，還討論了催化劑T-9含量對（duì）A、B組分混合後黏度的影響。經測（cè）試（shì）結果對比（bǐ），該鐵路用高強度聚氨酯（zhǐ）防水塗料配比中，NCO含量為8.0%~8.5%、n(二（èr）元醇)/n(三元醇（chún）)物質的量比在14~15、MOCA含（hán）量在12%~14%、抗氧劑BTH264含（hán）量在1.5%~2.0%、催（cuī）化劑T-9含量在0.05%~0.10%時製得的聚氨酯防水塗料物理（lǐ）性能和施工（gōng）性能達到最佳。