聚氨酯防水涂料起源于上世纪60 年代,首先在美国、德国、日本等国家成功推向市场。我国于70 年代末期,由江苏化工研究所、山西化工研究院着手开发聚氨酯防水涂料,80 年代初期由江苏清江油脂化学厂实现工业化规模生产,当时的产品品种为非焦油型双组分聚氨酯防水涂料。1985年 1月,焦油型双组分聚氨酯防水涂料在上海成功研制,俗称“851”。但双组分聚氨酯防水涂料中使用的焦油、古马隆、沥青、石油树脂是焦化和石油行业的副产物,无法满足市场日益提高的环保要求。在此背景下,90 年代中后期,北京市场率先推出了湿固化型单组分聚氨酯防水涂料,后来广东科顺又推出了加水固化的单组分聚氨酯防水涂料,进入21 世纪,市场上又出现了潜固化型单组分聚氨酯防水涂料,形成了产品多样化的格局。单组分聚氨酯防水涂料日益为市场所接受,成功解决了几大问题:一是摆脱了双组分产品中焦油、古马隆、沥青、石油树脂等成分波动的困扰,提高了产品质量;二是给产品的环保性带来了有力保证;三是避免了双组分NH2/NCO 体系使用致癌物质MOCA 的困扰。但单组分聚氨酯防水涂料在近几年的发展中,也存在市场运行较混乱,设计、施工甚至生产方也无法正确认识的问题,故笔者在此根据个人认识对各类单组分聚氨酯防水涂料作一综述,不当之处请予批评指正。
1 单组分聚氨酯防水涂料的分类
目前国内防水市场有3 种类别的单组分聚氨酯防水涂料,它们外观无明显区别,都以单组分方式对外销售,主要是按照涂料固化成膜的机理来加以区分的。靠吸收空气中的湿气来与体系内的-NCO 直接反应而实现固化的,一般称之为湿固化型单组分聚氨酯防水涂料;而如果体系吸收空气中的湿气,然后水气先与潜固化剂反应,形成胺基(-NH2)及羟基(-OH),-NH2 及-OH 再与体系中的-NCO 反应形成脲基和氨基甲酸酯,生成物中不含CO2 气体,这一类就称为潜固化型单组分聚氨
2 湿固化型单组分聚氨酯防水涂料
2.1 预聚体的合成机理
主要是聚醚多元醇与异氰酸酯的反应,形成一定分子量的预聚体,反应式如下:2.2 固化成膜机理
主要是预聚体中的游离-NCO 与水反应,经扩链、交联形成大分子而固化成膜。
扩链反应: