防水用聚脲与聚氨酯涂料的异同点

防水用聚脲与聚氨酯涂料的异同点比较了用作建筑防水涂料的聚脲与聚氨酯的并同，介绍了聚脲和聚氨酯施工应用时不同基层情况下底涂剂的选用，并对聚脲和聚氨酯的发展方向作了讨论。聚氨酯(PU)作为一种高分子材料，用途很广，如粘合剂、密封胶、涂料、保温材料、填充材料、发泡材料、工程塑料、橡胶制品、纤维等等，建筑防水行业应用的最多的聚氨酯材料是聚氨酯防水涂料。近几年出现了聚脲(PUA)防水涂料，逐步为人们所熟悉。聚脲防水涂料与聚氨酯防水涂料有何相似点，又有何相异点，则是本文要着重介绍的。1聚氨酯与聚脲分子结构上的异同点聚氨酯是由含端异氰酸酯(一NCO)化合物与含多羟基化合物经过化学反应，形成具有氨酯键(一NHCOO一，又称氨基甲酸酯)的高分子材料。一NCO+H0一→一NHCOO一该反应需要一定的温度．并且需要催化剂。其所形成的高分子材料固化成膜后，高分子链上含有多种化学键，如：碳碳键(一C—C一)、醚键(一0一)、酯键(一COO一)、氨酯键(一NHCOO一)，也含有少量脲键(一NHCONH一)等。聚脲是含端多异氰酸酯(一NCO)与端多元胺(包括树脂和扩链剂)反应所形成的具有脲键(一NHCONH一)的高分子材料。一NCO+NH2一→一NHC0NH一它无需催化剂，也不须加热即可迅速反应。喷涂聚脲(SPUA)需加热，以调节粘度，便于均匀喷成膜其固化后高分子链中含有碳碳键(一C—C一)、醚键(一O一)、脲键(一NHC0NH一)、酯键(一COO一)、氨酯键(一NHC00一)等。1．1相同点1)聚氨酯固化成膜后和聚脲固化成膜后，分子链中所含的化学键种类是相同的或相似的。2)无论是聚氨酯还是聚脲，必须先制成含端基为异氰酸酯的预聚体或半预聚体或齐聚物。也有人将聚脲称为一种特殊的聚氨酯或高力学性能的聚氨酯。1．2不同点1)尽管聚氨酯和聚脲固化成膜后，所含化学键的种类相同或相似，但聚氨酯橡胶膜中对其物理性能起关键作用的官能团为氨酯键，而聚脲固化后对其性能起关键作用的官能团为脲键。在聚氨酯和聚脲中都会有氨酯键和脲键，但由于在聚氨酯固化后的橡胶膜中，氨酯键数量大大超过脲键，其性能主要由氨酯键所决定：而聚脲固化后的橡胶膜中脲键的数量超过氨酯键数量，其性能主要由脲键所决定。2）脲键强度大大超过氨酯键强度，并且脲键很稳定。3)对于市场上常见的喷涂聚氨酯(脲)或称杂合聚脲(hybride)，存双组分巾除采用氦聚醚以及端氨基扩链剂外，还有羟基类物赝(如聚醚、聚酯等)以及催化剂。杂合聚脲中氦类物质的量存交联『占1化剂中臆在20％～80％，如果低：20％则称为聚氨酯。4)单组分聚氯酯田化过程中，1个水分子消耗2个NCO，产牛1个l脲键，分予结构中氦酯键的数量仍大大超过脲键数量，其力学性能远低丁单、双组分聚脲(包括杂合聚脉)。即使加入潜伏性同化剂，氨酯键仍然大于脲键数量常的潜伏性同化剂为羟基和氨基同时封端化合物，解封，与NCO(异氰酸酯)反应形成氨酯键和脲键=潜伏性同化剂只过抑制CO2，气泡的数壁，抑制肉眼可见泡孔的产生．．相当部分的NCO还是靠水分反应形成脲键．只不过所产生CO2，的速度和数量大大减少，形成孔。交联点有脲键．也有氨酯键。铺5溉)蓄市场上常依见的双组湖分刮涂聚寿脉实质上贡为聚氦梳酯医(撕脲接)掩即杂合聚截脲甚至，覆一些所谓烧的舣组分缸副涂聚脲掠其氨类同狐化刹低甚于途2料0舱％．实际着为聚氨酯鞭。西6厨)梅对了双组阔分聚氨酯椒．弓B昆组分中如腊果加入任盗何端氨基犯物质，而签只仃多元碗醇类物质盘，两背混帽合后，同四化后的橡面胶膜中主世要氨酯键香但仍然含脆有做少量北脲键。因切为有催化池剂存在时淋水分与羟谣基存在竞仅争反应，庸水分消井耗辉NC汽O网后，形成坡极少量脲踏踺。劳7可)熔单组分聚召脲必须对尺端氨基物怀质物(死包括扩链衔剂、树功脂任)誓进行封端俭，并且封漫端要完全扔，更不能聪加入含有摔羟基的物背质，也不酱能加入封头端的羟基诉物质、否即则，在同黄一系统中惩很快凝胶粱。煌8米)隔双组分喷睡涂聚商脲偶(SPU解A扫)押，版A刺组分为含燃有柳NC舒O阀的齐聚物腰或半预聚引体盯，除R产组节分财(飞B阻组衔分甩)乞为含氨类败物炼质机(塞树脂、扩棋链拴剂激)酸的混合物廊，不能加箱入骅基物砖质和催化柄刹。这是资国际聚脲罪发展协世会倘(PDA锯)雁的最新定龙义。传统顺定义招是菌R允组撞分尽(撇B两组伐分集)酿中氦类物智质的量要林超寻过呼8裁0寻％，允许漫有低秃于臣2订0踢％的羟基吗类化合址物樱(上聚醚、聚珍酯厚)宜存在。浇2储单双组分完聚氨酯、朴聚脲的固紫化机理与庄物理性能些2卷．担1幸同化过程禾同化过程聋就是交联霸反应过程购，对于双赖组分聚氨炭酯：设同化过程地均发生了瞒化学反应胞。双组分摊聚氨酯交胳联后，交户联点形成俊氨酯键；孙单组分聚典氨酯、单歼组分聚脲槽、双组分刷聚脲同化肥交联后交解联点均形味成了脲键湿。但单组相分聚氨酯骗只昂有沉1是个脲键。炉双组分聚智氨酯反应洁过程中极城少量的水砖分也差会册NC技O丙反应，产炉生极少量抄脲键。醒2期．皆2施影响性能胶的化学键爪以二官能匹分予为例摆．交联后亚分子中交个联点形成婶的主要化掘学键如取表海l喝所示。伯如前述．嘉单组分聚袄氨酯在交密联同化过晨程中，在标水分作用寺下陵2哗个精NC右O膜产岗生碰1枯个肌CO奋2式分子，生进成侍1换个脲键而絮组分聚脲舌在交联固竟化过程中汉，在水分贷作用下，汗解除封闭弄的胺基，蝴形书成张2估个脲键。熟正是由于锦单组分聚刃脲和双组骡分喷涂聚胃咏在交联普后交联点朴上形丸成显2枣个脲键，杠其本体证芦度大大高军于聚氯酯鹿。而单组巴分聚氨酯歼交联后形姨成蓄了掩1爸个脲键，渡其强度低悟于具床有疗2携个脲键的天聚脲，另桐外反应产港生鸦CO殊2尸气泡也是铲造成强度似低的一个皂原因。双诸组分聚氨纷酯固化后写形成久了屯2不个氨酯键皇。气上述为一胶种理想状捧态，实际次交联反应索要复杂得助多。聚脲军中有扩链叔剂，聚氨赏酯中也可猎有扩链剂叨，扩链剂弟均参与反获应另外在图高温潮湿州环境下，午还有水分胸参与竞聚刚反应。反钥应过程中妖所选用原炭料型个号赌(立型号不同堪，分子结受构不灭同胡)脑、分子链给大小以及方扩链剂甚轰至包括施滚工过程等俱，对同化叶后的橡胶壶膜结构和菜性能均有府影响。倒2译．萝3策聚氨酯与议聚脲的力邻学性能对彩比抵聚氨酯和伶聚脲交联债后形成的毛氨酯键、梨脲键在数备量上的差浮异，影响塔了其力学讯性能，其届中最为关连键的两点邻是拉伸强械度和断裂涉伸长率，刃见嫌表处2蒸。艺以上为市怖场常见产虹品的力学惩性能指标樱。但拉伸叮强度和断冬裂伸长率旧与产品设功计时选用欣的原料分响子结构种很类、分子蚕大小、官着能度、辅漫助材料等构有很大关爬系，其变见化也很大隆。燕表危3录为某公司核的不同型晶号单组分曾聚脲和双位组分聚脲这的力学性超能对比。假通常情况己下，聚脲隙的强度越洒高，其延贪伸率相比术之下会降粉低。用于瘦室外防水底工程的聚旨脲，拉伸拔强夕度纸5奸～谅20MP旷a设、延伸还率架40远0猴％以上较蔑为合适依童不同应用搜部位可选斤用不同强欢度值。聚独脲拉伸强船度大蚂于柴10MP拖a忌以上可用友作保护性昆材料，如女耐磨地坪蜡。保护性看材料应该絮具有抗紫涉外线功能据，即用于抱室外暴露还。紧2削．心4衣脂肪族和星芳香族产坛品絮无论是聚信氨酯还是神聚脲，采艺用芳香族誓异氰酸酯绑如例TD椅I骂、宅MD靠I监均不能长膏时间抵抗材阳光下紫谜外线照射命。芳香族跌聚氨酯用蔑于室外而援无保护层植时，聚合近物易降解膀，产品表再面粉化。君聚脲因其文强度很高免，并且脲碧键稳定，导使用过程相中强度变舟化不太大慎。但因聚绳脲含芳香哨族基团．路也会变色劈。因此．演对于室外洁暴露型的姿防水层，泛如果采用逗芳香族聚敌脲且颜色求调成浅色绞．如白色翁、浅兰色良、浅灰色益等，其在假阳光暴晒充作用下，货易于变色痒。因此一秘些生产厂寻商将芳香筐族聚氨酯赚和聚脲设狱计成黑色傍、深绿色垮、褐色以占便颜色变袄化不易被如辨认出。吃采用脂肪戴族的聚氨飞酯或聚脲爪，则不会焦发生颜色针变化。即园便设计成浮单组分透怕明或白色压聚脲，它圣也基本不怖变色。因记为脂肪族桃聚脲具备啦抗紫外线散能力，其情用于室外起无需保护佩层。快3丹关于施工者应用中的桨底涂剂慌建筑防夫水愤T于程中大多威数基层为董混凝土．钻混凝土表爪面到底需佳不需要底液涂剂处用理物?丧混凝土为费多孔性材雷料，实际吴情况非常素复杂。这们里有一个颗现场实际畅施工作业哨问题。通骑常要求混热凝土基层吵结实、平抹整、排水萌坡度合理记、表面干拢燥。对于底达到上述忌要求的混觉凝土，作清业人员施窃工处理问策题不大；嫂但对于高菜含水率混艘凝土表面下的施工，响尤其是潮靠湿基面施捡工，往往宁会有一些肯问题。事舱实上，可偏对混凝土要含水率作脏如下分级号：胸<寇5犬％．干燥忠：叔5禽％陷～掠1甜O喘％，一般大；骡1望0羊％屿～得1侍5傅％，常见善、潮湿额；留>1修5瓣％，十分顾潮湿。对荐于不同含狂水率混凝衣土表面的言处理应是按不同的。肢对于含水恨率小防于孕5统％的混凝古土表面，盖施工聚氨胁酯和单组宫分聚脲可棋以不用底副涂剂处理健，聚氨酯把和单组分刻聚脲涂布挨后有足够贺的时间浸鼠润其表面窜毛细孔中犹：双组分玩喷涂聚脲业要用底涂兽剂。对于赚含水率大姻于沸5规％的混凝严土无论是苹施工聚氨唱酯还是聚虏脲都提倡裹使用底涂暑剂。含水兼率高多于哑l词0禽％的混凝假土，如果毒不用底涂狗剂，涂膜毛固化形成抢橡胶膜后侵，水汽雕配以通过防月水膜，水哄汽压力越光米越大，漏最高压力颠可达纹到昆0悉．傍6MP钻a应，肜成气蓄泡起鼓。崖不同的底凉涂剂，适哨于同的幕才层和含水掌牢，如云表靠4汉。列底涂剂不搭要求涂抹石过多，而眉要求涂遍欠涂到，小弃要漏涂．论．而最重畜要的足对僚基材要有辣化学粘结竹：如果只纹有物理粘御接，用在豪潮湿混凝这士上，存颜水汽压力蔬下易于起弓鼓通常所困说物理粘棒接，就是矛底涂剂与级基层表面绕只有分子净间作用基力熄(瞒范德华辞力乏)吵和氢键，尚作用力较颠弱而化学国粘结，是贪底涂剂与国基层彤成社化学键或窑部分化学伐键础(拖当然也有稍范德华帆力句)五，作用力蕉较大。因平此在底涂偶剂与混凝返土之间形滑成化学键致或形成部刑分化学键鸽是非常重此要的，存颈底涂剂的读分子设计种时应量考双虑到这一装点。炎4序几点讨论意4疲．体1虫用于建筑屋防水的聚樱氨酯防水齿涂料和聚咐且敏琦甜{惕防水涂料汽均是一类雨含有异氰显酸酯，经远交联固化仿后成为橡造胶的高弹冈性防水材背料。聚氯恩酯的物力算学性能主毛要由交联候固化后分取子中氨酯衬键昕决定旦，而聚脲阅的物理力且学性能主迫要由交联游同化后分扒子中的键掌昕决定：垃因脉键稳死定．强度鼠大于氨酯弱键，故聚萄脲的拉伸炊强度大大拍超过聚氨诞酯的强度堡有人认为爪纯聚脲无统论单组分刷聚脲还是己双组分聚惑脲其同化远后橡胶中换不含氨酯厉键，只含尤有脲键，瓦这是一种腿错误的理牵解。因为眉聚脲预聚肺体中也含植有氨酯键纺，只是脲横键性能从退根本上决龄定了聚脲委的物理性兆能。幼纯聚脲无姜论是单组赌分还是双掠组分．涂乖料中是不过含羟基物裹质的。另警外，分子酒种类、分阳子链长短猾对聚氨酯剧和聚脲的芽性能影响困也很大。叹4荐．艇2敌聚氨酯防阿水涂料应蕉该继续发跪展。应陔杯由低档向率高档发展杀。当前市兴场上常见把的单、双宵组分聚氨铸酯中．大刺多加入增酿塑刹、废近油、填菊料夏(欺矿物填料箩或沥括青雕)扛，造桂成聚氨酯鉴涂料中有吵效高分子女含量偏低欣。过多加东入增朝舌剂愤(挎含废斧油禽)秘，大大降句低了聚氦鸭酯涂料的还粘附力以彻及与混凝桨土、砂浆归表面的附尝着力，造翁成起鼓、兴空鼓。高茫品质的聚哗氨酯是小色加入废油猪、矿物粉贤料的，其身耐久性应于在列l盯0论年以上。璃加入废油未和过多粉遭料的聚氯扰酯涂膜，宪如果长期抄浸水，橡独胶膜中粉怕料与高分扶子发生相喇分离，耐的久性降低绣另外，聚尖氨酯应朝糖高耐候性术方向发腱狂、芳香族炸类聚氨酯萍防水涂料脱不耐紫外也线，限制丝了其在室尚外的使用仅。如果采毛用脂肪族最异氰酸酯性与聚醚反砌应制备聚炼氨酯．可紫得到更好汪的耐候性槽，可于室址外使用。饭4逝．矿3搞聚脲作为幸一种新型龄的防水涂孔料，在建萝筑防水工河程缴}齿有着广泛载的应用前箩景挺。蜜①舌双组分喷像涂聚脲通串过专用喷餐涂机具涂灿在基面上日，反应速纠度快，几扭秒钟至几湖十秒钟很庙快凝胶．丰几分钟即蔬表干。快零速固化是总其显著优咽点之一，眨但基层处柱理要求高岸。涂料同资化速度很拐快，对基凳层浸润时抽间较短，谋因而涂膜中对基层的撞粘结力受污基层条件鞠的影响很态大，要求吸基层坚同症、结实、贞平整，喷悄涂面为连颂续平面或两连续曲面呜，在确定揉基层含水旅率后，应造选用合适漂的底涂剂蠢处理基层顿混凝土疮。宰②牺单组分聚呢脲无需机储器施工，围可直接用难人工滚涂惯和刷涂。厌单组分聚赢脲同化相崭对双组分桃聚脲慢．可表干时间庆约浅2案～触4桃h志，固化时瓦间铜需添l段2口～斧24博h边冈固化较级慢．冈而杏其对基层罢浸润时间挥较长，对右基层的粘劫结力较好忽。考③悉在实际施衬工操作中管，双组分洞喷涂聚脲注和单组分飞涂膜聚脲丑可以用作腹耐久年限存要求长的因高等级防什水工程中剂，并可相肯互补充。标对于垂直山立面，双吵组分喷涂巴聚脲和单及组分聚脲报非下垂型瞧均可使用唐。对于水肥平面，双区组分聚脲沈和单组分虎聚脲浮施梦T鹅时，可根专据面积大执小以及人幕员确定工般效，然后背作出选择炼。一蒙台剥Grec此o旅—杨Gusm估erH2聋0受／稠3冈5剥喷涂机，扣一般博需漠3仍～脆4起人协同作豪业，一人肆负责喷枪幕，涛1核～禾2去人负责管冲道旅，言1随人负责机迎器。每天飞可喷羊涂崭80迹0扛～具1600丹I跟／胸1熊。单组分占聚脲可直疏接将液体宋倒于地上嘴，用带定矛位高度刮畅板刮平即总可，其具灵有自流平燕性能匪，灵4此人平均每仍天可涂板布霞100烧0坝～停2000刃I删／庆1枝平面面积祖。对于特娱殊区域，蓝如细肉部犬(烟阴角、管扔根输等牺)僚以及双组崇分喷涂起赠鼓需维修兴部分．用粥单组分聚层脲来修补喂非常方便毯。正4燥．沿4秃关于潮湿示混凝土基主面上的应朋用养。迅①迟聚氨酯和降聚脲应用遍在非常潮创湿的混凝申土表面上价，应使用姓特殊底涂棕剂。但无岔论使用何而种类型底装涂剂，要背想从根本糖上解决粘孝结后不起乔鼓问题，抓必须解决贼两个问题朱，一是底鸦涂剂与潮轨湿混凝土雨实现粘结麻，而不仪兵仅是物理腔粘接，尽迹量实现化季学粘结：梯二是底涂志剂在表面登成膜后，桂水汽透过严率要低。箱做到了这怒两点，无悼论是聚脲尼还是聚氨婶酯在该底六涂剂表面尘固化成膜良，效果均礼会大大提筛高乒。疑②碌关于固化普后起鼓、者起泡。聚珍氨酯、聚控脲施工后狸引起鼓包宁有几种：料一种是空取气泡，涂软料在混合目搅拌均匀缩时带人空泼气泡，混汗凝土里层韵及表面孔奉隙含空气凭；另外，含施工涂布时时，带人翠空气，涂好料表面表土干或固化浸后，形成雄鼓包。第房二种是材群料在同化厦过程中产拥生岗CO咬2傅，尤其是抢聚氨酯，汽聚氨酯在吐高温、高拴湿环境下偶，因逸焰出混CO膝2耍速度不及辈反应生椅成杠CO倾2态：速度，舟故产生气子泡。第三误种是水蒸佩气气泡，店此种情况惹最为常见赚，实际情互况是在同拴一个泡包东内，既有纺空气也有退二氧化碳先，更多是妄水汽。就酒材料而言册，无论是煎聚氨酯还参是聚脲，给产品研发糊设计人员孟应控出制姐NC麻O肠含量以略及肉NC讽O迎与固化剂肿的比例。系潮湿面施青工产生鼓驰包是最常凳发生也是党最头痛的怠现象，冈愁此一定要均选择合适排的底涂剂反。底涂剂棍选用得当旅，完全可废以解决潮捆湿面施工庄鼓包的问燥题。目前觉市场上多慈数采用环休氧树脂底粘涂剂．但亦不同品种孔的环氧树神脂差别是腔很大的。沉钢板没有堪气孔，非损常平整，驶普通