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涂料文集

研究高铁用高强度聚氨酯防水涂料配方设计与制备

时间:2011-09-19 15:02:54 来源: 作者:爱卡 点击:
2.4A组分聚氨酯预聚体合成工艺的研究

依照以上的研究结果,要得到高强度、高延伸性的聚氨酯防水涂料,在配方设计中必须考虑使A组分中二异氰酸酯过量,以便过量的二异氰酸酯与B组分的固化剂反应以增加防水涂膜的刚性和极性,这样必然使A组分的—NCO/—OH值远大于2,一般该比值需达到4~5。为了保证能制得高摩尔质量的聚氨酯预聚体,采取二异氰酸酯分步加入的方法,可以兼顾A组分中高摩尔质量的聚氨酯预聚体和异氰酸酯同存。分别设计了二异氰酸酯一步加入和分步加入的方法制备A组分,并在相同配方下比较两者性能的差异,结果见表5。
 
表5 二异氰酸酯一步加入法和分步加入法的拉伸性能对比试验结果显示
 
表5二异氰酸酯一步加入法和分步加入法的拉伸性能对比试验结果显示,分步加入法的拉伸性能优于一步加入法。围绕以上思路和试验结果,将A组分的配方设计要点总结为:(1)—NCO/—OH值远大于2;(2)选用官能度大于2的高分子量聚醚;(3)TDI与MDI拼用;(4)合成分步进行。具体解释如下:

(1)—NCO/—OH值大于2能保证多余的二异氰酸酯以单体形式存在于A组分中,它能与固化剂反应生成较小分子以提供足够的刚性、极性而获取材料的高模量。

(2)选用高分子量的3官能团聚醚与聚醚二元醇拼用以获得分子量足够大的、且为支化结构的聚氨酯预聚体,同时考虑两者的协调。

(3)聚氨酯预聚体的合成以使用TDI为主,因为TDI的反应活性高于MDI。而单体形式以MDI为主,因为MDI的刚性更大。

(4)聚氨酯合成中二异氰酸酯的加入以分步加入的方法进行,这样可保证A组分在生成所期望结构的聚氨酯预聚体基础上含有过量单体,否则若一次性加入则难以保证聚氨酯预聚体分子链足够长。

2.5典型产品的主要性能指标

所研制的典型高强度聚氨酯防水涂料由上海市建筑材料及构件质量监督检测站测试,性能及其与标准对比见表6。
 
表6 产品主要指标与标准对比
 
注:①铁道部科技基函[2005]101号《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》修订稿。

3结论

(1)提出“单位基团当量”这一概念,作为设计配方的依据,并证明A、B组分接近等当量且A组分单位基团当量略微过量时,性能最佳。

(2)预聚体的配方设计应使—NCO/—OH值远大于2,合成中二异氰酸酯分步加入,所制得的双组分聚氨酯防水涂料的综合力学性能较好。

(3)采用优化的配方及制备方法制备出双组分聚氨酯防水涂料,其性能特征为高强度、高延伸、无溶剂,属高性能环保产品。经权威部门检测,性能达到并超过“客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件”中所规定的指标。

 
关键词: 研究高铁高强度
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