高铁用高强度聚氨酯防水涂料配方设计与制备

    进行了高铁用高强度无溶剂聚氨酯防水涂料配方设计、制备工艺和性能的研究，提出以“单位基团当量”这一概念作为配方设计的依据，并分析了高强度聚氨酯防水涂料性能与结构的关系。研究结果表明，双组分聚氨酯防水涂料配方设计时，A组分的单位基团当量应略大于B组分的单位基团当量；A组分中—NCO/—OH值应远大于2；聚氨酯预聚体合成中的二异氰酸酯以分步加入为宜，如此能使聚氨酯防水涂料既有较高的模量，又具有高弹性，最终体现出高强度。　　关键词：高强度聚氨酯防水涂料；配方设计；单位基团当量；制备工艺　　中图分类号：TU56+1.65文献标识码：A文章编号：1001-702X（2011）05-0072-04　　铁路线主要由路基、桥梁和隧道组成，由于高铁、客运专线的运行特点，桥梁占线路比例大幅增加，已超过50%。在桥梁混凝土桥面设置防水层，可以有效阻隔水渗入桥面板结构内，减缓混凝土的老化及桥面板内钢筋锈蚀，从而达到提高混凝土桥结构耐久性的目的。所以桥面防水是混凝土桥梁工程中的一个重要组成部分[1-2]。　　本课题是根据铁道部科技司于2007年4月5日发布的科技基函[2005]101号《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》修订稿的要求，而进行高速铁路专用高强度聚氨酯防水涂料的研制。同时提出高强度聚氨酯防水涂料配方设计的一些基本思路和依据，试图对行业研究人员的开发研究工作提供参考。　　1试验　　1.1主要原料　　聚醚220、聚醚3050、聚醚330N，工业级，上海高桥石化公司；甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，工业级，进口；3，3''-二氯-4，4''-二氨基二苯基甲烷（MOCA）、邻苯二甲酸二丁酯、氯化石蜡、消泡剂，工业级，上海台安工程实业有限公司；辛酸亚锡，工业级，上海诺泰化工有限公司；滑石粉，工业级，上海双达化工有限公司。　　1.2高强度聚氨酯防水涂料制备工艺　　聚氨酯预聚体组分的合成：在四口烧瓶中加入聚醚220、聚醚3050，减压至-0.09MPa，加热到（120±2）℃，真空脱水1h。然后降温至70℃左右，一次或分步加入二异氰酸酯，温度控制在（83±2）℃，反应2～3h。反应完成后，降温并真空脱泡30min，出料，即得聚氨酯预聚体，简称A组分。　　固化剂组分的制备：在四口烧瓶中加入聚醚330N、3，3''-二氯-4，4''-二氨基二苯基甲烷、氯化石蜡、滑石粉，搅拌分散均匀，加热到（120±2）℃，减压至-0.09MPa，真空脱水1h。然后降温，加入邻苯二甲酸二丁酯、辛酸亚锡、消泡剂，混合分散，待降至室温后出料，即得固化剂组分，简称B组分。　　1.3性能测试　　拉伸性能、固含量按GB/T19250—2003《聚氨酯防水涂料》测试；动态力学性能采用DMA2242C动态力学热分析仪（德国NETZSCH公司）测试。　　2结果与讨论　　2.1设计配方的基本思路与依据　　双组分聚氨酯涂料一般可采用m（A组分）∶m（B组分）为1∶1、1∶2、1∶3等不同配比来进行2个组分的混合。为使A组分的—NCO与B组分的—OH、—NH2等反应基团基本等当量反应，以获取最大的交联程度，需按不同的配比要求计算并确定生产配方，这在实际操作中有所不便，而且实际生产配方往往是通过范围较大的配比试验来获取，费时费力。而高强度聚氨酯防水涂料对于A、B组分的匹配要求更高，得到双组分配比的设计基准更加重要。

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