环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究.docx

环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究褚建军，沈春林，康杰分（苏州中材非矿院有限公司 防水材料设计研究所，江苏 苏州 215004）摘要：详细阐述了单组分、双组分两类水固化聚氨酯防水涂料产品的分类、组成、合成原理、固化成膜机理、生产工艺、原材料、影响质量因素、产品特点及其应用。介绍用水代替莫卡（MOCA）作聚氨酯防水涂料成膜固化剂的新工艺。环保型水固化型聚氨酯防 水涂料，不仅可用于室内、地下室，还可潮湿基面施工，性能较其它同类产品优异。关键词：聚氨酯防水涂料；水固化；环保型；固化剂中图分类号：TU56+1.65文献标识码：A文章编号：1001-702X（2012）04-0001-06Development of environmentally friendly water-curing polyurethanewaterproof coating and its performance researchCHU Jianjun，SHEN Chunlin，KANG Jiefen（Waterproof Material Design & Research Institute，Suzhou Sinoma Design & Research Institute of Non-metallic Minerals Industry，Suzhou 215004，Jiangsu，China）建筑防水行业“十二五”发展规划纲要（征求意见稿）里，在产品发展方向上提出“重视发展高性能、多功能聚氨酯防水涂 料”。从而极大地推动了聚氨酯防水涂料在全国的推广应用和 健康发展。随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们开始更重 视环保和身体健康。国家和地方行业主管部门对含有煤焦油 和挥发性有毒害有机溶剂的聚氨酯防水涂料采取了强制淘汰 措施，并禁止使用焦油型聚氨酯防水涂料。而聚氨酯防水涂料 中普遍使用的交联剂是莫卡（MOCA），该物质外观为白色至 淡黄色结晶粉末，有毒及致癌倾向，亦有燃烧和爆炸危险；加 热到 200 以上或燃烧时，该物质分解生成含氯化物和氮氧 化物等有毒和有腐蚀性烟雾。1998 年，美国政府工业卫生学 家会议将该类物质确认为可疑人类致癌物，已引起人们的关 注，且 MOCA 价格昂贵。1978 年，江苏省化工研究所开发成功 双组分水固化聚氨酯防水涂料生产技术。进入 21 世纪，广东 科顺推出了现场施工加水固化的单组分聚氨酯防水涂料，形 成了单、双组分的水固化聚氨酯防水涂料的生产体系。水固 化、无溶剂、非焦油型聚氨酯防水涂料日益被市场所接受，并 且水固化型聚氨酯防水涂料以水为固化扩链剂，符合生态发 展和环境保护要求，成功解决了 MOCA 固化体系不能在潮湿 基面施工及双组分 NH2 /NCO 体系使用 MOCA 被认为对人有 致癌的危险的困扰。但水固化聚氨酯防水涂料在发展过程中 也存在市场混乱，假冒伪劣充斥市场，设计、施工甚至生产企0概述在我国防水涂料中，应用范围最广、用量最大的是聚氨酯防水涂料。自 20 世纪 70 年代末在我国开发生产以来，30 余 年间尤其在 90 年代得到迅速发展和广泛应用。聚氨酯防水涂 料产品应用量是仅次于改性沥青防水卷材、自粘防水卷材，列 为第 3 位。1989 年建设部对全国防水材料市场进行了整顿和 调查，确认聚氨酯防水涂料为可信任的防水材料；1990 年建 设部将聚氨酯防水涂料列为“八五”计划重点推广项目之一， 制定了 JC/T 50092聚氨酯防水涂料，并于 1993 年开始实 施；1998 年建设部将非焦油型聚氨酯防水涂料列为全国住宅 推荐产品 13 种防水材料之一；2007 年 6 月 14 日建设部发布 了 659 号十一五技术公告，将聚氨酯防水涂料列为重点推 荐的防水材料；国家化学建材“九五”计划和 2010 年发展规划 纲要及“十五”计划和 2015 年发展规划纲要都把聚氨酯防水 涂料列为重点发展品种。聚氨酯防水涂料产品标准也由 JC/T50092（96）聚氨酯防水涂料，提升到现在的 GB/T 192502003聚氨酯防水涂料。由中国建筑防水协会编制的中国收稿日期：2012-02-08作者简介：褚建军，男，1962 年生，江苏苏州人，高级工程师，从事防水 材料研究。 1 N EW BBB UILDD ING MA TTEERIIALSS褚建军，等：环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究业也不能正确认识的问题。1水固化聚氨酯防水涂料产品分类及组成目前，市场上水固化聚氨酯防水涂料按销售的组分，分为 单组分和双组分水固化聚氨酯防水涂料。单组分水固化聚氨酯防水涂料施工时只须现场加入 520的水，搅拌均匀后即可涂刷。它是由异氰酸酯（MDI、 TDI）和聚醚多元醇反应生产的高分子聚合物预聚体、液体填 料、粉填料、潜在气体吸收剂和助剂等组成的混合物。由于现 场施工加水，把现场加入的水也可作为 1 个组分，所以单组分 水固化聚氨酯防水涂料也可看作双组分水固化聚氨酯防水涂 料的一种形式。双组分水固化聚氨酯防水涂料系 2 个组分，按比例分开 包装，其中 A 组分为由异氰酸酯（MDI、TDI）和聚醚多元醇反 应生成的高分子聚合物预聚体，其端基含有一定量的异氰酸 根（NCO）；B 组分是固化系统，含有水（H2O）、粉填料、液体 填料、二氧化碳（CO2）吸收剂、多种助剂等原材料所组成的混 合物。其中水（H2O）是需要与预聚体中异氰酸酯（NCO）交 联反应而存在于 B 组分中的交联剂（固化剂）。施工时，将 2 个组分按一定比例混合，搅拌均匀后涂刷施工。2水固化聚氨酯防水涂料预聚体合成机理水固化聚氨酯防水涂料不论双组分还是单组分，均先要 合成为一定分子质量的预聚体，就是将聚醚多元醇与异氰酸 酯先在一定温度条件下先聚合成为氨基甲酸酯并含有过量异 氰酸酯的混合物。聚醚多元醇与异氰酸酯生成氨基甲酸酯的 反应式见式（1）。见式（4）。RNCO+RNH2快（4）RNHCONHR由于 RNH 与 RNCO 的反应比水快，故上述反应可2写成式（5）。2RNCO+H2O（5）NHCONHR+CO2由上述反应过程可见，水直接参与了整个聚氨酯成膜过程中的聚合反应，1 个水分子可与 2 个NCO 基团反应。在这 里水即可看作是一种扩链剂或固化剂，可代替价高的 MOCA， 使分子链增长，形成聚氨酯涂膜。异氰酸酯（NCO）与水聚合反应过程会产生 CO2，而产 生的 CO2 除部分穿过涂膜表层，向大气扩散外，留在涂膜中 的 CO2 还得通过 CO2 吸收剂来吸收，否则在涂膜中会形成气 孔，影响涂膜性能。但双组分与单组分产品的 CO2 吸收机理 有所不同。双组分水固化聚氨酯防水涂料中 CO2 吸收剂是在生产 过程中直接添加在 B 组份中。当 2 个组分混合后，聚合反应 过程中产生的 CO2 由 CO2 吸收剂直接反应吸收掉，储存于涂 膜中，形成致密的涂膜。而单组分水固化聚氨酯防水涂料中 CO2 吸收是依靠在 产品中的添加潜在气体吸收剂，通过与加入的水反应产生 CO2 吸收剂，从而达到吸收 CO2，贮存于涂膜中，形成致密的 涂膜。其反应过程如下1：潜在气体吸收剂+H2O无机水合物+CO2 吸收剂2RNCO+H2ORNHCONHR+CO2CO2 吸收剂+CO2无机盐（6）（7）（8）反应式（6）的速度比反应式（7）快得多，也就是说会先发生式（6）反应再发生式（7）反应，因此按式（7）反应产生的 CO2 气体会及时被式（6）反应所生成的 CO2 气体吸收剂所吸收， 形成致密的涂膜。2OCNRNCO+HO OH（1）OCNRNHCO OCNHRNCO水固化聚氨酯防水涂料主要原材料OO43水固化聚氨酯防水涂料固化成膜机理不论单组分还是双组分水固化防水涂料，其成膜机理均 是异氰酸酯（NCO）与水（H2O）在催化剂的作用下发生化学 聚合反应而固化成膜。其整个反应过程如下。预聚体中的异氰酸酯在催化剂的作用下与水反应，首先 是生成氨基甲酸，见式（2）。4.1单组分型聚醚多元醇（M=20005000），异氰酸酯：TDI（80/120）、 MDI50，增塑剂，潜在气体吸收剂，催化剂，颜料，液体填料，粉 填料，多种助剂等组成。4.2双组分型A 组分（预聚体）：聚醚多元醇（M=20005000），异氰酸 酯：TD（I 80/120）、MDI50，增塑剂，稳定剂等。B 组分（固化系统）：液体填料，粉填料，颜料，气体吸收 剂，消泡剂，分散剂，催化剂，水等。慢（2）RNCO+H2ORHNCOOH氨基甲酸是一种不稳定的产物，即分解成二氧化碳及胺类物质，见式（3）。快（3）RHNCOOHRNH2+CO2水固化聚氨酯防水涂料产品质量5而胺类物质一产生即与异氰酸酯继续反应，生成取代脲， 2 新型建筑材料20124=褚建军，等：环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究水固化聚氨酯防水涂料产品质量，按 GB/T 192502003进行检测。根据树脂（预聚体）含量及配方组成的不同，其单组 分、双组分水固化聚氨酯防水涂料的产品质量可以分别达到 或超过 GB/T 192502003 所规定型、型的产品要求。单组分涂料制膜时向涂料中加入 5%的水，经搅拌均匀 后，分 23 次制得厚度为（1.50.2）mm 的涂膜，经过 168 h 标 准环境养护后测试性能。值得一提的是，因为外加 5%20%的 水，水主要被填料及潜在气体吸收剂吸收，大部分水最终停留在涂膜中，形成气体吸收剂和结晶水，所以固体份比原涂料的 要高。双组分涂料制膜时按 A、B 2 个组分以 1（ 23）的比例经 搅拌均匀后，分 23 次制得厚度为（1.50.2）mm 的涂膜。经 过 168 h 标准环境养护后测试性能。也可采用一次制得厚度 为（1.50.1）mm 的涂膜，但要注意赶气泡，避免影响涂膜质 量，经过 168 h 标准环境养护后测试拉伸性能。水固化单组分、双组分聚氨酯防水涂料产品的主要性能 指标见表 1。表 1 单组分、双组分聚氨酯防水涂料产品的主要性能指标图 1 单组分水固化聚氨酯防水涂料的生产工艺流程6.2双组分水固化聚氨酯防水涂料生产工艺A 组分（预聚体）生产工艺（见图 2）：先把组合聚醚、增塑 剂投入反应釜中，升温至（1055），在 0.08 MPa 以上的真空 度脱水 1 h。然后冷却至 80 以下加入稳定剂，混合均匀后， 加入 TDI（80/20）MDI50，再在（802）恒温反应 2.53 h，然 后在 0.08 MPa 以上的真空度状态下边脱气泡边冷却至 60 以下，即可出料包装。出料时先回料一部分搅拌均匀即可。单组分水固化涂料双组分水固化涂料项 目型型型型拉伸强度/MPa，断裂伸长率/%， 撕裂强度（/ N/mm）， 低温弯折性/不透水性（/ 0.3 MPa，30 min）固体含量/%， 表干时间/h， 实干时间/h， 潮湿基面粘结强度/MPa，1.9550122.45450141.9550122.4545014-40-35不透水92（GB/T 192502003 单组分型为80）图 2 A 组分的生产工艺流程（预聚体合成）B 组分（固化系统）生产工艺（见图 3）：按配比将液体原 料（增塑剂、软化剂、水等）、助剂（催化剂、防老剂、分散剂、消 泡剂）投入到搅拌机，搅拌均匀后加入固体原料（粉状填料、触 变剂、CO2 吸收剂等）再搅拌 1 h，再研磨 2 遍，再将研磨物料 送到搅拌机里搅拌均匀后即可出料包装。12248240.8（GB/T 192502003 为 0.5）水固化聚氨酯防水涂料生产工艺66.1单组分水固化聚氨酯防水涂料生产工艺先把组合聚醚多元醇、增塑剂、粉填料、液体填料、颜料、 多种助剂投入反应釜中，升温至 110120 在 0.080.09 MPa 的真空进行脱水 23 h，脱水时温度应缓慢升高、负压缓慢降 低，防止溢料现象产生，脱水完毕后降温到 80 以下，加入异 氰酸酯TDI（80/20）或 MDI50，再在（802）恒温反应 34 h，然后加入潜在的气体吸收剂（潜在的气体吸剂先与部分增 塑剂、部分助剂混合经三轮研磨后密封备用），再在 7580 温度下搅拌 1 h，然后降温到 60 加入催化剂及其它助剂等 物料，混合均后即可出料装桶（见图 1）。其生产过程包括，物料脱水过程、预聚体合成过程和物料混合过程。图 3 B 组分的生产工艺流程（固化系统）影响水固化聚氨酯防水涂料质量的因素77.1预聚体含量双组分水固化聚氨酯防水涂料中预聚体与固化系统的比 例已经固定，通常在 1（ 23）。预聚体含量占整个组分（A、B 3 N EW BBB UILDD ING MA TTEERIIALSS固体填料搅拌混合料研磨混合料搅拌B 组分助剂液体填料稳定剂添加 TDI、MDIA 组分组合聚醚无水聚醚（802）搅拌聚合 3 h降温升温脱水降温至 80 以下潜在气体吸收剂（802）搅拌聚合 34 h降温催化剂、助剂防水涂料异氰酸酯降温至 80 以下液体填料、增塑剂110 脱水颜填料组合聚醚褚建军，等：环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究组分）为 25%33%，在此，对预聚体含量不作讨论。而水固化单组分聚氨酯防水涂料产品是预聚体、粉填料、液体填料和多种助剂的混合，因此，预聚体含量高低，既是产 品质量决定因素，也是产品成本高低的决定因素。预聚体含量 越高，不仅产品力学性能越好，材料的防水性及耐久性亦相对 提高，同时产品的成本也会大幅提高。由于单组分聚氨酯防水 涂料靠的是合成的预聚体树脂与增塑剂作为填料的载体，总 体填料含量少，所以总体成本相比双组分聚氨酯防水涂料要 略高。要达到 GB/T 192502003 中型、型产品要求，预聚体含量通常在 30%50%。7.2 预聚体NCO%含量聚氨酯防水涂料在合成预聚体时，异氰酸酯都是过量的， 过量多少通过NCO%反映。预聚体NCO 的含量是决定聚 氨酯防水涂料性能的一个最主要的技术参数。在制备聚氨酯 防水涂料时，通过改变预聚体中的NCO 含量，可以调节聚 氨酯防水涂料的机械性能。通过试验发现，当NCO%值从1%逐步增加时，其涂膜的拉伸强度和断裂伸长率也逐步增 大，但NCO%超过一定值时，拉伸强度增加，但断裂伸长率 反而减少。这是因为随着预聚体中NCO%的增加，预聚体中 的刚性链段增加，极性基团增多，易于形成氢键，使得涂膜的 拉伸强度增大，断裂伸长也增加；而当NCO%增大到一定值 时，预聚体的分子质量减小，分子链长度变短，刚性基团的增 加限制了分子链在拉伸过程中的运动，使得涂膜的伸长率减 小。试验结果表明，单组分水固化聚氨酯防水涂料预聚体的NCO%宜控制在 3.5%6.5%，双组分水固化聚氨酯防水涂 料预聚体中NCO%宜控制在 4.0%7.0%。特别需要指出的是单组分水固化聚氨酯防水涂料预聚体中NCO%理论上可以很低，但在实际生产过程中不宜过低，原因在于生产过程中 影响因素很多，各种因素不可能完全能得到有效控制，过低会 影响贮存期和产品质量。7.3 聚醚之间组合聚氨酯防水涂料的预聚体聚合过程中主要是NCO 与 聚醚多元醇的反应，当预聚体和NCO 与OH 的摩尔比在 适当的比值时，聚氨酯的性能在一定程度上取决于所选用聚 醚多元醇的分子结构。三官能度聚醚多元醇容易形成网状结 构，因而对强度起主要作用；二官能度聚醚多元醇是线性结 构，对伸长率起主要作用，但分子质量高达 5000 的三官能团 聚醚，由于醚键有一定旋转性对强度作用就不明显了，分子链 长柔性就加大了，抵消三官能度网状结构的效应，对伸长有一 定帮助作用，故一般考虑强度和伸长兼顾就选用 330N 聚醚。 试验结果表明，水固化单组分聚氨酯防水涂料选用的三官能度与二官能度聚醚比例宜选 n（N-330）n（N-22O）=1（ 210），双组分水固化聚氨酯防水涂料预聚体中选用的三官能度与二官能度聚醚比例宜选 n（N-330）n（N-22O）=1（ 15），此外，还 要看增塑剂的类别及用量等。7.4粉填料的选用 粉填料既能降低产品成本，又能改善产品的机械性能。由于单组分水固化聚氨酯防水涂料中粉填料（颜料）和预聚体储 存于一体，对粉填料的要求要比双组分聚氨酯防水涂料高得 多。所使用的粉填料既不能含有物理水，也不能含有结晶水， 一旦含有水的粉填料加入到预聚体中，即与预聚体中的NCO 发生化学反应，轻则增加产品黏度，影响贮存期，重则 会引起预聚体凝胶报废。此外，预聚体宜在酸性密闭环境下储 存，贮存期都能超过 1 年（GB/T 192502003 要求贮存期为 不小于 6 个月）。但是，由于碱性本身也是一种催化剂，预聚体 在碱性条件下会缩短贮存时间，所以，不能选用碱性物质的粉 填料（颜料）。为了使粉填料（颜料）在预聚体和增塑剂中更容 易分散，以及产品在贮存过程中延缓粉填料（颜料）分层，避免 出现“硬”沉淀，需要选用一些功能性助剂。此外，因考虑产品 需要一定黏度，还要考虑粉填料（颜料）的种类、细度及级配。 双组分水固化聚氨酯防水涂料中使用的粉填料（颜料）存在于 B 组分固化系统（水）中，所以对粉填料（颜料）中的水分一般不作具体要求。为提高产品的性能还需添加例水泥、轻钙、重钙、滑石粉等多种粉填料（颜料）。为了使粉填料（颜料） 在固化系统中及产品贮存过程中延缓粉填料（颜料）分层，避 免出现“硬”沉淀，也需要考虑产品黏度、粉填料（颜料）细度、 级配和助剂。7.5生产工艺与贮存 单组分水固化聚氨酯防水涂料的品质高低与成败关键在于生产过程中要求严格控制水分，否则水一旦超标就会导致 预聚体凝胶报废，控制水分就是控制原料的含水量及合成过 程潮湿空气的接触。如要求聚醚多元醇的含水量不大于0.05%、填料及颜料必须干燥、下雨及潮湿天气不安排生产 等。通常在生产过程中可采取抽真空脱水、颜填料也可采取高 温干燥、抽真空脱水结束撤掉负压时对反应釜通入干燥氮气 或干燥空气等方法，避免水及湿气的侵入，合成的成品（预聚 体）亦要隔绝水分，做到密封防潮。如能在成品中加吸水剂、稳 定剂则可增强产品的贮存稳定性。否则，在储存过程中接触潮 气材料亦会慢慢凝胶自聚，固化成膜。在预聚体聚合过程中，预聚体反应本身是一个放热反应 过程，反应温度越高，反应速度越快，所需反应时间就短。若聚 合过程温度过高，会导致部分交联，增加预聚体黏度，重则导 致预聚体自交联凝胶报废；但温度过低，则反应时间长，反应不完全。试验结果表明，预聚体的反应温度控制在 7585 比 4 新型建筑材料20124褚建军，等：环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究较适宜，反应时间为 34 h，预聚体即可反应完全。双组分水固化聚氨酯防水涂料在预聚体聚合过程和贮存 过程中的要求与单组分水固化聚氨酯防水涂料一样。区别在 于双组分产品的粉填料（颜料）存在于 B 组分固化系统中， 不在预聚体中。而固化系统贮存虽要求密封贮存，但要求不是 很严格。快速反应产生胺或醇胺类物质，而胺或醇胺物质再与NCO反应固化成膜，这个 2 个反应过程是连续进行的；水固化类， H2O 先与潜在 CO2 吸收剂起反应，产生 CO2 吸收剂，剩余水再 在催化剂的作用下，与NCO 起反应固化成膜，这 2 个反应 过程是不连续的。为了减少价格昂贵的潜固化剂加入（潜固化 剂添加量是根据NCO 含量来确定的，仅潜固化剂 1 项，要 达到满意效果，成本约增加 2000 元/t，在潜固化剂类单组分 型产品中NCO%往往很低，NCO 含量越低越不利于产品 贮存。而水固化单组分，NCO 与水不先起反应，有富余水时 才与NCO 反应，所以，从这 3 类单组分的固化原理看，最不 容易储存的是潜固化剂类单组分。8.2双组分型（1）环保。由本单位开发的双组分水固化聚氨酯防水涂 料，不掺煤焦油、沥青等有刺激性的液体填料，不含甲苯、二 甲苯、醋酸乙烯酯之类有机溶剂，不用 MOCA 作聚氨酯的扩 链剂，可根据需要不掺或少掺无毒溶剂；产品无刺激性气味、 无毒性。因此，除了与其它聚氨酯防水涂料一样使用外，还可 适用于室内、地下室、深基坑等。此外，通过试验和工业化大生产，预聚体可全部采用 MDI（纯二苯基甲烷二异氰酸酯，室温下呈液态，非危险品，无刺激 气味，产品挥发性较小，对人体毒性相对较小，对运输无特殊 要求。）来代替 TD（I 甲苯二异氰酸酯，常用 T80/20 规格，系是 剧毒危险品，有强烈的刺激味，对运输有严格要求），使聚氨酯 防水涂料在生产、使用过程更安全、环保。（2）生产工艺简单。除预聚体需要加热反应外，B 组分生 产工艺采用常温搅拌、研磨工艺技术，产品不仅可做成黑色， 同时也可做成其它颜色（例如铁红色）。改变了双组分聚氨酯 常规生产工艺需对各种原材料进行严格的升温负压脱水、 MOCA 溶解等受温度、时间和许多操作环节的因素影响。（3）潮湿基面可施工。水固化双组分聚氨酯防水涂料，在 施工时同样对基层含水率要求不严，可在无明水的潮湿基层 上直接施工，可满足各类防水层的要求。这是水固化聚氨酯防 水涂料在施工性方面的一大优点，区别于用 MOCA 生产的其 它聚氨酯类防水涂料。双组分水固化聚氨酯防水涂料之所以能在潮湿基面施 工，在于固化系统中添加的功能性助剂可以把水揉和到物料 中，助剂是亲水性物质，同时又能与预聚体中NCO 反应，产 生不亲水的物质存在于涂膜中，确保涂涂膜的耐水性。同时， 固化系统中加入了硅酸盐水泥，根据相似性原理与混凝土（砂 浆）基层可以很好粘接。而 MOCA 固化系统的双组分聚氨酯 防水涂料系油溶性物质，不含有亲水基团，因而对基层和固化 系统中的含水率有严格要求。水固化聚氨酯防水涂料产品特点88.1 单组分型（1）环保。单组分水固化聚氨酯防水涂料无异味，无污染， 不含焦油、沥青、液体古马隆等有刺激性的液体填料，不含甲 苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有机溶剂，不用 MOCA 作聚氨酯的 扩链剂，但可根据需要不掺或少量掺一些无毒溶剂；产品无刺 激性气味、无毒性，符合环保要求。因此，除了与其它聚氨酯防 水涂料一样使用外，还可适用于室内、地下室、深基坑等。（2）固含量高。固含量可达到 94%以上，大大高于 GB/T192502003 有关单组分型大于 80%，双组分型的大于 92% 的要求。单组分型相比双组分型聚氨酯防水涂料涂料，粉填料 用量少，密度小，固含量高，同厚度的用量反而少，一般比双组 分的用量要少 0.5 kg/m2 左右。（3）施工便捷。由于是单组分包装销售，施工时加入 5%20%的自来水，避免了双组分聚氨酯防水涂料需要现场计量 配料的麻烦，给施工带来方便，提高了施工效率。（4）性能高。由于单组分聚氨酯聚氨酯防水涂料的纯聚氨 酯含量要比双组分聚氨酯防水涂料高得多，所以从力学性能 上讲单组分比双组分聚氨酯防水涂料高得多，同时由于纯聚 氨酯含量高，故材料的防水性及耐久性亦相对提高。（5）潮湿基面可施工对非水固化类聚氨酯防水涂料，如 MOCA 固化的聚氨酯 防水涂料等涂刷在潮湿基面上会产生鼓泡现象，一般防水涂 料都要求基层干燥或水分小于 9%，这对高水位工地或雨季 施工或赶工期是一大难题。而水固化聚氨酯防水涂料不仅在 干燥基面施工，也可在潮湿基面（无明水）施工，降低了对混凝 土基层干燥的要求，与潮湿基层的粘结强度不小于 0.8 MPa。 因此，单组分产品应用更为广泛。单组分水固化聚氨酯防水涂料之所以能在潮湿基面施工 与粘接，在于产品中添加了功能性助剂，通过功能性助剂能把 水分散到物料中。（6）产品贮存性优于其它单组分材料。目前国内单组分聚 氨酯防水涂料有湿固化、潜固化、水固化 3 类。这 3 类单组分 聚氨酯防水涂料固化成膜原理是：湿固化类，NCO 与水在 催化剂作用下直接反应固化成膜；潜固化类，潜固化剂先与水 5 N EW BBB UILDD ING MA TTEERIIALSS褚建军，等：环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究（4）固化成膜环境影响小。水固化聚氨酯防水涂料不论单组分还是双组分，固化成膜不受环境湿度的影响，虽温度对NCO 与水反应的影响较大，但在工程实践中证明 0 左右 仍可施工（采用加适量催化剂等其它措施下）。2010 年 12 月 笔者曾亲眼目睹了大连开发区东山风景区北麓亿峰 8 号工 程，当时气温已达10 ，因为工期紧迫，后采用了南京一公 司生产的双组分水固化聚氨酯防水涂料，成膜固化效果较好， 与基层粘接用手很难拉开，受到了用户的一致好评。而其它类 型的单组分（湿固化、潜固化）受温度、湿度影响很大，MOCA 双组分型也同样如此，因其产品中的 NCO 与 MCOA 摩尔比 总是大于 1（通常在 1.11.6），需要空气湿气来参与反应。水 固化双组分型聚氨酯防水涂料对环境湿度不敏感，优于其它 类型单组分和双组分聚氨酯防水涂料。9施工要点（1）基层要求：水固化聚氨酯防水涂料除了对基层含水率要求不高，只需要基层无明水要求即可外，对防水基层要求与 其它聚氨酯防水涂料一样，拓宽了产品用途。（2）物料搅拌要均匀：单组分水固化产品，由于也要现场 加水，与其它双组分型产品一样，一定要搅拌均匀。单组分水 固化产品如果没有水存在，则与单组分湿固化产品一样，一次 成膜在 0.5 mm 以上，就会在涂膜的内部产生大量泡孔，这是 由于 CO2 气体不能及时从表面排出的结果。如一次成膜在 1 mm 以上，就会出现鼓泡现象；双组分水固化涂料，如果在 B 料中没有均匀混入预聚体，则涂料不会固化成膜。（3）刮涂要求：与其它类型的聚氨酯防水涂料的施工工艺 一样也需要底涂、分次、多遍刮涂。水固化类聚氨酯涂料理论 上一次可以涂得很厚，但是不论单组分还是双组分型水固化产品，由于现场均要搅拌，这就难免有机械气泡存在，一次成膜太厚，机械气泡会停留于涂膜中，从而影响涂膜性能。即使 潜固化型单组分聚氨酯防水涂