环保型水固化聚氨酯防水涂料的研发及性能研究

聚氨酯防水涂料研究报告
聚氨酯防水涂料是一种新型的防水材料，具有优异的性能和广泛的应用。

本文对聚氨酯防水涂料进行了研究，主要涉及以下内容：
一、聚氨酯防水涂料的特点
聚氨酯防水涂料具有优异的防水性能、耐候性、耐腐蚀性、耐化学品性和机械性能等优点，可应用于屋顶、地下室、水池、道路等不同场合的防水工程。

与传统的防水材料相比，聚氨酯防水涂料具有更好的施工性能和耐久性。

二、聚氨酯防水涂料的种类
根据不同要求和用途，聚氨酯防水涂料可分为单组份、双组份和水性聚氨酯涂料等多种类型。

其中，单组份聚氨酯防水涂料具有施工简单、成本低等优点；双组份聚氨酯防水涂料则具有更高的耐久性和适应性；水性聚氨酯涂料则具有环保性能好等特点。

三、聚氨酯防水涂料的应用领域
聚氨酯防水涂料可应用于各种防水工程，如屋顶、地下室、水池、隧道、道路等。

在建筑材料、交通运输、环境保护等领域都有广泛的应用。

四、聚氨酯防水涂料的施工方法和注意事项
聚氨酯防水涂料的施工方法可分为刷涂、喷涂、涂布等多种方式。

在施工时需要注意涂料的比例、温度、湿度等因素，确保施工质量。

综上所述，聚氨酯防水涂料具有广泛的应用前景，对于提高防水施工质量、延长防水工程使用寿命具有重要意义。

浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物( VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。

水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。

水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。

1 聚氨酯水分散体涂料1. 1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯( PU )水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。

根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。

丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。

但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。

预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。

近年来聚氨酯水分散体的研究热点有: ( 1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作; ( 2)系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学; ( 3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺( N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂，随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升，水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。

本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结，以期能够更好地推动该领域的发展。

一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料，与水为溶剂，再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。

与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点，已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。

二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中，材料的选择是一个至关重要的环节。

国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构，改进交联剂的配方，提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能，使其具有更好的粘接性和机械性能。

2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。

国内研究者通过改良反应条件和生产工艺，优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺，提高了产品的稳定性和性能。

4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。

国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺，推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。

三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能，包括减少挥发有机物（VOC）排放、降低对环境的影响等方面。

2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向，包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面，以满足不同领域的需求。

3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。

4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。

水固化聚氨酯防水涂料的性能及研究1楼> 1前言> 我国目前在防水施工中,实际应用的聚氨酯防水涂料主要包括焦油型和非焦油型两种。

焦油型、石油沥青聚氨酯等成分复杂,含有大量的蒽、萘、酚类等易挥发物质,严重污染环境和危害人体健康,随着人们环保意识的增强和科技的进步,焦油型聚氨酯防水涂料的应用日益受到限制,国家正提倡采用非焦油型聚氨酯防水涂料和聚醚型聚氨酯防水涂料[1]。

本文研制的水固化聚氨酯防水涂料是聚醚型、无溶剂环保型的高档合成高分子防水涂料,与传统的焦油型、石油沥青聚氨酯防水涂料相比,有着无溶剂挥发、无毒、无味、施工无污染、固化迅速等优点,符合生态发展和环境保护的要求[2],在施工配漆时以水为固化剂,这与其他单或双组分聚氨酯防水涂料明显不同,体现出聚氨酯防水涂料研制开发的新思路、新工艺,具有广阔的市场前景。

> 2水固化聚氨酯防水涂料的制备[3]> 2.1主要原料> 聚醚多元醇,工业牌号:TDIOL-2000和TEP-330N;甲苯二异氰酸酯(TDI);邻苯二甲酸二异壬酯(DINP);二丁基二月桂酸锡(T-12);一缩二乙二醇(二甘醇);消泡剂;脱水剂;抗氧剂;填料等,工业品。

> 2.2预聚体的合成> 先将聚醚多元醇(TDIOL-2000和TEP-330N)在(110～120)℃、-0.095MPa下减压脱水(40～60)min,使之含水率≤0.05%,备用。

在密闭容器中分别加入TDIOL-2000、TDI和TEP-330N,比例为9∶2.5∶1,在(90～95)℃、搅拌速度为400r/min条件下反应3h左右。

其间要多次抽样检测聚合物的—NCO含量,并根据其含量加入适量的一缩二乙二醇和补充适量的TDI,当预聚体的—NCO质量分为5.40%～5.50%时,即可停止反应。

> 2.3涂料的制备> 在高速搅拌下加入增塑剂DINP、填料(颜料)、脱水剂,分散均匀后备用。

环保型聚氨酯防水涂料的制备及性能研究
刘畅;亓帅;龚赛
【期刊名称】《聚氨酯工业》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】以水为固化剂,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇(DL-2000D、MN-3050D)、磺酸盐接枝聚酯二醇(BY-3306)、二羟甲基丁酸(DMPA)和填料等为原料成功合成了一种环保型的水固化聚氨酯防水涂料。

讨论了聚醚多元醇种类、亲水扩链剂、气体吸收剂和水的添加量等对涂料性能的影响。

结果表明,当聚醚三醇在聚醚混合物中的质量分数为10%、BY-3306替代聚醚二醇DL-2000D质量的15%或DMBA在体系中的质量分数为0.8%、硅酸盐水泥质量分数为8%、NCO 基质量分数为4.5%时,得到的防水涂料在添加15%水固化后,拉伸强度可达4.27 MPa,断裂伸长率为678%,撕裂强度为24.57 N/mm。

【总页数】4页(P34-37)
【作者】刘畅;亓帅;龚赛
【作者单位】江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.8
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4.环保
型单组分聚氨酯防水涂料的制备及性能研究5.无溶剂环保型高强度单组分聚氨酯防水涂料的制备与性能研究
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水固化聚氨酯_一种新型防水涂料水固化聚氨酯防水涂料简介水固化聚氨酯防水涂料是防水涂料中的一个新品种，其机理和应用虽曾有过报道，但对这种新型涂料的认识仍存在误解。

1 水固化聚氨酯防水涂料的由来随着我国经济实力的增长和化学工业的发展，防水涂料迈出了以焦油（沥青）或摩卡为主要固化剂的双组分时代，单组分（潮气固化）聚氨酯防水涂料应运而生。

潮气固化聚氨酯防水涂料不使用疑为致癌的有毒物摩卡做固化剂，而是施工后由预聚体所含—NCO基与空气中的水分发生反应，生成脲键而固化，形成高弹性、坚固耐用的无接缝防水膜，施工方便，性能优异，受到欢迎。

但在应用过程中也发现其不足：1）固化时间长，且不确定。

该涂料是靠吸收空气中的水分缓慢进行扩链反应固化的，所以受空气湿度的影响较大。

2）不能厚涂，施工需多道涂刮，影响工期。

3）在潮湿基面涂刷会发泡。

为克服潮气固化的缺点，设想施工时加入一定量的水，促使其涂膜表里迅速固化，这就是开发水固化聚氨酯防水涂料的初衷。

2 水固化聚氨酯防水涂料原理水固化聚氨酯防水涂料是以聚醚多元醇和多异氰酸酯进行加成反应，生成端—NCO 基的大分子预聚体，加入增塑剂、颜料、填料和气体脱除剂等成分，单组分包装（固化剂“水”施工现场方便可取，不必包装）出厂的无溶剂型材料，施工时加入一定量的水，搅拌均匀即可摊铺、刮涂，固化后为致密的聚氨酯弹性体涂膜，既可防水，也可做运动场地和地坪。

其反应机理为：异氰酸酯与水反应，首先是生成不稳定的氨基甲酸，然后由氨基甲酸分解成二氧化碳及胺，在过量异氰酸酯存在下，所生成的胺将与异氰酸酯继续反应，生成取代脲。

一个水分子可与两个—NCO基团反应，即水可看作是一种扩链剂或固化剂，使分子链增长，形成聚合物（聚脲）。

端—NCO 基聚氨酯预聚体与水反应的产物是聚氨酯脲，聚氨酯高聚物的主要原料是多异氰酸酯，其涂膜固化时不论形成氨酯键或脲键，均归属聚氨酯。

二异氰酸酯与水反应生成CO2气体的原理，被用来制备聚氨酯泡沫塑料，而在水固化聚氨酯防水涂料的制备中，关键是如何消除反应生成的CO2，使高聚物成为致密的聚氨酯弹性体。

水固化聚氨酯防水涂料的原理及应用康优930水固化聚氨酯（PU）防水涂料面市以来，以其广泛的用途，优异的性能，简便的施工，环保无毒，受到广大施工人员同业主的普遍欢迎，为能够更好地掌握其性能和用途，对其固化原理及应用探讨如下：一、原理一般认为莫卡是PU 涂料的固化剂，PU 涂料是怕水的，那水为什么可做固化剂呢？我们来讨论一下异氰酸酯与水反应机理。

异氰酸酯与水反应，首先是生成不稳定的氨基甲酸，然后由氨基甲酸分解成二氧化碳及胺。

若在过量的异氰酸酯存在下，所生成的胺将与异氰酸酯继续反应，生成取代脲，它们的反应过程表示如下：R-NCO+H 2 O 慢R-HNCOOH 快R-NH 2 +CO 2 ↑R-NCO+R-NH 2 快R-NHCONH-R由于R-NH 2 与R-NCO 的反应比水快，故上述反应可写成：2R-NCO+H 2 O R-NHCONH-R+CO 2 ↑由上述反应式可见，一个水分子可与两个-NCO 基团反应，即水可看做是一种扩链剂或固化剂，可代替价高的莫卡，使分子链增长，形成聚合物（聚脲）。

根据以上原理，结合国外涂料生产的最新技术，我公司研制的水固化聚氨酯防水涂料，是以聚醚多元醇与异氰酸酯加成反应为端异氰酸酯基（-NCO ）的大分子予聚体，加入增塑剂、颜填料、气体脱除剂等成份，单组份包装出厂的无溶剂型涂料。

施工时，加入料重20 —30% 的水，搅拌均匀即可涂刮或喷涂，也可灌注、浇注成形的系列防水、密封、保温、铺装材料。

二、性能及指标康优930 水固化PU 防水涂膜为致密的高强度的聚氨酯弹性体，企业标准Q/SDKS-23-2003 在广东省备案。

性能指标高于《聚氨酯防水涂料》GB/T19250-2003 国家标准的规定，还符合国家标准关于产品不应对人体生物与环境造成有害影响的规定。

其产品分为露天暴晒的外露型和非外露型两种，一般为白色，也可根据要求制成彩色的装饰效果。

1、具体指标和国家标准对比如下产品项目聚氨酯防水涂料GB/T19250（单组分）康优930序号项目ⅠⅡQ/SDKS-23-20031 拉伸强度，Mpa ，≥ 1.90 2.452 . 502 断裂延伸率，% ，≥550 450 5503 撕裂强度，N/mm ，≥12 14 154 低温弯折性，℃，≤-40 -405 固体含量，% ，≥80 966 表干时间，≤12 47 实干时间，h ，≤24 128 潮湿基面粘结强度，a ）Mpa ，≥0.50 0.809人工气候老化b) 拉伸强度保持率，%80~150 80-150断裂伸长率，% ，≥500 400 500-35 -35低温弯折性，℃，≤10 游离TDI 含量，% ，≤0 . 511 急性经口毒性试验无毒15000mg/kg bw2 、加水固化干燥迅速目前市售的单组份湿（潮气）固化防水涂料以良好的性能及方便的施工赢得了用户，但是往往由于空气的湿度不够，致使固化时间延长，由于不能厚涂，需多次涂刷，因而耽误工期。

水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。

关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。

聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。

但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。

此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。

因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。

水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。

为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。

本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。

MDI生产高性能环保型聚氨酯防水涂料的研制聚氨酯涂料因其具有优异的弹性、耐久性、耐磨性、耐药品性、防水层轻、无接缝、容易修补、适宜作外露防水层等特点而被广泛应用。

目前国内市场上主要使用甲苯二异氰酸酯（TDI）生产聚氨酯防水涂料，这也是最早在聚氨酯材料中使用的异氰酸酯。

二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）是继TDI后发展起来的一种极其重要的异氰酸酯，分子量比TDI大，蒸汽压低，产品挥发性较小，没有TDI的强烈刺激性气味，环境污染小，能耗低，对人体毒性相对较小，有利于工业安全防护和工人身体健康，受到聚氨酯行业的欢迎。

本实验用MDI制备聚氨酯涂料，并且添加了膨润土，旨在获得综合性能优异，并且环保无毒的防水涂料。

1 实验部分1.1 主要原料二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），上海雨田化工有限公司；聚醚二元醇（DL2000），山东蓝星东大化工有限责任公司；三羟甲基丙烷，国药集团化学试剂有限公司；邻苯二甲酸二辛脂，沈阳迪高；二月桂酸二丁基锡，天津市瑞金特化学品有限公司；膨润土，沈阳钠基泥浆膨润土厂。

1.2 主要仪器与设备数显恒温水浴锅，H H - 4 型，常州国华电器厂；热重测试仪，STA449C型，德国耐驰公司；傅里叶红外光谱，FT2000型，美国尼高力公司；拉伸试验，XLD-1KN，承德试验机有限责任公司；漆膜冲击机，QCJ型，南京安铎贸易有限责任公司。

1.3 涂膜的制备先将一定量的DL2000在高温下脱水，接着按顺序放入一定比例的MDI，催化剂二月桂酸二丁基锡，交联剂三羟甲基丙烷，控制反应时间和温度，降温出料。

最后依次加入一定量的邻苯二甲酸二辛脂和膨润土，室温下不断搅拌得到高性能环保型聚氨酯防水涂料。

将制得的涂料涂在打磨平整光滑的铁板上，厚度约2mm。

置于室温下2天，自然晾干成膜之后，在烘干箱中干燥得到厚度约为0.6~1mm的涂膜。

配方见表1。

1.4 性能检测傅里叶红外光谱仪检测内部基团；热重测试仪检测其热稳定性；附着力按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》标准测定；拉伸强度根据GB/T 16421-1996《塑料拉伸性能小试样试验方法》标准测定；冲击强度根据GB/T 1732-1993《漆膜耐冲击测定法》标准测定；吸水率，参照GB/T 1738- 1979《绝缘漆漆膜吸水率测定法》标准进行；耐酸性和耐碱性根据GB/T 1763- 1979《漆膜耐化学试剂性测定法》标准测定。