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高铁用高强度聚氨酯防水涂料配方设计与制备

发布时间:2019-12-26 浏览次数:9

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,*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*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,得到双组分配比的设计基准更加重要。

为配方设计提供依据,提出一个概念———单位基团当量,其定义为:各组分单位质量中参与反应的基团当量,单位:当量/g。单位基团当量设计计算公式:


在选择地下防水系统时,我们的口号是“保守”,因为做地下防水只有一次机会。建筑师和防水设计人员在选择防水系统前需要考虑以下各点:用途、地下水位、土壤特性、基层稳定性、施工顺序、拟使用产品的跟踪记录、风险与成本、施工的难易等。 用途 设计中要考虑的重要因素包括使用空间对渗漏风险的容许程度以及对湿度的敏感度,例如像书库、艺术品储藏室以有计算机设备、电气开关设备和医疗设施的地方,渗漏是不允许的,这些地方对湿度也有严格的要求。在有些敏感的部位,漏气可能也象漏水一样有害。上述这些地方正确的卷材防水设计,应采用低透气卷材并铺贴在迎水面上。 地下水位 地下水位的高度是一个重要的考虑因素,它不仅决定需要防水的类型,还决定按照规范是否要求防水。国.际建筑规范要求所有地下构筑物当其底板离地下水位小于15cm时都要防水和防潮。防水应当按照现场的*高地下水位高度设计。 土壤特性 防水材料的独.特之处在于它们暴露在非常严酷的环境中,而且防水面所处的环境几乎不发生变化,例如地下水会存在数周或更长时间,而屋面系统上的水通常2~3天就没有了。 还要考虑的一个环境因素是土壤的特性。土壤中的化学物质会对某些材料产生不利影响,设计时应了解土壤中存在什么化学物质。地下水中的酸性和碱性物质可以加速混凝土和钢筋的性能下降;地下水中的盐会腐蚀混凝土中的钢筋;硫酸盐可与硅酸盐水泥发生反应,使混凝土内部产生应力引起裂缝、剥落;另外还有一些化学物质也对防水有影响,包括氢氧化钙、油及肥料中的化学物质。 土壤的物理性质对防水的影响也需要考虑。低渗透性的粘土使地下静水压减小。静水压的强度和本质迫使水进入孔、冷接缝和岩石空隙中。静水压还可能使小的缺陷成为渗漏源。 防水施工 防水施工 大同防水 太原防水 山西防水