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高鐵用高強度聚氨酯防水涂料配方設(shè)計與制備
發(fā)布時間:2014-08-09
      進(jìn)行了高鐵用高強度無溶劑聚氨酯防水涂料配方設(shè)計、制備工藝和性能的研究,提出以“單位基團當(dāng)量”這一概念作為配方設(shè)計的依據(jù),并分析了高強度聚氨酯防水涂料性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。研究結(jié)果表明,雙組分聚氨酯防水涂料配方設(shè)計時,A組分的單位基團當(dāng)量應(yīng)略大于B組分的單位基團當(dāng)量;A組分中—NCO/—OH值應(yīng)遠(yuǎn)大于2;聚氨酯預(yù)聚體合成中的二異氰酸酯以分步加入為宜,如此能使聚氨酯防水涂料既有較高的模量,又具有高彈性,最終體現(xiàn)出高強度。
  關(guān)鍵詞:高強度聚氨酯防水涂料;配方設(shè)計;單位基團當(dāng)量;制備工藝
  中圖分類號:TU56+1.65文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-702X(2011)05-0072-04
  鐵路線主要由路基、橋梁和隧道組成,由于高鐵、客運專線的運行特點,橋梁占線路比例大幅增加,已超過50%。在橋梁混凝土橋面設(shè)置防水層,可以有效阻隔水滲入橋面板結(jié)構(gòu)內(nèi),減緩混凝土的老化及橋面板內(nèi)鋼筋銹蝕,從而達(dá)到提高混凝土橋結(jié)構(gòu)耐久性的目的。所以橋面防水是混凝土橋梁工程中的一個重要組成部分[1-2]。
  本課題是根據(jù)鐵道部科技司于2007年4月5日發(fā)布的科技基函[2005]101號《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件》修訂稿的要求,而進(jìn)行高速鐵路專用高強度聚氨酯防水涂料的研制。同時提出高強度聚氨酯防水涂料配方設(shè)計的一些基本思路和依據(jù),試圖對行業(yè)研究人員的開發(fā)研究工作提供參考。
  1試驗
  1.1主要原料
  聚醚220、聚醚3050、聚醚330N,工業(yè)級,上海高橋石化公司;甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯,工業(yè)級,進(jìn)口;3,3''-二氯-4,4''-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、鄰苯二甲酸二丁酯、氯化石蠟、消泡劑,工業(yè)級,上海臺安工程實業(yè)有限公司;辛酸亞錫,工業(yè)級,上海諾泰化工有限公司;滑石粉,工業(yè)級,上海雙達(dá)化工有限公司。
  1.2高強度聚氨酯防水涂料制備工藝
  聚氨酯預(yù)聚體組分的合成:在四口燒瓶中加入聚醚220、聚醚3050,減壓至-0.09MPa,加熱到(120±2)℃,真空脫水1h。然后降溫至70℃左右,一次或分步加入二異氰酸酯,溫度控制在(83±2)℃,反應(yīng)2~3h。反應(yīng)完成后,降溫并真空脫泡30min,出料,即得聚氨酯預(yù)聚體,簡稱A組分。
  固化劑組分的制備:在四口燒瓶中加入聚醚330N、3,3''-二氯-4,4''-二氨基二苯基甲烷、氯化石蠟、滑石粉,攪拌分散均勻,加熱到(120±2)℃,減壓至-0.09MPa,真空脫水1h。然后降溫,加入鄰苯二甲酸二丁酯、辛酸亞錫、消泡劑,混合分散,待降至室溫后出料,即得固化劑組分,簡稱B組分。
  1.3性能測試
  拉伸性能、固含量按GB/T19250—2003《聚氨酯防水涂料》測試;動態(tài)力學(xué)性能采用DMA2242C動態(tài)力學(xué)熱分析儀(德國NETZSCH公司)測試。
  2結(jié)果與討論
  2.1設(shè)計配方的基本思路與依據(jù)
  雙組分聚氨酯涂料一般可采用m(A組分)∶m(B組分)為1∶1、1∶2、1∶3等不同配比來進(jìn)行2個組分的混合。為使A組分的—NCO與B組分的—OH、—NH2等反應(yīng)基團基本等當(dāng)量反應(yīng),以獲取最大的交聯(lián)程度,需按不同的配比要求計算并確定生產(chǎn)配方,這在實際操作中有所不便,而且實際生產(chǎn)配方往往是通過范圍較大的配比試驗來獲取,費時費力。而高強度聚氨酯防水涂料對于A、B組分的匹配要求更高,得到雙組分配比的設(shè)計基準(zhǔn)更加重要。

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