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防水绿色环保产品——一款无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料
时间:2020-09-14 16:39来源:远大洪雨 作者:郝宁,薛小锋,刘 点击:
1产品开发背景
2017年4月10日,环保部印发了《国家环境保护标准“十三五”发展规划》,“十三五”期间,环境保护部将全力推动约900项环保标准修订工作。2017年9月1日,北京市地方标准《建筑类涂料与胶粘剂挥发性有机化合物含量限值标准》(DB11/3005-2017)正式实施,标准要求聚氨酯防水涂料的挥发性有机化合物含量≤100g/L,严格限制了挥发性溶剂的使用,促使溶剂型防水涂料必须转型升级,向环保、无污染的无溶剂型防水涂料方向发展。这些环保政策的出台,极大地鼓舞了全国各行业与环境污染抗争的决心。当然,这对企业的技术部门是一次严峻的挑战,因为转型过程会有诸多难题需要在有限的时间内攻克,比如防水涂料的黏稠度、干燥时间、VOC释放量等。

2 产品介绍
无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、聚醚多元醇等经加成聚合反应而成的可与空气中湿气反应的预聚体,配以催化剂、粉体填料、液体填料、无水助剂等,经有序混合加工制成的防水涂料产品。该产品为反应固化型防水涂料,固化后形成的无接缝涂膜具有强度高、延伸率大、低温柔性好、耐水性能佳、对基层变形的适应能力强等优点。当然,它还具备绝佳的附加值,即打破传统产品需用石油溶剂稀释的弊端,用低挥发性、低黏度的液体树脂代替易挥发的有毒有害稀释剂,并通过分子设计、配方工艺严格控制预聚体交联度和黏度,用高效催化剂代替普通有机催化剂,无论在生产环节还是在施工应用过程,都减少了VOC的释放和有害物质残存量,有效降低环境压力,并攻克了产品黏度大、干燥时间长等难题,完成了产品的换代升级,实现社会责任、经济效益和环境效益的平衡。溶剂型和无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料的主要性能、环保检测值对比见表1。
表1溶剂型和无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料的主要性能、环保检测值对比[2]
检测项目 指标要求 溶剂型SPU 无溶剂型SPU
黏度(MPa ·s) - 6000 12000
拉伸强度(MPa) ≥2.00 2.98 2.49
断裂伸长率(%) ≥500 549 616
不透水性 0.3MPa,120min
不透水
0.3MPa,120 min
不透水
0.3MPa,120 min
不透水
低温柔性 -35℃无裂纹 -35℃无裂纹 -35℃无裂纹
干燥时间(h) ≤24 20 22
挥发性有机化合物VOC(g/L) 200(GB/T 19250 B类) 126(2016年数据) 49(2017年数据)
游离TDI(g/kg) 7 5(2016年数据) <0.1(2017年数据)
从表1可以看出,无溶剂型SPU与溶剂型SPU对比,产品的主要物理性能均符合国家标准要求且未受明显影响,而VOC检测值和游离TDI检测值得到了显著降低。
由于在相同的温、湿度条件下液体树脂的黏度与石油溶剂相比明显增大,而且液体树脂的沸点较高,可挥发的成分较少,且其本身不具备固化成膜特性,始终存在于涂膜当中,因此用液体树脂制备的单组分聚氨酯防水涂料黏度明显增大,干燥时间延长,但VOC明显降低。液体树脂在无溶剂产品体系中主要起到分散粉体填料和降低黏度的作用,研究者尝试在保证VOC合格的前提下加大液体树脂用量,从而降低产品黏度,保证产品的施工性能。在研究过程中发现,随着液体树脂用量的增加,产品的黏度降低,VOC含量逐步增加(数值可控),干燥时间逐步延长。为了降低产品的干燥时间,研究者寻找到一款高效环保型催化剂,该催化剂在相同用量下催化效果比有机锡类催化剂增强约1倍,且不含环保管制的二丁基锡、铅重金属等,有效解决了产品的干燥问题。
综上所述,研究者通过不断试验,解决了无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料黏度大、干燥时间长的问题,研制出VOC达标、施工性能和物理性能均良好的环保型单组分聚氨酯防水涂料。

3. 产品应用[3]
(1)应用范围
无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料为单一组分产品,在施工现场即开即用,均匀涂覆在基层之后,经过与空气当中的湿气发生化学反应,固化形成弹性膜。该产品主要适用于厕浴间、厨房、阳台、楼地面等室内防水;地下室结构防水迎水面防水;轨道交通明挖车站顶板防水或全封闭外部防水层;建筑屋面非外露多道复合防水层中的一道非外露防水层。
(2)施工要点
①基层处理
剔除面层等构造层次后的防水基层要清理干净,确保基层无渣土、灰尘、杂物、油污等;若有孔洞、凹凸不平、松动等现象,应先将高的部位、松动处剔凿平整,水泥砂浆找平;若阴阳角未做成圆弧状,应采用聚合物水泥砂浆进行处理。
②防水层细部构造的处理
伸出平、立面的管道,地漏周边,阴阳角的部位在大面施工前涂刷附加防水层,附加防水层的厚度为约1mm,附加防水层部位若设计有网格布增强层,网格布应铺贴平整且充分浸透,不得出现皱褶现象。
③大面涂刷
采用喷涂或刮涂方式将产品均匀涂刷在基层上,底涂应薄涂,干膜厚度不宜超过0.5mm。待底涂完全干燥后(不少于24h)再进行下一道涂刷,方向与上一道涂刷工序垂直。
④施工质量要求
防水质量验收前必须检查防水层的质量,涂膜防水层不得有鼓包、分层等现象,若发现此类弊病,应及时进行处理;闭水试验前涂膜必须完全固化、完全干透。
⑤验收
蓄水24h,水位须高于涂层最高点2cm,以施工部位不渗漏为合格;闭水试验合格且将水排尽,完全干燥后方可进行面层施工,进行下一道工序时必须做好涂层保护工作,不得破坏防水层,若防水层遭到破坏,应立即修补并再次进行局部闭水或全部位闭水。
(3)应用案例(图1~图3)


4. 结语
本项目技术形成的无溶剂型单组分聚氨酯防水涂料产品突破现有的技术壁垒,在保证产品物理性能和施工性能的前提下提升了产品的绿色性能,提高产品市场的综合竞争力,具有广阔的市场前景。
参考文献
[1]建筑类涂料与胶黏剂挥发性有机化合物含量限值标准:DB11/3005-2017 [S].北京:北京市质量技术监督局,2017.
[2],聚氨酯防水涂料:GB 19250-2013 [S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会,2013.
[3] 防水工(第二版)[M].北京:中国建材工业出版社,2017.
 
 


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