温度对PTN石油沥青聚氨酯接缝材料表干时间和硬度的影响

杨博

(渭南市涧峪水库工程建设管理局 陕西 渭南 714000)

1 前言

接缝材料（密封胶）的表干时间和硬度是衡量材料物理性能的指标，对现场施工进度和固化后材料的形态有一定的指导意义，在这方面的研究不多。美国的Philipson发明的密封胶[1]室温固化，在由压力和机械连接的两个金属物质的接触面间形成了流动密封。固化后邵氏硬度30～70，具有气密性，耐石油燃料，耐压缩冷流，可在宽温度范围使用(48℃～121℃)。

Crompton公司以甲硅烷基化聚氨酯为主体，加入1,5,4-氨基-3,3二甲基丁基三甲氧硅烷作促进剂，制得密封胶断裂伸长率741%，邵氏硬度27，而使用Silane A-1120的指标分别为536%和31[2]。

我国对于新型接缝材料PTN的表干时间和硬度研究尚处于空白阶段，对此进行研究，将具有一定的理论创新，对工程实践具有一定的指导意义。

2 实验材料及实验方法

2.1 PTN材料介绍

新型接缝材料PTN，释意是本材料专利中决定材料特性的三个主要基本原材料的英文首字母缩写：Polyurethane（一种聚氨酯材料）、Triethylcitrate(一种增溶剂，用于促进沥青和聚氨酯材料相溶)、N-N-dimethylethanolamine(一种固化剂，促进低温固化)。在现场使用时，将两个组分按比例混合，反应固化[3]。

2.2 试块成型

PTN材料实验试块成型按照甲料∶乙料（重量比）1∶2、1∶2.2、1∶2.5、1∶2.8、1∶3 不同配比浇注自然成型圆饼状，甲乙组分要混合均匀。

2.3 不同温度下材料表干时间的测定

据GB/T13477.5—2002规范[4]知，将制备好的试块在标准条件下静置一定的时间，然后用无水乙烯擦净手指端部，轻轻接触试块上三个不同的部位，相隔适当时间重复上述操作，直至无试样粘附在手指上为止。记录试块成型后至试样不粘附在手指上所经历的时间,即表干时间。首先在10℃下按着上述5个不同配比浇注成型的试块，记录下每块试块刚成型时的时间和表面风干的时间，时间差即表干时间，然后将试块做好标记放置待用。按照上述做法和顺序分别测定15℃、20℃、25℃、30℃下的表干时间，同样将试块做好标记放置至完全干状态待用。

2.4 不同温度下材料硬度的测定

将上述5组试块放置在空调房内，将温度依次调至 15℃、20℃、25℃、30℃的温度下，在每个试块上较平坦均匀的地方取10个点，用邵氏A硬度计测试仪测量硬度，求平均值并记录。

3 试验结果与分析

3.1 PTN材料同一温度下不同配比的表干时间研究

聚氨酯材料性能调节范围很大，本文中试验所用试块均为2种基本料，即甲料、乙料。甲乙料配比是最基础的指导依据，1∶2.0到1∶3.0随着乙料成分的增加，材料的表干时间呈递减趋势。

实验结果如下图1所示。

图1 PTN 材料在不同温度下表干时间

图2 PTN 材料不同配比下表干时间

图3 PTN 材料在不同温度下的硬度变化

3.2 PTN材料同一配比在不同温度下的表干时间研究

实验数据表明，同一配比的PTN在不同温度下的表干时间不同，表干时间会随着温度的升高而缩短。

实验结果如图2所示。

3.3 PTN材料不同温度下制成的试块在相同温度下的硬度研究

实验数据表明，PTN在相同温度下，随着比例从1∶2.0到1∶3.0逐渐增大，硬度逐渐呈下降趋势。但一些组别出现与此规律不一致的情况，可能是由于试块制作不均匀，人为误差所致。

结果如图3所示。

4结论

通过试验分析对一种新型防渗混凝土接缝材料PTN的表干时间和硬度做了相应的研究，主要得出以下结论：

（1）甲料∶乙料=1∶2.5时为较好的配比，建议在实际中进行应用。

（2）甲乙料配比从1∶2.0到1∶3.0随着乙料成分的增加，材料的表干时间呈递减趋势。

（3）同一配比的PTN在不同温度下的表干时间不同，表干时间会随着温度的升高而缩短。

（4）不同温度下制成的PTN在相同温度下，随着比例从1∶2.0到1∶3.0逐渐增大，硬度逐渐呈下降趋势。

[1]Philipson Joseph.Fluid sealing between faying surfaces utilizing a solid sealant polyurethane.US.6133371,2000-10-17.

[2]Johnston Robert,Lehmann Patrice.Compositions of silylated polymer and aminosilane adhesion promoters.WO.0112693,2001-02-22.

[3]李绍雄,刘益军.聚氨酯胶粘剂[M].北京∶化学工业出版社,1998.

[4]中华人民共和国国家标准，建筑密封材料试验方法第5部分：表干时间的测定(GB/T13477.5—2002)[S].