单组份与双组份聚氨酯防水涂料的简介与对比

刘亚东 张春光 单雪强 石明菊

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002） 2河南科兴建设有限公司（450000）

单组份与双组份聚氨酯防水涂料的简介与对比

刘亚东1张春光1单雪强1石明菊2

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002） 2河南科兴建设有限公司（450000）

对于单组份和双组份聚氨酯防水涂料在产品分类、反应机理、生产过程、施工工艺、常见问题分析等方面进行阐述，并对两者进行对比。

单组份聚氨酯；双组份聚氨酯；聚氨酯防水涂料

聚氨酯（PU）自1937年被德国Bayer教授合成以后，经过70年的发展，在各个领域被广泛应用[1]。而聚氨酯防水涂料的兴起从20世纪60年代开始，主要在欧美及日本等地区发展。我国的聚氨酯防水涂料应用从20世纪70年代末开始，经过近40年时间的探索、研究、发展和不断创新，与发达国家的差距越来越小。随着聚氨酯防水涂料的不断发展，其生产工艺、产品种类也不断增多，因此有必要对聚氨酯防水涂料进行系统介绍及对比分析，从而加深对聚氨酯防水涂料的了解及认识。

1 产品介绍及对比

1.1 产品分类

聚氨酯防水涂料按组份可分为单组份和双组份两种类型。

目前国内市场根据不同的固化机理将单组份聚氨酯防水涂料分为湿固化型、潜固化型、水固化型，三者外观无明显差别。

双组份聚氨酯防水涂料一般分为焦油型、非焦油型和聚醚型。

1.2 反应机理介绍及对比

1.2.1 反应机理介绍

单组份聚氨酯防水涂料中湿固化单组份聚氨酯防水涂料的机理是防水涂料体系内的—NCO直接与空气中的湿气进行反应形成固化；潜固化型单组份聚氨酯防水涂料是体系先吸收湿气，之后与潜固化剂反应，形成—NH2H和—OH，然后与体系中的—NCO反应形成脲基和氨基甲酸酯；水固化型单组份聚氨酯防水涂料是由使用时外加的一部分水与—NCO反应形成固化。

双组份聚氨酯防水涂料是由含有聚醚多元醇或聚酯多元醇与异氰酸酯缩聚而成的—NCO预聚体的甲组份和含有—OH活性基团、交联剂等的乙组份组成，两者通过搅拌混合进行反应[2]。

1.2.2 反应机理差异对比

两者都是通过—NCO与—OH反应形成固化，不同的是单组份聚氨酯防水涂料是与水中的—OH进行反应，而双组份聚氨酯防水涂料是与乙组份的—OH进行反应。

1.3 生产过程介绍

单组份聚氨酯防水涂料生产的核心设备为反应釜,首先将聚醚原料和粉料进行混合、搅拌、砂磨，然后加入各种增塑剂搅拌升温并抽真空，反应达到一定时间，加入溶剂、助剂、颜料等，经搅拌后冷却、过滤，并进行装桶密封。

图1 单组份生产过程

双组份聚氨酯防水涂料生产的核心是甲组份和乙组份各有独自的反应釜。甲组份是由聚醚原料经过减压脱水之后加入氰酸酯和稳定剂等经混合搅拌进行反应，乙组份是由溶剂、助剂、颜料等经过混合搅拌抽真空形成均匀分散的液体。

图2 双组份生产过程

单组份聚氨酯防水涂料和双组份聚氨酯防水涂料在生产过程中要对加料全过程进行准确计量，对各个反应釜的温度和压力严格控制，对脱水、搅拌和抽真空等过程严谨操作，保障产品质量。

1.4 施工工艺介绍及对比

1.4.1 施工工艺介绍

聚氨酯防水涂料对基层的要求及施工条件:

1）基层处理是聚氨酯防水涂料的关键因素，因此，基层必须稳定牢固，表面干净整洁，无明显的缺棱掉角、空鼓、裂缝、凹坑、倒坡、起砂等缺陷。

2）对阴阳角要进行圆弧形处理。

3）严格控制基层含水率。

4）施工环境符合要求后方可施工，聚氨酯防水涂料适宜的施工环境温度为5～35℃；室外施工应避免雨、雪、露、霜等潮湿天气。

5）施工前应将基层表面的砂浆残渣等仔细清除；对阴阳角、管道根部、地漏和排水口等部位应认真清理。

6）先进行底涂施工，底涂干燥后才能进行下一道工序。

1.4.2 施工工艺对比

单组份聚氨酯防水涂料不需要进行比例调配，开盖搅拌均匀后即可进行涂刷，开盖后必须在当天用完。双组份聚氨酯防水涂料需要进行精确的比例配制、混合，然后进行涂刷。聚氨酯防水涂料在施工时应分层分遍涂布，每遍的涂刷的涂刷厚度不要太厚，涂刷时尽量做到均匀、厚薄一致，一般可分2～3遍完成。每遍涂布之后应让涂膜有充分时间固化，间隔时间不宜少于24 h。单组份聚氨酯防水涂料和双组份聚氨酯防水涂料均为易燃液体状态，应注意防火。

1.5 常见问题分析

1）在施工前，聚氨酯防水涂料打开桶装之后发现结皮现象，其重要原因有:①涂料包装桶密封不严或包装桶存在砂眼，导致空气进入桶中，空气中的水分与涂料反应形成固化，在单组份聚氨酯中表现明显，双组份影响次之；②催化剂使用品种不当或用量过多，在运输过程中就有可能会使涂料进行固化反应。

2）施工后涂层不干或干得很慢。单组份聚氨酯防水涂料的机理是与空气中的水分进行反应。空气的湿度和温度直接影响了涂料的成膜时间，湿度越大，温度越高，成膜时间越短，固化越快。单组份聚氨酯防水涂料在夏季施工，一天内即可固化成膜，冬季施工则需要三到四天。双组份聚氨酯防水涂料涂层不干或干得慢则可能是比例调配不准确或是搅拌不均匀，导致甲、乙两组份反应不完全，成膜时间延长，甚至导致工程质量不达标。施工过程中，出现酸性物质也会影响涂层的成膜固化。

3）施工后出现脱层现象。基层处理不彻底，表面有浮灰、砂砾等细小物质，都会使涂料在成膜固化过程中与基层分离并导致脱层。基层过于潮湿，也会使涂料与基层分离，严重时会产生起泡、鼓包等现象。

2 结语

聚氨酯防水涂料以其抗拉强度高、柔韧性和适应性良好、体积收缩小等优点得到了广泛应用。随着人们环保意识的不断提高，相信在不久的将来，越来越多的绿色无毒无害的环保型聚氨酯防水涂料会被开发和应用。

[1]HeikensD,MeijersA,Reth P H.The difference in mechanical different diamines[J].Polymer,1968,9(1):15-10.

[2]韩喜林.单组分湿固化彩色聚氨酯防水涂料[J].化学建材，1997，3(4):36-40.