水性聚氨酯及应用
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第4章 水性聚氨酯防水涂料

聚氨酯防水涂料是20世纪60年代在欧美、日本发展起来的一种新型的高分子防水涂料。在我国,聚氨酯防水涂料在70年代开始起步,于90年代发展迅速并得到了广泛的推广与普及。从一开始的焦油型到后来的沥青型,到现在大力研究与应用的水性聚氨酯防水涂料,不难看出,人们在注重聚氨酯防水涂料的防水功效的同时,对于健康环境的安全意识也越来越强。

水性聚氨酯涂料在具有诸多优点的同时,也存在一个比较严重的缺点:由于其以水作为分散剂,不可避免地会在分子结构中引入—COOH、—OH等亲水基团,使得其耐水性能较溶剂型聚氨酯涂料要差很多,限制了其使用范围。通常,聚氨酯结构中常见的基团抗水解能力排列如下:

醚基>氨基甲酸酯>脲,缩二脲>酯基

水对聚氨酯的作用主要体现在两个方面。一方面是物理变化,水进入聚氨酯分子之间,与分子中的极性氨基甲酸酯基产生氢键作用,从而减弱了原先聚合物主链的氢键作用,严重影响聚氨酯的物理性能,起到类似增塑剂的作用,不过这种吸水可逆,经干燥脱水后可以恢复原来的性能;另一方面是化学变化,这种影响在聚氨酯水解中,尤其对于聚酯型聚氨酯最为明显,主链中的酯基水解成两个端基分别为羟基和羧基的短链,而酸性羧基又会进一步加速其他酯基的水解,发生自动催化的连锁反应,这种水解变化是不可逆的。

正因为如此,为了克服水对聚氨酯结构的影响和破坏,通常会对水性聚氨酯本身的结构进行改造,如增加体系交联组分、接入疏水基团等,从而合成具有防水效能的水性聚氨酯涂料。