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防水施工中混凝土防护涂层与单组分聚氨酯底漆的影响

文章编辑: admin     发表时间: 2018-11-13

常用的混凝土防护涂层配套底漆一般为环氧类或聚氨酯类材料,二者同属于化学固化型底漆,均具有优异的附着力和防腐蚀性能。通常认为,环氧类底漆相对于聚氨酯类底漆具有更强的附着力和更好的耐碱性,但在干燥速率和温度适应性方面,聚氨酯底漆则比环氧底漆更受用户青睐。
 
本研究设计制备出了一系列单组分聚氨酯底漆,对其固化时间以及在不同环境下的附着力变化规律进行了分析,在此基础上形成的一系列聚氨酯基高性能防水防护体系在桥梁防护、屋面防水等工程中得到了成功的应用。
 
催化剂用量对聚氨酯底漆表干时间和存储稳定性的影响
 
分别制备催化剂质量分数为0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0%的单组分聚氨酯底漆,考察了单组分聚氨酯底漆的存储稳定性(图1)和表干时间随催化剂用量的变化规律(表1)。随着催化剂用量的增加,漆膜的表干时间缩短,但其存储稳定性也随之变差。当催化剂用量为0.05%时,材料的表干时间约2.5 h,储存稳定性可达到6个月以上,基本满足市场和一般用户的切实需求。
 
多元醇种类对聚氨酯底漆粘结强度的影响
 
分别以聚醚多元醇N210、N220、N240以及聚酯多元醇Desmophen850制备含有不同软段结构的单组分聚氨酯底漆(聚醚多元醇N210、N220、N240的相对分子质量依次为1 000、2 000和4 000),考察了不同软段结构对聚氨酯底漆干粘结强度的影响,其结果如图2所示。当软段结构由聚酯多元醇替代聚醚多元醇时,底漆与混凝土基材之间的干粘结强度则明显高于任一聚醚多元醇体系。
防水施工
 
对不同软段结构的单组分聚氨酯底漆在不同浸水周期时湿粘结强度进行了测试,研究了单组分聚氨酯底漆与混凝土基材之间的湿粘结强度随着浸水时间的变化规律,其结果如图3所示。底漆与混凝土基材之间的湿粘结强度随着浸水时间的延长稍有减小。
 
稀释剂用量对聚氨酯底漆黏度和粘结强度的影响
 
分别制备了稀释剂质量分数为0%、10%、20%、30%、40%的单组分聚氨酯底漆,研究了稀释剂用量对聚氨酯底漆干粘结强度的影响,其结果如图4所示。聚氨酯底漆的粘结强度随着稀释剂用量的增加呈先增大后减小的趋势。在实际使用过程中,用户可根据实际需要选择不同固含量的底漆,如密闭或半封闭环境下,因通风不畅,一般会要求无溶剂,此时应选择稀释剂含量为0%的底漆体系。
 
单组分聚氨酯底漆配伍性分析
 
制备软段结构为聚酯多元醇、稀释剂用量为10%、催化剂用量为0.05%的单组分聚氨酯底漆,并选取市售单组分聚氨酯防水涂料(P1)、手刮聚脲防水涂料(P2)、聚氨酯面漆涂料(P3)。成型若干尺寸为(400×400×50) mm,强度为C60的混凝土试件(标准养护室中养护28 d备用),并在其上涂覆上述自制的单组分聚氨酯底漆,用量控制为80~100 g/m2,待底漆干燥后分别涂覆单组分聚氨酯防水涂料、手刮聚脲防水涂料和聚氨酯面漆涂料(各类材料均分为2遍涂刷,总厚度为0.5~0.8 mm,涂层厚度通过涂覆用量来间接控制)来制备不同的涂层体系,涂覆完成后在温度为(23±2) ℃,湿度为50%的环境下养护7 d,考察各涂层体系的粘结强度,其结果如图5—6所示。自制的单组分聚氨酯底漆与聚氨酯及聚脲类材料所形成的防护涂层具有良好的封闭性和层间配伍性,在混凝土防护领域具有较佳的应用前景。
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常见问题

常用的混凝土防护涂层配套底漆一般为环氧类或聚氨酯类材料,二者同属于化学固化型底漆,均具有优异的附着力和防腐蚀性能。通常认为,环氧类底漆相对于聚氨酯类底漆具有更强的附着力和更好的耐碱性,但在干燥速率和温度适应性方面,聚氨酯底漆则比环氧底漆更受用户青睐。
 
本研究设计制备出了一系列单组分聚氨酯底漆,对其固化时间以及在不同环境下的附着力变化规律进行了分析,在此基础上形成的一系列聚氨酯基高性能防水防护体系在桥梁防护、屋面防水等工程中得到了成功的应用。
 
催化剂用量对聚氨酯底漆表干时间和存储稳定性的影响
 
分别制备催化剂质量分数为0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0%的单组分聚氨酯底漆,考察了单组分聚氨酯底漆的存储稳定性(图1)和表干时间随催化剂用量的变化规律(表1)。随着催化剂用量的增加,漆膜的表干时间缩短,但其存储稳定性也随之变差。当催化剂用量为0.05%时,材料的表干时间约2.5 h,储存稳定性可达到6个月以上,基本满足市场和一般用户的切实需求。
 
多元醇种类对聚氨酯底漆粘结强度的影响
 
分别以聚醚多元醇N210、N220、N240以及聚酯多元醇Desmophen850制备含有不同软段结构的单组分聚氨酯底漆(聚醚多元醇N210、N220、N240的相对分子质量依次为1 000、2 000和4 000),考察了不同软段结构对聚氨酯底漆干粘结强度的影响,其结果如图2所示。当软段结构由聚酯多元醇替代聚醚多元醇时,底漆与混凝土基材之间的干粘结强度则明显高于任一聚醚多元醇体系。
防水施工
 
对不同软段结构的单组分聚氨酯底漆在不同浸水周期时湿粘结强度进行了测试,研究了单组分聚氨酯底漆与混凝土基材之间的湿粘结强度随着浸水时间的变化规律,其结果如图3所示。底漆与混凝土基材之间的湿粘结强度随着浸水时间的延长稍有减小。
 
稀释剂用量对聚氨酯底漆黏度和粘结强度的影响
 
分别制备了稀释剂质量分数为0%、10%、20%、30%、40%的单组分聚氨酯底漆,研究了稀释剂用量对聚氨酯底漆干粘结强度的影响,其结果如图4所示。聚氨酯底漆的粘结强度随着稀释剂用量的增加呈先增大后减小的趋势。在实际使用过程中,用户可根据实际需要选择不同固含量的底漆,如密闭或半封闭环境下,因通风不畅,一般会要求无溶剂,此时应选择稀释剂含量为0%的底漆体系。
 
单组分聚氨酯底漆配伍性分析
 
制备软段结构为聚酯多元醇、稀释剂用量为10%、催化剂用量为0.05%的单组分聚氨酯底漆,并选取市售单组分聚氨酯防水涂料(P1)、手刮聚脲防水涂料(P2)、聚氨酯面漆涂料(P3)。成型若干尺寸为(400×400×50) mm,强度为C60的混凝土试件(标准养护室中养护28 d备用),并在其上涂覆上述自制的单组分聚氨酯底漆,用量控制为80~100 g/m2,待底漆干燥后分别涂覆单组分聚氨酯防水涂料、手刮聚脲防水涂料和聚氨酯面漆涂料(各类材料均分为2遍涂刷,总厚度为0.5~0.8 mm,涂层厚度通过涂覆用量来间接控制)来制备不同的涂层体系,涂覆完成后在温度为(23±2) ℃,湿度为50%的环境下养护7 d,考察各涂层体系的粘结强度,其结果如图5—6所示。自制的单组分聚氨酯底漆与聚氨酯及聚脲类材料所形成的防护涂层具有良好的封闭性和层间配伍性,在混凝土防护领域具有较佳的应用前景。


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