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進行了高鐵用高強度無溶劑聚氨酯防水涂料配方設計、制備工藝和性能的研究,提出以“單位基團當量”這一概念作為配方設計的依據,并分析了高強度聚氨酯防水涂料性能與結構的關系。研究結果表明,雙組分聚氨酯防水涂料配方設計時,A組分的單位基團當量應略大于B組分的單位基團當量;A組分中—NCO/—OH值應遠大于2;聚氨酯預聚體合成中的二異氰酸酯以分步加入為宜,如此能使聚氨酯防水涂料既有較高的模量,又具有高彈性,*終體現出高強度。 關鍵詞:高強度聚氨酯防水涂料;配方設計;單位基團當量;制備工藝 中圖分類號:TU56+1.65 文獻標識碼:A 文章編號:1001-702X(2011)05-0072-04 鐵路線主要由路基、橋梁和隧道組成,由于高鐵、客運專線的運行特點,橋梁占線路比例大幅增加,已超過50%。在橋梁混凝土橋面設置防水層,可以有效阻隔水滲入橋面板結構內,減緩混凝土的老化及橋面板內鋼筋銹蝕,從而達到提高混凝土橋結構耐久性的目的。所以橋面防水是混凝土橋梁工程中的一個重要組成部分[1-2]。 本課題是根據鐵道部科技司于2007年4月5日發布的科技基函[2005]101號《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術條件》修訂稿的要求,而進行高速鐵路專用高強度聚氨酯防水涂料的研制。同時提出高強度聚氨酯防水涂料配方設計的一些基本思路和依據,試圖對行業研究人員的開發研究工作提供參考。 1試驗 1.1主要原料 聚醚220、聚醚3050、聚醚330N,工業級,上海高橋石化公司;甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯,工業級,進口;3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、鄰苯二甲酸二丁酯、氯化石蠟、消泡劑,工業級,上海臺安工程實業有限公司;辛酸亞錫,工業級,上海諾泰化工有限公司;滑石粉,工業級,上海雙達化工有限公司。 1.2高強度聚氨酯防水涂料制備工藝 聚氨酯預聚體組分的合成:在四口燒瓶中加入聚醚220、聚醚3050,減壓至-0.09MPa,加熱到(120±2)℃,真空脫水1h。然后降溫至70℃左右,一次或分步加入二異氰酸酯,溫度控制在(83±2)℃,反應2~3h。反應完成后,降溫并真空脫泡30min,出料,即得聚氨酯預聚體,簡稱A組分。 固化劑組分的制備:在四口燒瓶中加入聚醚330N、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、氯化石蠟、滑石粉,攪拌分散均勻,加熱到(120±2)℃,減壓至-0.09MPa,真空脫水1h。然后降溫,加入鄰苯二甲酸二丁酯、辛酸亞錫、消泡劑,混合分散,待降至室溫后出料,即得固化劑組分,簡稱B組分。 1.3性能測試 拉伸性能、固含量按GB/T19250—2003《聚氨酯防水涂料》測試;動態力學性能采用DMA2242C動態力學熱分析儀(德國NETZSCH公司)測試。 2結果與討論 2.1設計配方的基本思路與依據 雙組分聚氨酯涂料一般可采用m(A組分)∶m(B組分)為1∶1、1∶2、1∶3等不同配比來進行2個組分的混合。為使A組分的—NCO與B組分的—OH、—NH2等反應基團基本等當量反應,以獲取*大的交聯程度,需按不同的配比要求計算并確定生產配方,這在實際操作中有所不便,而且實際生產配方往往是通過范圍較大的配比試驗來獲取,費時費力。而高強度聚氨酯防水涂料對于A、B組分的匹配要求,得到雙組分配比的設計基準更加重要。 為配方設計提供依據,提出一個概念———單位基團當量,其定義為:各組分單位質量中參與反應的基團當量,單位:當量/g。單位基團當量設計計算公式: 防水施工 防水施工 太原防水 大同防水 山西防水
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