水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料

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1、水性聚氨酯改性乳化沥青防水涂料王长安1,2，吴育良1,2，许凯1，陈鸣才1(1.中科院广州化学研究所，广州510650；2.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：本文以水性聚氨酯为改性剂对乳化沥青进行改性，运用相容剂等助剂提高了水性聚氨酯与沥青的相容性，并较为系统地研究了涂料的配方及其性能。当水性聚氨酯达到沥青质量的1/4后，粘结强度≥0.18MPa，拉伸强度≥0.68MPa，可作为一种“绿色”环保防水涂料进行推广。关键词：防水涂料；乳化沥青；水性聚氨酯；相容剂中图分类号：TU56+1.65文献标识码：A文章

2、编号：1004-1672(2004)05-0036-03EmulsifiedBitumenWaterproofCoatingModifiedwithWater-BornePolyurethane/WangChang-anetal//GuangzhouInstituteofChemistry,theChineseAcademyofSciencesAbstract:Emulsifiedbitumenwasmodifiedwithwater-bornepolyurethaneasmodifier,compatibilit

3、yofwater-bornepolyurethanewithbitumenwasenhancedwithaidssuchascompatibilizerandformulationandperformanceofthecoatingwasstudiedsystematically.Whenwater-bornepolyurethanemasswas1/4asmuchasbitumenmass,itscohesivestrength≥0.18MPa,tensilestrength≥0.68MPa,thusthecoa

4、tingcouldbedeployedasa"green"environmentallyfriendlywater-proofcoating.KeyWords:waterproofcoating,emulsifiedbitumen,water-bornepolyurethane,compatibilizer石油沥青具有良好的粘结性、抗老化性和防水能力，长期以来被广泛的用作筑路、防水和密封等材料[1]。用于防水工程有原料易得、价格低廉等的优点，是国内外防水防渗工程中应用最为广泛的材料之一。然而沥青高温流淌、低温冷脆开

5、裂、耐候性不佳，大多采用现场熬制、热施工的方式，这种方法污染空气，对工人身体危害大，易发生火灾，施工效率低。随着人们环保意识的增强和能源危机的加剧，使沥青的乳化改性和新型防水涂料的开发成为人们关注的热点。乳化沥青防水涂料的改性以氯丁橡胶(CR)[2]、再生胶[3]、SBR[4]等最为常见，尽管改性效果较为明显，但CR的价格相对较高，再生胶改性后质量不够稳定，粘结强度较差等。水性聚氨酯(water-bornepolyurethane，WPU)是目前综合性能较好的防水涂料之一，具有成膜性好、延伸率大、粘结力较强、耐油、

6、耐酸碱等化学品和施工应用范围广等优良性能，既有效避免了溶剂型聚氨酯体系中有毒、易燃挥发性有机化合物(VOC)的排放，又具有不燃、无毒、不污染环境、节约能源等的优点。但耐水性却存在一定的不足[5~7]。基于WPU的优良性能，我们根据高分子共混改性的基本原理，研究了WPU乳液改性乳化沥青的制备，并对相容剂及其助剂的选择和用量的问题进行了初步探讨，有效地解决了沥青热淌冷脆以及沥青型聚氨酯的相容性较差，以及WPU涂料价格较高等问题。另外，水性聚氨酯乳液改性乳化沥青涂料未见文献报道。1实验部分1.1药品聚醚：商品名N210，

7、Mn=1000±100，羟基值1.86~2.14mmol/g，南京金陵石油化工厂生产；甲苯二异氰酸酯(TDI)，工业级，上海五联化工厂；2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)，工业级，湖州长盛化工有限公司；70＃沥青，茂名石化;相容剂XRJ-10，XR-20及其助剂ZJ-1、ZJ-2，均为市售。1.2沥青乳液的制备(1)将复合乳化剂溶于40~50℃的水，或加入一定量的相容剂；(2)将沥青加热至120~130℃，按油水比60∶40与上述乳化剂溶液，进入高速剪切搅拌5~8min得到固含量60%的沥青乳液。1.3水性聚氨酯乳液

8、的制备按一定比例，将TDI与一定量的N210加到四口烧瓶(氮气保护)中并冷却到5℃，在高速搅拌下，补加化学计量的TDI，最后将一定量的DMPA和剩余的N210加到四口烧瓶中，保持在70℃左右搅拌反应第6期化学建材374.5h，得到预聚体；将少量的三乙胺溶于5℃的水中，加入上述预聚体，高速剪切乳化，得到固含量30%左右的水性聚氨酯乳液。1.4WPU改性乳化沥青