改性聚氨酯防水密封胶的制备、结构与性能

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1、郑州大学硕士学位论文插’婆摘要由于聚氨酯防水密封胶具有弹性好，伸长率大，强度高，耐磨性突出，耐酸性、耐碱性、耐低温性、耐水性优异，韧性好等特点，所以早在20世纪80年代，美国、日本等经济发达国家的聚氨酯防水密封胶己在建筑、水利和公用设施建设等方面获得了非常广泛的应用。随着我国建筑和水利工程建设的迅猛发展和工程质量标准的不断提高，对高档防水密封胶的需求量与日俱增。但由于聚氨酯防水密封胶价格昂贵，国内很难推广应用．为此，国内过去多使用焦油聚氨酯防水密封胶，但由于其污染环境，危害人类身体健康，国家已制定了有

2、关法规限制其使用。国内石油树脂大量积压、价格低廉，含毒性物质少，而且与聚醚型聚氨酯预聚体具有较好的相容性，所以采用石油树脂改性聚氨酯防水密封胶不仅能够降低成本，而且为大量积压的石油树脂开拓了新的应用领域，同时也有利于减少环境污染。因此石油树脂聚氨酯防水密封胶的研制具有十分重要的经济与社会效益。本课题以聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯反应合成出了具有特定异氰酸根含量的聚氨酯预聚体，然后以预聚体为甲组分，一定量的石油树脂、填料以及其他成分为乙组分，以水作为固化剂制备了改性聚氨酯防水密封胶(PetroleumRe

3、sinPolyurethaneSealant，简称PRPUS)。并对其化学结构、相态结构，力学性能、热性能、流变性能、耐水性能等进行了分析和研究。主要工作内容如下：1．反应温度为85+2℃，预聚时问为5．oh时，可以制备出一定，NCO含量的聚氨酯预聚体，它完全能够满足石油树脂聚氨酯密封胶的使用要求。2．首次以石油树脂为改性剂，以自制的特定聚氨酯预聚体及填料、扩链剂、催化剂等为原料，制备出来了力学性能优异的水固化改性聚氨酯防水密封胶。讨论了石油树脂的含量、填料的含量、催化剂的种类、扩链剂的种类以及异氰酸

4、酯基含量等因素对改性聚氨酯防水密封胶力学性能的影响。制备的改性聚氨酯防水密封胶表干时间小于24h，拉伸强度可达1．5MPa以上，断裂伸长率能达到450％以上，固体含量90％以上，各项指标基本达到聚氨酯建筑防水密封胶标准(JC482．1992)中优等品要求。3．对改性聚氨酯防水密封胶的耐水性进行了表征，发现其3d吸水率在10郑州人学硕士学位论文摘要％以下，浸水后力学性能也有较高的保持率，说明其耐水性较好。4．通过红外光谱(服)和扫描电镜(SEM)对改性聚氨酯防水密封胶的结构进行了初步表征，结果表明石油树

5、脂只是作为一种惰性组分加入，其并没有与聚氨酯预聚体发生反应；石油树脂与聚氨酯预聚体具有较好的相容性。5．通过示差扫描量热法(DSC)、热重法(TG)和动态热机械分析(DMA)研究了改性聚氨酯防水密封胶的热性能。结果表明石油树脂在一定程度上降低了聚氨酯的玻璃化转变温度，起到了增塑作用，有两个玻璃化转变，软段的玻璃化转变温度Tgl在-20"0左右，硬段的玻璃化转变温度他在80"(2左右。石油树脂聚氨酯防水密封胶的热降解分为两个阶段，利用Coats．Redfern方法，第一阶段热降解活化能E,l=llO．9

6、kJ／mol，降解过程遵从SigmoidalCitll-Ve8中的A2Nucleationandgrowth(Avramiequation(1))机理；第二阶段热降解活化能Eaz=168．9kJ／mol，降解过程遵从DecelerationcIlrv龉中的D3Three-dimensionaldiffusion(Jand盯equation)机理。6．研究了改性聚氨酯防水密封胶的流变特性，改性聚氨酯防水密封胶的非牛顿指数n小于l，属于假塑性流体，且随着温度的升高而变大，随着石油树脂含量的增大而减小；表观

7、粘度随着剪切速率的提高和温度的升高而降低，其粘流活化能在试验条件下为7．31d／mol左右，说明改性聚氨酯防水密封胶在施工过程中具有较好的流平性。关键词：聚氨酯；防水密封胶；石油树脂；力学性能；热性能；流变特性郑州大学硕上学位论文AbstractBecauseofthegoodtensibilityandtensile-strength，excellentenduranceofwater,lowtemperature,grind,acidandalkali，polyurethanewaterproof

8、sealanthasbeenwidelyusedinarchitectuxe,waterconservancyandpublicserviceinAmerica,Japanandotherdevelopedcountriessince1980s．Withtherapiddevelopmentofarchitectureandwater姗urcefacilitiesinchina,aswellasthehighrequirementsofthequalit