高铁客运专线桥梁用高强度

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1、高铁客运专线桥梁用高强度聚氨酯防水涂料的研制褚建军，康杰分，沈春林(苏州中材非矿院有限公司防水材料设计研究所，江苏苏州215004)摘要：以聚醚多元醇和TDI制备异氰酸酯预聚体，以芳香胺和聚醚多元醇为硫化剂，制备一种双组分高强度无溶剂聚氨酯防水涂料。其主要技术指标为拉伸强度不小于6．0MPa，断裂延伸不小于450％，与混凝土粘结强度不小于2．5MPa，满足在高速铁路客运专线桥梁卜的使用要求。关健词：聚氨酯防水涂料：TDI；高铁客运专线桥梁中图分类号：TU56+1．65文献标识码：A文章编号：1001-702X(2008)07-0049-040前言本项目是根据铁

2、道部科技司于2007年4月5日发布的科技基函[2007]6号《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》修订稿的要求，而研制的高速铁路专用高强度聚氨酯防水涂料。该“技术条件”规定用于粘结卷材的聚氨酯涂料拉伸强度要求不小于3．5MPa，断裂延伸率不小于450％；用于防水层的聚氨酯防水涂料拉伸强度要求不小于6．0MPa，断裂延伸率不小于450％，而用于普通防水层的聚氨酯防水涂料拉伸强度要求仅不小于2．45MPa。本研制的高铁客运专线桥梁专用高强度聚氨酯防水涂料(TDI型)，属双组份反应型涂膜防水材料，A组份是带有—口NCO基团的聚醚预聚物，B组份是以填料、硫化剂、

3、催化剂、防老剂和增塑剂等组成的含有一OH和一NH2基团的棕色稠状的固化剂混合物。使用时，将A组份和B组份按一定比例均匀混合后，涂抹在混凝土防水基面上，经数小时后，固结成既富有弹性、坚韧又具有耐久性的整体涂膜防水层。产品适用于铁路混凝土桥梁有碴桥面、无碴桥面及铁路桥梁涵洞防水工程，也适用于对防水性能有较高要求的其它建筑物、构筑物的防水。1实验部分1．1主要原料A组分：聚醚多元醇(N220、N330)，上海高桥石化三厂：甲苯二异氰酸TDI(T-80)，上海巴斯夫公司：稳定剂，市售。B组分：液体填料，江苏句容化工有限公司／天津大港油田炼油厂；增塑剂，市售；粉填料(轻

4、钙800目、滑石粉800目)，市售：催化剂有机锡，市售；3，3’—二氯—4，4’二氨基二苯基甲烷(MOCA，俗称莫卡)，苏州前进化工厂；紫外线吸收剂UV531，南京米兰化工有限公司；抗氧剂264，南京米兰化工有限公司；触变剂，市售。1．2试样制备A组份：在1000ml三口烧瓶中加入混合聚醚(N220、N330)，加热到(105±5)℃对其进行真空脱水处理1h，然后降至60℃以下，加入稳定剂，搅拌均匀后，滴加TDI。滴加完毕后，升温至(80±5)℃，恒温反应2h，降温至60℃以下，出料包装，即得A组分预聚体。B组份：在2000ml搪瓷烧杯中，加入计量好的液体填料

5、、增塑剂，边搅拌边升温，至(100±5)℃加入复合硫化剂(MOCA、聚醚N330)、防老剂264、紫外线吸收剂、粉填料、触变剂，在110℃下进行真空脱水1h。冷却至70℃以下加入有机锡。搅拌均匀后研磨2遍，出料包装，即得含有硫化剂的混合物。1．3工艺流程(1)A组分预聚体工艺流程(见图1)1．4性能测试方法及涂膜制备涂料性能按GB／T19250--2003《聚氨酯防水涂料》进行测试。配比按m(A组分)：m(B组分)=1：2进行混合。制膜时分2-3次涂膜,制得(2±0．1)mm的涂膜，在标准条件[(23±2)℃，湿度(50±5)%]下成膜，养护168ho然后切成

6、标准哑铃型试样，采用江都市明珠实验机械厂的MZ-2000C型拉伸试验机测试拉伸强度和断裂伸长率。2结果和讨论2．1涂半斗的物理性能测试结果(见表1)从表1可知，本研制的TDI型高强度双组分聚氨酯防水涂料各项性能指标均达到或优于TB／T·2965—2007《铁路混凝土桥梁桥面TQF-I型防水层技术条件》的要求。2．2聚醚多元醇组合对聚氨酯防水涂料性能的影响在预聚体合成过程中，采用了二官能团聚醚N220和三官能团聚醚N330按不同配比进行。在保持预聚体—NCO含量相同的情况下，2种聚醚的投料摩尔比对产品力学性能的影响见图3。图3试验结果表明，随着三官能度聚醚含量的

7、增加，所得产品的拉伸强度呈现增大的趋势，但弹性和断裂延伸率呈降低趋势：因此，在合成聚氨酯防水涂料预聚体的过程中，应采用合适的聚醚多元醇混合配比。2．3预聚体中--NCO含量对聚氨酯防水涂半斗性能的影响预聚体中—NCO含量是决定聚氨酯防水涂料性能的一个最主要的技术参数。在制备高强度聚氨酯防水涂料时，预聚体中—NCO含量对其机械物理性能影响最大，通过改变预聚体中的—NCO含量可以调节聚氨酯防水涂料的物理性能(见图4)。由图4可见，物理力学性能在总体上呈现增长的趋势，当预聚体随—NCO含量达到一定值时，聚氨酯防水涂料的物理力学性能呈增长趋缓。当预聚体中—NCO含量再

8、增加时，涂膜机械强度虽有提高，但涂膜的