防水用聚脲与聚氨酯涂料的异同点.doc

防水用聚脲与聚氨酯涂料的异同点比较了用作建筑防水涂料的聚脲与聚氨酯的并同，介绍了聚脲和聚氨酯施工应用时不同基层情况下底涂剂的选用，并对聚脲和聚氨酯的发展方向作了讨论。聚氨酯(PU)作为一种高分子材料，用途很广，如粘合剂、密封胶、涂料、保温材料、填充材料、发泡材料、工程塑料、橡胶制品、纤维等等，建筑防水行业应用的最多的聚氨酯材料是聚氨酯防水涂料。近几年出现了聚脲(PUA)防水涂料，逐步为人们所熟悉。聚脲防水涂料与聚氨酯防水涂料有何相似点，又有何相异点，则是本文要着重介绍的。1聚氨酯与聚脲分子结构上的异同点聚氨酯是由含端异氰酸酯(一NCO)化合物与含多羟基化合物经过化学反应，形成具有氨酯键(一NHCOO一，又称氨基甲酸酯)的高分子材料。一NCO+H0一→一NHCOO一该反应需要一定的温度．并且需要催化剂。其所形成的高分子材料固化成膜后，高分子链上含有多种化学键，如：碳碳键(一C—C一)、醚键(一0一)、酯键(一COO一)、氨酯键(一NHCOO一)，也含有少量脲键(一NHCONH一)等。聚脲是含端多异氰酸酯(一NCO)与端多元胺(包括树脂和扩链剂)反应所形成的具有脲键(一NHCONH一)的高分子材料。一NCO+NH2一→一NHC0NH一它无需催化剂，也不须加热即可迅速反应。喷涂聚脲(SPUA)需加热，以调节粘度，便于均匀喷成膜其固化后高分子链中含有碳碳键(一C—C一)、醚键(一O一)、脲键(一NHC0NH一)、酯键(一COO一)、氨酯键(一NHC00一)等。1．1相同点1)聚氨酯固化成膜后和聚脲固化成膜后，分子链中所含的化学键种类是相同的或相似的。2)无论是聚氨酯还是聚脲，必须先制成含端基为异氰酸酯的预聚体或半预聚体或齐聚物。也有人将聚脲称为一种特殊的聚氨酯或高力学性能的聚氨酯。1．2不同点1)尽管聚氨酯和聚脲固化成膜后，所含化学键的种类相同或相似，但聚氨酯橡胶膜中对其物理性能起关键作用的官能团为氨酯键，而聚脲固化后对其性能起关键作用的官能团为脲键。在聚氨酯和聚脲中都会有氨酯键和脲键，但由于在聚氨酯固化后的橡胶膜中，氨酯键数量大大超过脲键，其性能主要由氨酯键所决定：而聚脲固化后的橡胶膜中脲键的数量超过氨酯键数量，其性能主要由脲键所决定。2）脲键强度大大超过氨酯键强度，并且脲键很稳定。3)对于市场上常见的喷涂聚氨酯(脲)或称杂合聚脲(hybride)，存双组分巾除采用氦聚醚以及端氨基扩链剂外，还有羟基类物赝(如聚醚、聚酯等)以及催化剂。杂合聚脲中氦类物质的量存交联『占1化剂中臆在20％～80％，如果低：20％则称为聚氨酯。4)单组分聚氯酯田化过程中，1个水分子消耗2个NCO，产牛1个l脲键，分予结构中氦酯键的数量仍大大超过脲键数量，其力学性能远低丁单、双组分聚脲(包括杂合聚脉)。即使加入潜伏性同化剂，氨酯键仍然大于脲键数量常的潜伏性同化剂为羟基和氨基同时封端化合物，解封，与NCO(异氰酸酯)反应形成氨酯键和脲键=潜伏性同化剂只过抑制CO2，气泡的数壁，抑制肉眼可见泡孔的产生．．相当部分的NCO还是靠水分反应形成脲键．只不过所产生CO2，的速度和数量大大减少，形成孔。交联点有脲键．也有氨酯键。5)市场上常见的双组分刮涂聚脉实质上为聚氦酯(脲)即杂合聚脲甚至，一些所谓的舣组分副涂聚脲其氨类同化刹低于20％．实际为聚氨酯。6)对了双组分聚氨酯．B组分中如果加入任何端氨基物质，而只仃多元醇类物质，两背混合后，同化后的橡胶膜中主要氨酯键但仍然含有做少量脲键。因为有催化剂存在时水分与羟基存在竞争反应，水分消耗NCO后，形成极少量脲踺。7)单组分聚脲必须对端氨基物质(包括扩链剂、树脂)进行封端，并且封端要完全，更不能加入含有羟基的物质，也不能加入封端的羟基物质、否则，在同一系统中很快凝胶。8)双组分喷涂聚脲(SPUA)，A组分为含有NCO的齐聚物或半预聚体，R组分(B组分)为含氨类物质(树脂、扩链剂)的混合物，不能加入骅基物质和催化刹。这是国际聚脲发展协会(PDA)的最新定义。传统定义是R组分(B组分)中氦类物质的量要超过80％，允许有低于20％的羟基类化合物(聚醚、聚酯)存在。2单双组分聚氨酯、聚脲的固化机理与物理性能2．1同化过程同化过程就是交联反应过程，对于双组分聚氨酯：同化过程均发生了化学反应。双组分聚氨酯交联后，交联点形成氨酯键；单组分聚氨酯、单组分聚脲、双组分聚脲同化交联后交联点均形成了脲键。但单组分聚氨酯只有1个脲键。双组分聚氨酯反应过程中极少量的水分也会NCO反应，产生极少量脲键。2．2影响性能的化学键以二官能分予为例．交联后分子中交联点形成的主要化学键如表l所示。如前述．单组分聚氨酯在交联同化过程中，在水分作用下2个NCO产生1个CO2分子，生成1个脲键而组分聚脲在交联固化过程中，在水分作用下，解除封闭的胺基，形成2个脲键。正是由