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引言
聚}酯材料由于具有优异的物理化学性能Q满高速铁路用材料的要求,以聚氨酯为基Q可制成的品有泡沫塑料、弹性体、涂料、黏合剂{,在轨道交通的防震减噪、防水、灌等斚w有着q泛的应用[1-2]?
随着q年来高速铁路的快速发展,聚}酯防水涂料在高铁工程目中应用越来越q泛[3]Q《铁路凝土桥面防水层技术条件》中严格规定了直接用作防水层的聚氨酯防水涂料的拉伸强度≥6.0MPaQ断裂长率?50%。本文基于这一标准要求Q探讨了聚}酯涂料中聚醚、异氰酸酯、交联剂、助剂对聚}酯防水涂料的影响Q制备了一U满x准要求的高强度聚氨酯防水涂料?
1、试验部?
1.1原材?
聚醚多元?DL-1000D、DL-2000D、EP-330NG)Q工业Q山东蓝星东大化工有限责d?甲苯二异氰酸?TDI)Q工业Q拜x料科技(中国)有限公司;氯化矌(52#)Q工业Q南京荣基化工有限公?煅烧滑石_?1250?Q工业品Q阳山县华兴_微粉?邻苯二甲怺丁酯(DBP)Q工业品Q广州市壮达化工有限公司;3Q??二氯-4Q??二}Z苯基甲烷(MOCA)Q工业品Q湘园特U精l化工有限公?辛酸亚锡(T-9)Q工业Q上雨田化工有限公?防老剂BHT264Q工业Qd国Y(ji)OUNGING(z樱)集团?
1.2基本配方
A、Bl分的基本配方见??
1.3制备工艺
Al分Q将聚醚DL-1000D、DL-2000D、EP-330NG按一定比例加入四口烧瓶中Q升温至110℃ƈ保持压力?0.085MPa以下脱水2hQ降温至80℃,加入TDI反应3hQ降温出料即可?
Bl分Q将氯化矌、DBP、EP-330NG、MOCA、滑石粉{按一定比例分散好Q加入到四口烧瓶中,升温?10℃脱?hQ降温至50℃,加入T-12、BHT264搅拌均匀卛_出料?
1.4主要仪器
늃鼓风q燥:DHG-9070Q上h东荣丰科学A器有限公?低温试验:DX-40Q天z港源试验A器厂;标准L:JBY-30BQ州科达\桥试验A器厂;?sh)子万能拉力试验机:WDW-5型,q州澳金工业自动化系l有限公司?
1.5性能试
A、Bl分按质量比1?混合搅拌3~5min制膜Q在标准试验条g(温度(23K?)℃,相对湿度(60K?5)%)下养护ƈ?
性能试按照TB/T2965?011《铁路凝土桥面防水层技术条件》进行物理性能试?
2、结果与讨论
2.1涂料主要性能结?
按上qA、Bl分基本配方合成高强度聚氨酯防水涂料Q按照TB/T2965?011q行物理性能试Q结果见??
?结果显C,该涂料各物理性能指标均达到标准要求,而且性能良好?
2.2NCO含量Ҏ(gu)料性能的媄?
Bl分配方固定Q制得NCO含量不同的Al分Q与Bl分按质量比1?混合制膜Q检其强度和g伸率Q结果见??
p3可知Q当NCO含量增加QA料中刚性链D增加,极性基团增多,易于形成氢键Q涂膜后交联密度增大Q试栯,拉强度则比较大。但刚性链D늚增加限制了分子链在拉伸过E中的运动,使得涂膜后g伸率减小。ؓ使涂料综合性能H出Q试验中Al分的NCO含量应控制在8.0%~8.5%?
2.3聚醚多元醇对涂料性能的媄?
在聚醚二元醇DL-1000D、DL-2000D物质的量比一定的条g下,不同的二元醇与三元醇的物质的量比合成A料,保持预聚体中NCO含量不变Q?U聚醚的物质的量比对涂膜性能的媄响见??
p4可以看出Q物质的量比增大Q涂膜强度减,断裂伔R率增大。原因是聚醚二元醇以直链ZQ主要提升g伸性能Q聚醚三元醇在与TDI反应Ӟ起交联作用,主要增加涂膜的强度。所以在配方优选时Qn(二元?/n(三元?物质量比控制?4~15Q制得的涂料涂膜性能良好?
2.4Bl分中固化剂MOCA含量Ҏ(gu)料性能的媄?
MOCA可以在聚氨酯、聚脲类制品的生产中作ؓ扩链剂、固化剂使用。不同MOCA含量制得的Bl分与NCO含量?.0%的Al分??制膜Q测得涂料涂膜性能l果见表5?
从表5可以看出QMOCA含量增加Q反应加快,使得表干旉~短Q拉伸强度增加,而断裂g伸率则先增大后减。原因是Ҏ(gu)MOCA交联剂中含有4个活泼氢原子Q活性高Q反应后交联密度大,且带的苯环是属于刚性链D,随着用量增加Q刚性链D增加,强度增强Q断裂g伸率则是增加C定程度后开始下降,作ؓ配方优选,MOCA含量应控制在12%~14%Q制得的涂料涂膜性能优异?
2.5Bl分中抗氧剂含量Ҏ(gu)料热老化性能的媄?
聚}酯防水涂料成膜后Q在光和热的作用下,分子中的部分直链和基团会分解断裂Q造成涂膜性能下降。在配方中加入一定量的抗氧剂Q能有效地减~性能的老化q程Q目前聚氨酯涂料常用的抗氧剂是受阻酚cRBl分中抗氧剂BHT264含量Ҏ(gu)料热处理性能的媄响见??
从表6中可以看出,随着抗氧剂含量的增加Q涂膜的热处理强度保持率和热处理延率都增大Q得聚氨酯涂膜的耐热性能得到大幅提升Q当增加?.0%后,热处理性能变化不大Q作为配方优选,BHT264应控制在1.5%~2.0%?
2.6聚}酯防水涂料黏度变化对施工性能的媄?
聚}酯防水涂料在施工Ӟ需A、Bl分按一定的配比混合搅拌均匀后方可施工,A、Bl分在合后Q就开始反应,黏度随时间而增大,黏度增大q快Q将影响施工的涂刮性能。所以,在配方研制过E中Q需要适度控制反应的速度来控制涂料合后的黏度,使涂料具有更好的施工性能。通过调节催化剂的含量Q室?25?下测试涂料在A、Bl分混合?0min的黏度变化见??
从图1中可以看出,催化剂T-9含量?.05%~0.10%ӞA、Bl分混合30min后,黏度?0000~30000mP·sQ且黏度变化q稳Q不会急剧增大Q涂料的涂刮性良好。T-9含量大于0.1%后,涂料黏度急剧增大Q不利于施工Q所以在该体pMT-9含量应控?.05%~0.10%?
3、结?
本试验重点分析了NCO含量、二元醇与三元醇物质的量比、MOCA含量、抗氧剂含量Ҏ(gu)膜性能的媄响,q讨Z催化剂T-9含量对A、Bl分混合后黏度的影响。经试l果Ҏ(gu)Q该铁\用高强度聚}酯防水涂料配比中QNCO含量?.0%~8.5%、n(二元?/n(三元?物质的量比在14~15、MOCA含量?2%~14%、抗氧剂BTH264含量?.5%~2.0%、催化剂T-9含量?.05%~0.10%时制得的聚}酯防水涂料物理性能和施工性能辑ֈ最佟?