树脂类型防水涂料力学性能有何影响？

随着我国高铁的迅速普及并开始走向世界，高铁产业迎来了繁荣期，高性能的高铁客运专线桥梁混凝土路面防水涂料的需求随之急剧增加。目前主要喷涂聚脲弹性体和 MMA(甲基丙烯酸甲酯)涂料进行防水保护。聚脲涂料的固含量高，固化速率快，力学性能优异，厚涂性能好，应用广泛，但由于固化速率较快， 涂层易出现鼓泡、 针孔、 层间附着力差等缺陷， 缩短了其防护寿命。 MMA 防水涂料可在−20 °C下施工，且能在室温(25 °C)下快速固化，其涂层的附着力好，超耐候，但是柔韧性较差，断裂伸长率较小，表面易出现橘皮、凹坑等缺陷，此外成本较高，一般仅用于高端工程领域。聚氨酯涂料凭借优异的综合性能，在高铁领域上的应用受到越来越多的关注。

目前国内的聚氨酯防水涂料大多由芳香族树脂制备而成，这类涂料在长期的紫外光照射下易发生老化，力学性能大幅下降，在持久耐候性方面远不如脂肪族类树脂所制涂料。国内对纯脂肪族树脂类防水涂料的研究还不多，与芳香族树脂类防水涂料的比较较少，生产及应用也未见报道。下文将探讨了树脂及固化剂种类、固化剂含量、聚醚种类及配比对防水涂料力学性能的影响。

通过实验得知：

1#试样的 A 组分为脂肪族 PAS 树脂，而2#和 3#试样的 A 组分采用低分子量的芳香族树脂。不同树脂所制防水涂料的力学性能见表 2。 1#和 M 这 2 种试样的力学性能基本一样，拉伸强度均超过了 8 MPa，断裂伸长率超过 300%。 2#试样的拉伸强度低于 1#和 M 试样，但是断裂伸长率最大。3#试样的力学性能明显优于 1#试样，这是因为 1#体系不含苯环，分子间内聚能密度相对较小，所以拉伸强度低。而 3#试样采用小分子的芳香族扩链剂，这增强了分子链段的刚性，内聚能密度相对较大，此外生成的脲基比氨基甲酸酯基的极性大，在氢键的作用下，具有更高的拉伸强度和断裂伸长率[9]。 2#试样采用 2 种二官能度混合聚醚， 3#试样则采用二官能度与三官能度混合聚醚。 2#试样的拉伸强度远小于 3#试样。这是因为 3#中三官能度的聚醚，大大增加了分子链间的交联密度，所以具有更高的拉伸强度，但是断裂伸长率降低。总的来说，使用芳香族树脂制备的 2#和 3#试样具有更优的力学性能。

结论得到：

(1) 与纯脂肪族树脂体系相比，引入小分子芳香族扩链剂可以增大涂料的拉伸强度和断裂伸长率。引入三官能度的聚醚，分子链的交联密度增大，拉伸强度提高，断裂伸长率降低。

(2) 随着 NCO/OH 值增大， 样品的拉伸强度及断裂伸长率均先增大后减小， 当 NCO/OH 值为 1.2 时，其力学性能最好。

(3) 随着 2000/330N 值增大，样品的拉伸强度及断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势，当

2000/330N 值为 2 时，其力学性能最好。

(4) 采用不同树脂制备的 3 种防水涂料均可达到客运专线桥梁混凝土桥面防水涂料的技术指标，芳香族体系的防水涂料的力学性能更优，而纯脂肪族体系的防水涂料的耐候性更佳，可根据应用环境合理选择不同的防水涂料。