隨著人們對環(huán)境、健康要求的逐步提高，有毒、溶劑型等非環(huán)境友好型建筑防水涂料逐漸淡出人們的視線，開發(fā)新型環(huán)保的建筑防水涂料成為急需解決的問題。近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物基材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員萬曉波帶領(lǐng)的生物基及仿生高分子團(tuán)隊(duì)在聚氨酯建筑防水材料上取得新進(jìn)展，成功開發(fā)出兩類環(huán)境友好型單組份聚氨酯防水涂料，并已成功實(shí)現(xiàn)中試及工程示范。
當(dāng)前，單組分聚氨酯防水涂料因其施工簡便等優(yōu)點(diǎn)成為聚氨酯防水涂料的發(fā)展方向，但仍存在單位面積用量大(> 2kg/m2)，需要使用大量有機(jī)溶劑、需多次涂刷等問題。目前，生物基及仿生高分子團(tuán)隊(duì)助理研究員穆有炳通過對聚氨酯樹脂分子結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)，調(diào)整聚合物中鏈段排布方式及功能基團(tuán)的密度，成功開發(fā)出兩類具有高拉伸強(qiáng)度、高斷裂伸長率的聚氨酯防水涂料，并已成功實(shí)現(xiàn)中試及工程示范(見圖1)。其中一種涂料為環(huán)保無溶劑型單組份聚氨酯涂料(I型)，具有良好的水中分散性能，與水混合后(體積比 聚氨酯:水=1:6)噴涂在基材表面，干燥后可形成斷裂伸長率大于1200%，拉伸強(qiáng)度超過2.5MPa的薄膜。另一類涂料是全疏水無溶劑型單組份聚氨酯涂料(II型)，可在適當(dāng)濕態(tài)下直接噴涂在基材表面并固化(固化時(shí)間可調(diào))，所成薄膜與基材表面有著極好的附著力，斷裂伸長率大于2500%，拉伸強(qiáng)度超過9MPa。
該聚氨酯防水涂料具有獨(dú)特的防水機(jī)理:I型聚氨酯涂料以水為固化劑，環(huán)保無毒，具有高度安全性。且由于其粘度小，可有效滲入混凝土內(nèi)部形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，封閉堵塞混凝土內(nèi)部缺陷，不僅起到防水防滲效果，同時(shí)還可以增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度。防水涂料的滲入可使防水層與基層混凝土達(dá)到有效融合，克服了層面間竄水現(xiàn)象，而且還可降低傳統(tǒng)防水涂料因表面刮擦(破壞表層防水膜)而導(dǎo)致的漏水幾率。噴灑I型聚氨酯涂料后，再噴灑II型聚氨酯防水涂料(見圖2)，由于II型聚氨酯涂料具有優(yōu)異的表面粘附力、耐磨性、耐水性及耐水解性等，可有效保護(hù)防水基層，延長其使用壽命，達(dá)到經(jīng)久耐用的效果。
由于采用了獨(dú)特的防水機(jī)理，這兩類涂料的配合使用，在總噴涂用量較少(每平方米≤0.4kg)的條件下即能達(dá)到良好的防水效果，與傳統(tǒng)單組份聚氨酯防水涂料相比，用量少，使用成本低;采用噴灑施工的方式，人力成本低;有機(jī)溶劑使用少，更為環(huán)保。因此，具有廣闊的市場前景。
圖1 中試及工程示范。A: 中試生產(chǎn)線;B: 中試合成的聚氨酯防水涂料;C：噴灑聚氨酯防水涂料;D: 噴灑防水涂料后-工地閉水試驗(yàn)。
圖2 防水涂層截面示意圖
