上海同济检测技术有限公司 上海 200092
摘要：聚氨酯防水涂料广泛应用于地铁、桥梁、房屋建筑等防水工程中。为确保防水涂料的质量符合国家有关标准的要求，将对所用材料进行施工自检，拉伸性能是聚氨酯防水涂料的主要质量控制指标之一。所以，分析和研究影响聚氨酯防水涂料拉伸性能的因素具有十分重要的意义。本文通过对聚氨酯防水涂料涂膜成型所用不同脱模剂与成型框时的拉伸性能的分析，选出最优方法，有效减小成型过程中脱模剂及成型框对聚氨酯防水涂料拉伸性能造成的影响。
关键词：聚氨酯防水涂料；脱模剂；成型框；拉伸性能；影响分析
引言
随着社会的进步和建筑技术的发展，建设量的大幅提高，市场对防水材料的需求日益增大。质量是产品永恒的主题，近几年来，为了规范市场，保证防水材料的质量，各种防水材料产品标准陆续出台，间接地促使防水材料的产品质量有了显著的提高，直接地推动了整个防水行业的快速发展。然而做好防水材料质量检测，对保证防水工程质量具有重大意义。聚氨酯防水涂料与各种材料均有较好的粘结性能，在目前防水材料市场中使用最多的防水涂料之一——聚氨酯防水涂料的检测中，涂膜成型时的脱模问题成了各检测人员最大的困扰之一。本文在聚氨酯防水涂料涂膜成型时采用不同系列的脱模剂和成型框，对涂覆不同系列的脱模剂、不同的成型框而成型的涂膜进行拉伸性能试验，对其试验结果进行分析。
1.概述
聚氨酯防水涂料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。防水涂料的施工工艺质量优劣直接影响建筑物的使用功能和使用寿命。
聚氨酯防水涂料是将呈均匀粘稠、无凝胶结块的液状的物质，单组分或多组分（根据规定配比调配）混合均匀后涂布在基体表面，经溶剂或水份挥发或各组分间的化学变化后，形成具有一定强度和塑性的连续薄膜，使基层表面与空气、水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到基体的防水和防潮的作用。
2. 聚氨酯防水涂料的特性
2.1 常温下呈液态，特别适宜在立面、阴阳角、穿结构层管道、不规则屋面、节点等细部构造处进行防水施工，固化后能形成完整的防水膜；
2.2 涂膜防水层自重轻，特别适宜于轻型薄壳屋面的防水；
2.3 属于冷施工，可刷涂、喷涂，操作简便、速度快，环境污染小；
2.4 温度适应性强，能在-35℃下弯折无裂纹，80℃条件下基本功能无明显衰减；
2.5 耐酸耐碱性能好，有良好的耐老化性能，不受热的影响，长期保持防水所需要的强度、弹性和韧性等；
2.6 涂膜防水层可通过加贴增强材料来提高抗拉强度；
2.7易于修补，发生渗漏时可在原防水涂层的基础上进行修补。
2.8易于维修和施工，特别适用于管道较多的卫生间、特殊结构的屋面以及旧结构的堵漏防渗工程。
3.聚氨酯防水涂料的成膜原理
聚氨酯防水涂料，简称PU防水涂料，俗称911防水涂料。其最重要的成膜原理是通过异氰酸酯或与含有羟基的化合物，或与含有活性氢原子的化合物，或与水发生反应。有时，为了实现交联聚合，常常在其组分中引入三官能度或多官度多元醇和异氰尿酸盐。根据不同的固化方法，可采用聚氨酯防水涂料可分为多组分化学反应固化型、单组分湿固化型和单组分空气氧化型。在高强度防水涂料的检测中，单组分、双组分均为比较常见的组分，双组分大多是由A组分（预聚物）以及B组分（固化剂）经混合反应和溶剂挥发后而形成。
4.试验部分
4.1试样名称：单组份聚氨酯防水涂料
4.2 标准养护、试验条件
温度：（23±2）℃；相对湿度：（50±10）%RH[1]。
4.3试验设备及器具
涂膜成型框（表面平整光滑无翘曲）：a. 由玻璃底板和铝合金边框组成，尺寸见GB/T16777[2]；b. 聚四氟乙烯底板及聚四氟乙烯框，尺寸同前；
微机控制电子万能试验机：CMT6104型，深圳新三思技术有限公司；
哑铃型裁刀：优质工具钢制造，结构具有足够的刚度防止裁切时变形。I型，试验宽度B = 6mm，原始标距L0=25mm；
测厚仪：HD-10型，压脚直径：6mm，单位面积压力：0.02MPa，量程（0~10）mm，精度：0.01mm
冲片机：手动；
泥板；
搅棒；
细毛刷；
包裹着脱脂棉的软布包。
4.4 涂膜制备
4.4.1 试验前准备
试验前准备四块涂膜成型框：聚四氟乙烯成型框（无脱模剂）、玻璃底板成型框（石蜡—蜡系脱模剂）、玻璃底板成型框（甘油-滑石粉—无机物类脱模剂）、玻璃底板成型框（凡士林—油脂系脱模剂），分别用相应脱模剂进行框内表层涂覆，涂覆方法如下：
⑴聚四氟乙烯成型框：无需涂覆任何脱模剂。
⑵玻璃底板成型框（涂覆脱模剂：石蜡）：将石蜡置于适当容器中缓慢加温（最高温度不超过80℃）加热融解，用细毛刷均匀地涂刷在玻璃底板成型框的框内表面，然后将涂刷了薄薄一层石蜡的涂膜成型框放入烘箱中，呈水平45°倾斜放置，在80℃下烘至表面蜡自流平，使玻璃底板成型框的框内表面形成薄薄的一层均匀、平整的蜡膜。
⑶玻璃底板成型框（涂覆脱模剂：凡士林）：用包裹着脱脂棉的软布将凡士林均匀地涂抹在玻璃底板成型框的框内表面，使涂膜成型框表面形成一层均匀的凡士林薄膜。
⑷玻璃底板成型框【涂覆脱模剂：甘油-滑石粉（质量比2：1）】：将甘油与滑石粉按照质量比例2：1的配比混合调配均匀，再用细毛刷将甘油-滑石粉混合物均匀地涂刷在玻璃底板成型框的框内表面，使涂膜成型框内表面形成一层均匀的薄膜。
4.4.2 将聚四氟乙烯成型框、涂覆完各系列脱模剂的玻璃底板成型框、泥板、搅棒及聚氨酯防水涂料试样在试验条件下放置24h。
4.4.3 打开试样容器，用搅棒将试样呈顺时针（或逆时针）单向搅拌5min（搅拌速度不可过快，避免引入气泡）。试样搅拌混合均匀后，静置2min，取适量倒入涂膜成型框的框内，用泥板将试样薄薄地抹开、抹平（建议分2~3次涂覆，每次涂覆间隔时间为涂料实干时间，且不超过24h），每次涂覆后间隔5min，用泥板刮去或用大头针挑去表面大部分肉眼可见的气泡，最后一次将表面抹平，保证最终涂膜厚度为（1.5±0.2）mm。然后将涂膜连同涂膜成型框放置在标准养护条件下养护96h后脱模，再将涂膜翻过来继续在标准养护条件下养护72h[1]。聚四氟乙烯成型框、三个涂覆有不同脱模剂的玻璃底板成型框内的涂膜成型方法相同。
4.5 在标准试验条件下，分别对四种未涂、涂覆不同脱模剂而成型的涂膜进行拉伸性能试验，试验方法见标准GB/T16777中无处理拉伸性能试验[2]。为了便于分析试验的离散性，每种涂膜的裁样数量为10个。
5.试验结果
对使用四种未涂、涂覆不同脱模剂的涂膜的脱模现象和拉伸性能试验结果进行汇总，并进行性能对比（见表1）。
表1 脱模现象及拉伸性能试验结果
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6.结论
影响聚氨酯防水涂料拉伸性能的因素有很多，涂膜成型、养护条件、试验温度、仪器设备、人员操作均会对其产生影响，而涂膜成型是对试验结果产生影响的重要因素之一。
通过试验可知，聚氨酯防水涂料涂膜成型过程中，成型框及脱模剂对其拉伸性能会造成一定的影响。在目前防水涂料涂膜成型时最常用的脱模剂——石蜡、甘油-滑石粉、凡士林中，脱模最方便、对聚氨酯防水涂料拉伸性能影响最小的是石蜡。
石蜡脱模剂的特点是价格低廉、粘敷性能好、化学性质稳定、不与成型产品发生化学反应。采用石蜡作为脱模剂，可以节省脱模时间，但是成型出来的涂膜上有残余的石蜡残留，洁净度不佳。而相对于聚四氟乙烯成型框（无脱模剂）的成型方法而言，采用聚四氟乙烯成型框（无脱模剂）成型更具有优势。
聚四氟乙烯成型框（无脱模剂）成型特点是无需涂覆脱模剂、脱模剂成本为零、化学性质稳定、不与成型产品发生化学反应，成型出来的涂膜表面平整、干净、无肉眼可见气泡，且与成型框完全无粘附，脱模方便。
由表1可知，采用四种不同的成型框及脱模剂成型的涂膜的成型及拉伸性能试验中，以聚四氟乙烯成型框（无脱模剂）的涂膜最脱模方便，所得涂膜表观质量最佳，拉伸性能结果最优（拉伸强度最大、断裂伸长率最大），且试验数据离散性最小。
因此涂膜成型时选择最合适的成型框及脱模剂，把试验误差降到最小，对保证试验数据的准确性、有效预防控制防水工程质量风险、确保防水工程质量有着重大意义。
参考文献：
[1]GB/T19250-2013，聚氨酯防水涂料[S].
[2]GB/T16777-2008，建筑防水涂料试验方法[S].
[3]聚氨酯防水涂料拉伸性能测试结果影响因素分析[J].余双伍.张海禄.新型建筑材料.2019（12）
[4]水性聚氨酯防水涂料研究进展[J].曾国屏；王玲玲；王刚；张军；夏俊 化工新型材料.2021-05-12
作者简介：
孙鸽梅，女，出生于1975年12月出生，工程师，主要研究方向：防水材料试验影响因素的研究。