据统计,中水材料市场年需求量**过20亿平方米,其中防水涂料约占27%,用量达到450万吨。而在防水涂料中,聚氨酯防水涂料约占据了30%的份额,沥青基防水涂料占据约10%。
目前国内建筑工程行业中用于防水的聚氨酯防水涂料、沥青基防水涂料是较常见的涂料类型。
聚氨酯防水涂料一般可以分为双组份和单组份。双组份聚氨酯涂料一般是由异预聚物(也叫低分子聚合物)和含羟基树酯两部分组成。而聚氨酯漆中所含没有反应的二异(简称TDI),对人体健康危害也非常严重,它刺激眼睛、皮肤和呼吸道,能引起,长期接触有致癌的危险。
沥青基防水涂料也是以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。乳化沥青涂刷于材料基面,水分蒸发后,沥青微粒靠拢将乳化剂膜挤裂,相互团聚而粘结成连续的沥青膜层,成膜后的乳化沥青与基层粘结形成防水层。然而沥青成分中含有害物质,如吖啶、酚类、苯、等。其中苯系物是各种油漆、涂料、油漆涂料添加剂和稀释剂中的成分,在聚氨酯漆和沥青基防水涂料中也同样存在。苯和苯系物与甲醛、氡和γ射线并称为室内环境“四大”,其对人体的危害涉及导致血液病、癌变、呼吸道疾病等。
沥青中含有苯系物和多环芳烃等物质,属强致癌物质,当沥青用于防水工程应用时,比较容易分解出有毒物质,对人体造成危害,现时部分城市已经规定不能使用传统沥青防水材料。
为积极响应国家“十三五”规划关于2020年VOCs排放总量下降10%的工作方案,上海**树公司联合国内高校经过4年研发攻关,成功开发出低VOC、环保型的改性硅酮耐候防水涂料。改性硅酮耐候防水涂料相比聚氨酯防水涂料、沥青基类防水涂料从低VOC、高环保性、优异的力学性能、耐气候老化性能等方面阐释了其诸多优势。下面,我们将改性硅酮耐候防水涂料与聚氨酯防水涂料进行性能方面的对比,以阐述该新型防水涂料的技术创新性。
一、化学结构对比
从技术源头析,对比树脂在单体、反应方式等方面的主要区别
二、常温力学性能
单体、聚合方式上的差异,反应生成含不同基团的聚合物。聚氨酯分散体和改性硅酮耐候防水涂料呈现出各自的力学性能,从测试效果上比较,改性硅酮涂料表现出具备更好的耐温变适应性能
三、耐气候老化性能
当防水层完全暴露在大气环境中时,如非上人屋面或部分桥面防水等,如果防水材料选择不当,则会影响部件的使用寿命。轻则几年之后防水层出现开裂,造成漏水;严重则甚至使建筑物的安全受到影响。对于改性硅酮耐候防水涂料来说,在耐候性方面拥有明显的优势,这主要是由其分子结构决定的。在常用的防水材料中,聚氨酯防水涂料的主链为C-O键,C-C键和C-N键,其中C-C键的键能约为348kJ/mol;改性硅酮耐候防水涂料的主链化学键则为Si-O键,键能大约为445kJ/mol。而宇宙中辐射到地球表面的较强紫外线波段处于UVB,其波长典型值约为300nm。根据计算得知,其能量为399kJ/mol。也就是说,照射到地球表面能量较高的紫外线不足以破坏改性硅酮耐候防水涂料的Si-O主链结构,保证了其良好的耐紫外性能。与之相反,该紫外线能量可以破坏聚氨酯的主链结构,导致其在使用一段时间过后,会出现不同程度的开裂,从而造成漏水,影响使用效果。
四、吸水率
因树脂的基团极性差异,采用不同的乳化工艺,赋予涂料不同的吸水率:
改性硅酮耐候防水涂料拥有更低的吸水率,使得防水涂料在长期与水接触之后,不易变形、不易渗水。
五、有害物质含量及VOC含量
不同聚合方式对VOC的影响不同
六、防水性能综合性能
综上,改性硅酮耐候防水涂料的优异性能,使得由此制备的防水涂料高强度、高柔韧性兼备,同时吸水率更低,VOC更少,让防水涂料更环保,更健康、更耐候。在结构、反应方式、聚合工艺等综合影响下,改性硅酮耐候防水涂料与聚氨酯分散体拥有不同的性能特点。在不同的应用领域,这两类产品各有所长,但用于防水功能的涂料,特别是用于户外曝露性结构的防水或者是混凝土基面的结构性外包防水上,改性硅酮耐候防水涂料性能要优于聚氨酯防水涂料。