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聚氨酯防水涂料应用中的常见质量问题及其防治

来源:福建防水网网址:http://www.xjgfs.com浏览数:1

  聚氨酯(Polyurethane,英文缩写PU)是防水涂料的主要品种之一,在市场中占有不小的份额,近年来有上升的趋势,主要原因是该材料在工程防水领域的用量上升很快,如地铁、高速公路和铁路。

  在有机防水涂料中,聚氨酯防水涂料的技术指标高于丙烯酸和JS涂料,即主要的物理力学性能优于后二者。但是,聚氨酯防水涂料在应用中也出现了很多问题,有些属于产品本身的质量问题,有些则属于应用不当。

沉 淀


  

  1)沉淀原因

  沉淀是聚氨酯防水涂料使用中反映最多的问题。沉淀是涂料中的填料因密度大于聚氨酯胶液的密度,在重力作用下向下运动,在桶底集聚而形成的。沉淀分两种:硬沉淀和软沉淀。硬沉淀是指填料已经和胶液混凝成固体,不能再分散为液体,成为废料。软沉淀是指经过再分散(搅拌)填料可以重新均匀地回到胶液中,仍然是合格的产品。

  从技术上说,要克服聚氨酯涂料的沉淀现象,并非难题,只要不加或少加填料即可做到,但是生产成本很高。为了降低成本,各生产企业都会在聚氨酯涂料配方中加入一定数量的填充粉料。

  2)运输过程加速了沉淀

  成品的聚氨酯涂料在工厂库房贮存时,沉淀比较慢,但在运输过程中,由于振动,沉淀加速形成。特别是长途运输,振动大,且振动时间长,货到工地,沉淀已集聚在包装桶的下部或底部。如果不及时施工,沉淀最后凝固,底部材料报废,但是上部能流动的仍然可以使用,甚至比原有的材料更好,因为少了很多填充粉料。

  3)防止沉淀的措施

  ①科学的生产配方和工艺

  科学的配方是防止沉淀的第一步,要求既要成本低,又能把沉淀控制在一个合理的范围内。可以采用增加胶液的黏度,选用更轻、更细的粉料、加防沉剂等措施。但增加胶液的黏度会影响涂料的施工性能;更轻、更细的粉料会导致填料的最大加量减少,从而影响涂料的成本。因此,要找到一个合理的平衡点,使配方和生产工艺更加科学。

  企业通过生产工艺的改进,已可以使填料分散得更好、更均匀,减少了沉淀的产生。

  ②工地贮存,采用倒放措施

  产品运输到工地以后,卸车时倒放堆码。此时,已下沉到包装桶下部的沉淀又向桶上部运动回流,慢慢上下趋于均匀。

  ③定期翻桶

  如果在工厂或工地贮存后很久不用,即使采取了倒放措施,仍然会产生硬沉淀,因为粉料会向桶的另一端(即桶的上部)重新聚集。定期(如20 d到2个月)将桶翻转一次,即倒放变正放、正放变倒放,可防止硬沉淀的发生。虽然有点麻烦,但比起造成的损失来,这点麻烦是值得承受的。因此,一些公司定期派人到工地翻桶,以低廉的费用有效地控制涂料沉淀。

  ④先机械搅拌均匀,后使用,并在40 min内用完

  在聚氨酯涂料没有形成硬沉淀之前,有效地搅拌可以使整桶涂料重归均匀状态,一点也不影响正常使用。如果不搅拌即使用,上面较稀的部分用完后,下部有沉淀的部分施工性能变得很差,干燥后的涂膜粗糙不平,内在质量和外观质量都会出现问题,索赔、投诉接踵而至。

  搅拌也有讲究,如包装桶为小桶盖,应把有沉淀的一端朝上,切开端头铁皮,用电动搅拌器将涂料搅拌均匀。比起正置式,将已有沉淀的桶翻过来,更容易搅拌均匀,可收到事半功倍之效。人工搅拌力量太小,效果不好,且费时很长。


结 膜

  

  1)结膜产生原因

  聚氨酯结膜的根本原因是包装桶密封不好,漏气。

  涂料结膜分为物理结膜和化学结膜。物理结膜,如丙烯酸防水涂料和市售内外墙乳胶漆以及油漆,分散介质(水或有机溶剂如苯类、汽油)挥发以后,涂料中的固体部分聚集而成膜。如果包装桶不漏气,液体部分挥发不出来,一般不会结膜。

  化学结膜,如聚氨酯,就会发生。双组分聚氨酯由A、B组分混合后,产生化学反应,两种液体反应后的产物是固体,即为涂膜。单组分聚氨酯是涂料与空气中的水气发生化学反应而形成固态的涂料。

  聚氨酯防水涂料主要为化学结膜。包装桶漏气后,涂料中的溶剂通过漏气部位逐渐挥发,而含有水气的桶外空气进入,与桶内的液料产生化学反应,其结果即为液料结膜。

  即使在完全密封的情况下,贮存时间过长,也会有少量结膜,但膜层很薄。那是因为桶内液料未装满,上部为空气,当然也会有水气,照样会与液料反应。

  2)结膜的防治

  ①生产工艺严禁带入水分

  聚氨酯涂料生产工艺中有一个重要环节,即脱水。用加热和抽真空的办法将原料中的水分和生产中带入的水分脱掉。如果未脱掉水分即装桶密封,水分在桶内即与液料反应,产生结膜。

  ②采用质量有保证的包装桶

  包装桶本身的刚度要足够支撑桶体不易变形、不易破损,这与包装桶身铁皮的厚度和质量以及桶形设计有关。特别重要的是,盖子与桶体之间的密封要好。

  ③倒置贮放

  包装桶正放时,桶内液料上面有一定空间。先是上部空间中的水分参加反应,然后由于桶盖密封不好外部源源不断进入的水气陆续加入反应,膜越结越厚。

  如果桶倒放,即使漏气,液料在漏气处与水气反应,结膜后立即封堵了漏气口,使空气不能继续进入,杜绝了后续的结膜产生,使损失大为减小。

  ④严禁野蛮搬运装卸和堆码过高

  再结实的铁皮桶,也经不起野蛮装卸和堆码过高。野蛮搬运装卸会使桶盖密封失效,堆码过高会使桶盖和桶皮变形。特别是运输过程中,由于振动,加剧了桶的变形,会引起漏气与液料渗漏。

  ⑤尽量装满

  包装桶的容量与涂料的量要匹配,尽量装满。上部的空气越少,结膜越薄。

  ⑥避免曝晒

  成品涂料桶不能曝晒,应在阴凉处避雨存放。


与基层粘结不好、鼓泡

  

  1)与基层粘结不好的原因

  ①基层处理差,未达到规范要求

  屋面和地下防水技术规范都对防水涂料施工基层的质量有明确规定。基层表面应干净、平整、无浮浆,不应有气孔、凹凸不平、蜂窝麻面等缺陷;阴阳角应做成圆弧形。

  基层上的浮浆、浮灰、尘粒等物,会形成隔离层,使涂膜与基层粘结不良,涂膜起皮、鼓泡。

  如基层不平,有蜂窝麻面,阴阳角为直角(未做成圆弧形),会使粘结不良情况更加严重。

  ②基层未干、含水率太高

  双组分聚氨酯遇水会起化学反应,生成气体,形成气泡。

  单组分聚氨酯本身需要与空气中的水分反应成膜。但基层如果太潮湿,水分集中供给,且水分远大于化学反应所需,涂料成膜后,在涂膜下面尚存留很多水分,受热汽化、体积膨胀,会把膜层顶起,形成空鼓。

  ③施工操作不当

  前遍涂料未干,即涂后一遍,或一次涂太厚,表面涂料先结膜,下面的液体或基层中的水分挥发,使涂膜粘结不良,甚至空鼓。

  ④ 乱加稀释剂

  为了涂刮快速和省力,施工人员喜欢在聚氨酯防水涂料中加一些稀释剂。稀释剂在挥发过程中会使涂膜起泡,大大降低涂膜的性能。随意在市场上购进的某些稀释剂,会严重降低涂膜的质量,甚至使涂料不能成膜。


  2)避免和治理粘结不良

  ①基层的质量要合格

  基层凹凸不平、蜂窝麻面要用聚合物水泥砂浆填平;浮灰要铲去,尘粒要打扫干净。

  ②基层要干燥

  双组分聚氨酯的基层含水率应小于8%。可用简单实验确认:用一块1m2防水卷材空放(不粘)在已经看起来发白的基层上,4 h后移开卷材,卷材遮盖的部位颜色与周围一样,说明基层是干燥的;卷材遮盖的地方颜色明显深于周围部位,甚至看得见水汽,说明基层未干,不得涂刷聚氨酯。

  单组分聚氨酯对基层的含水率要求,理论上不如双组分那样严格,但在干湿程度上不容易掌握,容易使人误解。有些施工人员在刚下雨后不久,扫开积水马上施工,这是错误的,易导致涂膜产生严重气泡和空鼓。因此,不少厂家的单组分聚氨酯在说明书上还是标明了基层干燥后施工为妥。

  ③正确添加稀释剂

  为利于粘结,除第一遍刮涂可加用生产厂配套的少量稀释剂外,后面各遍不得加稀释剂。聚氨酯涂料黏度大,以涂刮为宜。

  ④分遍刮涂

  聚氨酯涂料一次不能涂刷太厚,前一遍涂层基本干后,方可涂刷后一遍。


慢干和不干或不凝

  

  1)产生原因

  ①聚氨酯涂料刮涂后慢干、不干或不凝,可能是配方有问题,也可能是生产工艺不当,还有可能是施工操作不规范,存在弄虚作假、偷工减料现象。

  ②双组分涂料不严格计量,不按配比拌合,多加了B料,未搅拌均匀,这些都会造成涂层局部不干或慢干。

  ③ 施工环境温度过低,同样会导致涂层不干或慢干。

  2)防治措施

  ①原料来源或批号不同,要先做验证试验,调整配方后再生产。

  ②严格执行生产工艺,必要时适时调整生产工艺;施工时严格按配比混料,采用机械搅拌均匀。

  ③聚氨酯涂料属于反应型涂料,按照《屋面工程技术规范》和《地下工程防水技术规程》的规定,反应型涂料的施工环境温度宜为5~35 ℃。


涂料过稠(刮不开或刷不开)

  

  1)产生原因

  ① 配方设计不当。有时是故意增稠,以免沉淀。

  ②生产工艺不当,未把原料中的水分脱净,装桶后缓慢固化,涂料就变稠了。

  ③在储存和运输过程中漏气,带入水分,未施工已经与物料逐渐发生反应,物料处于缓慢的固化过程中,时间一长,涂料同样会变稠。

  2) 防治措施

  ①通过试验改进配方,使涂料黏度适中。

  ②改进生产工艺,彻底脱水,包装容器要干燥。如粉料、二甲苯、氯化石蜡中含水过多,要延长抽真空时间,直到除尽水分为止。要检查真空度,防止反应釜漏气。

  ③包装桶密封可靠,以免空气中水分进入桶内。同时要避免人为因素如野蛮装卸、运输时的剧烈震动、堆码过高等引起的包装桶破裂而产生的漏气。