探究聚氨酯防水涂料脱模剂和基材对拉伸强度的影响

盛 芸 江 昆 陈仁贵 沈先华

(武汉华中科大检测科技有限公司，湖北 武汉 430074)

防水材料主要是防漏水、防浸透、渗漏和侵蚀的材料总称，具有好的延伸、抗裂、抗渗、弹塑性。防水材料是建筑功能材料的重要组成部分，主要是防止地下水、管廊给排水，腐蚀性溶液以及大气中的蒸气渗入建筑物，建筑物和地下工程、管廊等，需要进行防水处理的部位主要有地下室、屋面、墙面、防水层等；随着生活水平的提高，防水工程越来越重要，国家相关建筑和市政工程防水通用规范中要求屋面工程防水设计年限不低于20年，外墙工程防水设计年限不低于25年，室内工程防水设计工作年限不应低于30年，地下工程、道路桥梁工程路面、非侵蚀性介质蓄水类工程不低于设计工作年限；基于基建是托底经济的基础，目前防水行业在基建端起到了强力支撑作用，带动了防水材料的快速发展。

防水材料应用领域宽广，包括建筑房屋、外墙、卫生间；高速公路和铁路工程的桥梁、隧道；城市道路、地下管廊和城市地下空间等市政工程，以及很多水利水电工程。其中我们常用的防水材料包括防水卷材、防水涂料、止水带、止水条、防水接缝密封胶、防水油膏、防水板、水泥结晶渗透防水材料、聚合物水泥防水浆料等。

防水卷材和防水涂料作为主要的防水大户，防水卷材种类繁多，包括高分子防水卷材《高分子防水材料 第1部分：片材》(GB/T 18173.1-2012)、聚氯乙烯(PVC)防水卷材(GB 12952-2011)、氯化聚乙烯防水卷材(GB 12953-2003)、弹性体改性沥青防水卷材(GB 18242-2008)、塑性体改性沥青防水卷材(GB 18243-2008)、预铺防水卷材(GB/T 23457-2017)、湿铺防水卷材(GB/T35467-2017)；对应检测参数有外观、厚度、单位面积质量、拉伸性能、不透水性、低温柔性、耐热性、抗穿孔性、可溶物含量、热老化、撕裂强度、臭氧老化、人工气候老化、粘结剥离强度、复合强度、尺寸变化率、防串水性、渗油性等。

防水涂料品种也琳琅满目，目前常用的有单组分聚氨酯防水涂料(GB/T 19250-2013)、双组份聚氨酯防水涂料(GB/T 19250-2013)、水乳型沥青防水涂料(JC/T 408-2005)、喷涂聚脲防水涂料(GB/T23446-2009)、道桥用防水涂料(JC/T975-2005)、非固化橡胶沥青防水涂料(JC/T2428-2017)、环氧树脂防水涂料(JC/T 2217-2014)等，防水涂料检测指标有：外观、流平性、低温弯折性、粘结强度、吸水率、定伸老化、热处理、酸处理、碱处理、潮湿基面粘结强度、剥离强度、不透水性、固体含量、干燥时间、密度等。

对比防水卷材和防水涂料的检测性能参数，很大一部分极其类似，都综合考虑了拉伸性能和防水性能，不同的是：防水卷材客户是成品送检，防水涂料送过来进行各项指标检测时需成型养护，而成型质量的好坏直接影响产品性能。为讨论成型影响，我们选择性能稳定的双组份聚氨酯防水涂料进行研究。

聚氨酯防水涂料是一种具有延伸率高、拉伸强度大、 低温柔性与抗渗性好、粘结性能优良、施工方便等特点，广泛使用于铁路粘贴防水卷材或直接用于防水层、各行业屋面、厨卫间与地下工程等具有广阔发展前景的防水材料，也是我国重点推广的防水涂料之一。

对其试验方法，主要采用《聚氨酯防水涂料》(GB/T 19250-2013)，我们主要讨论双组分聚氨酯防水涂料拉伸试验过程中，规范的步骤是：将放置后的试样混合均匀，不得加入稀释剂，对于多组分涂料，按产品生产企业要求的配合比混合后在不混入气泡的情况下充分搅拌5min，静置2min，倒人模框中；也可按生产企业要求使用喷涂设备制备涂膜。模框不得翘曲且表面平滑，为便于脱模，涂覆前可用脱模剂。

1 脱模剂和基材对拉伸强度的影响探讨

从标准规范中可以注意到，有写用模框成型，却没有明确写模框下面成型的基材选用哪种合适；有写涂抹前可用脱模剂，却没有写什么情况下合适用脱模剂。究竟哪种基材最适合涂料检测？使用脱模剂对涂料强度有无影响？针对试验疑问，开展了以下试验。

(1)在不使用脱模剂的情况下，我们选用瓷砖基材、玻璃板基材、薄膜基材成型如图1所示，一次性涂覆到规定厚度，刮去表面气泡后一定要将表面刮平，保证最终涂膜厚度1.5mm±0.2mm，如图2所示。

图1 涂凡士林空玻璃板基材

图2 聚氨酯涂料成型

(2)在都使用凡士林为脱模剂的情况下，依旧选用瓷砖基材、玻璃板基材、薄膜基材成型，来对比使用脱模剂对涂料强度是否有影响，探究使用脱模剂时，基材类型是否影响涂料强度。

制备的涂膜在标准试验条件下养护96h，然后脱模，涂膜翻面后继续在标准试验条件下养护72h。操作控制不变量：同一人成型实验，同样养护条件(温度23±2℃，湿度50±5%)，拆模，制样、测试如图3所示。

图3 拉伸试验

每组试样裁取成哑铃Ι型试件放于电子万能试验机上，保持试件长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上进行拉伸至断裂，记录断裂的最大荷载，每组测试5个试件，取5个试件的算术平均值，精确到0.01MPa，共测试10组后的数据对比见表1。

表1 拉伸强度/MPa

2 结果分析

(1)无脱模剂时使用玻璃、薄膜、瓷砖三种基材测试数据对比显示，使用瓷砖基材拉伸强度最高。

(2)使用凡士林为脱模剂时，拉伸强度测试数据偏差较小，说明使用脱模剂的情况下，涂料对基材性能比较耐受。

(3)对于玻璃基材和薄膜基材，使用凡士林脱模剂时强度增加，说明这两种基材适用于使用脱模剂。

(4)对于瓷砖基材，不使用脱模剂时强度最高，说明对于聚氨酯类型防水涂料，使用瓷砖作为基材成型对涂料本身影响最小， 最适合作为涂料成型时的基材。

3 结论与建议

防水涂料的检测是非常有必要和重要的，没有经过检测的防水涂料在各个工程领域中都是不能放心使用的。 涂料在未使用前应具备的性能，或称涂料原始状态的性能，所表示的是涂料作为商品在储存过程中的各方面性能和质量情况，从外观检查区分不出优劣好坏；随着建筑工程涂料的深入发展，涂装工程和检测是一个系统工程的理念已日渐深入人心，要提高涂装工程质量，除了高质量的涂料产品外，必须要有高质量的检测手段与之相适应，一环套一环缺一不可，否则将会出现各种工程质量问题。然而，人们对涂料的性能、质量及价格十分关心，对防水涂料检测技术的质量控制往往有所忽略。加强防水涂料检测的规范操作与研究，全面提高涂料检测能力已迫在眉睫，全面提高防水涂料检测准确性是我们一直需要努力的方向。

那么涂料成型是涂料检测的第一步，也是最关键的一步，通过开展使用不用基材和对比使用凡士林作为脱模剂的试验室测试，初步结论和建议如下。

(1)在聚氨酯防水涂料测试时，建议尽量使用瓷砖基材作为成型基材， 尽量减小基材对拉伸性能的影响。

(2)在不方便使用瓷砖作为成型基材时，建议尽量使用脱模剂，使用脱模剂时，基材不同对涂料拉伸性能的影响可以降到最小。