聚氨酯防水涂料拉伸性能试验影响因素分析

      GB/T 19250-2003《聚氨酯除水涂料》标准规定了聚氨酯防水涂料的物理力学性能要求.各项指标按照GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》检测.其中拉伸性能是整个试验过程中最重要的一项指标。这个指标检测准确与否.关系到产品的最终质量。然而,在检测操作中,常常遇到各种主观、客观的限制.从而影响对拉伸性能的客观判断。本文通过试验比较.对聚氨酯防水涂料在拉伸性能试验过程中的影响因素及注意事项进行了总结

1 聚氨酯防水涂料的组成
聚氨酯防水涂料是一种主链上含有较多氨基甲酸酯基因的高性能高分子合成材料,单组分(S)聚氨酯防水涂料是以异氰酸酯、聚醚为主要原料,配以各种助剂制成的反应型柔性防水涂料。多组分(M)聚氨酯防水涂料是由A组分和B组分组成:A组分一般以异氰酸酯与聚醚的多种型号混合物加成聚合而成:B组分是与NCO反应的聚醚、含芳香烃的焦油类物质或无机化合物 在检测样品中,以多组分居多。

2 无处理拉伸性能试验方法
试验样品按规范要求涂膜、养护、切割,测定拉伸强度选用如图1『长度为(25.0±0.5)mm,宽度为(6.0±0.5)mm]所示的I型哑铃状试样。
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将试件在标准条件下放置至少2 h.后用直尺在试件上划好2条间距25 mm的平行标线.并用厚度计测出试件标线中间和两端三点的厚度.取其算术平均值作为试样厚度,装在拉伸试验机夹具之间,夹具间标距为70 mm,以(500±50)nmdmin拉伸速度拉伸试件至断裂,记录试件断裂时最大荷载,并量取此时试件标线间距离,精确至0.1 mm。5个试件作为1组。

3 影响因素
3.1 涂膜质量
1)涂膜均匀性。样品在试验前,单组分、多组分按重量比抽取。在涂膜前要充分搅拌均匀。如果样品长期放置,则表面层较稀而底部较稠.成型后的试验结果不能代表样品的性能。为确保取样均匀.该从源头开始.要按一批样品总桶数的一半抽取.并从各桶不同部位取等量样品,混合均匀后装入容器,密封。

2)涂膜厚度。随着涂膜厚度的增大。强度有所下降,而延伸率增加.这是因为厚度增加.拉力值也增大,延伸率增大,而拉伸强度不仅与拉力值有关,还与涂膜的截面积有关

3)脱模剂选择。可选用的脱模剂有硅子、凡士林等,但此类脱模剂在脱模时,存在较难脱模现象,需要借助油漆刀小心、谨慎刮膜、铲膜,难免会破坏涂膜 后来采用妙洁耐高温保鲜膜。方法是在涂膜模具上先刷一层薄层油.然后将保鲜膜铺至模具上(注意要抹平,不要有褶皱、空鼓等现象),然后涂膜。这样脱膜非常方便,省时省力,且不会破坏涂膜,在试验前再将保鲜膜揭掉即可。
从有机化合物的官能团角度看.A组分重要成分的主要官能团为醚键、酯键、苯环结构(羧基结构在聚合后.以酯键的形式存在)。均比较稳定(相比较而言.其中酯键较活泼点,易在酸碱性条件下水解,酯键断裂,即使形成聚合物,也是如此,但只要不遇酸碱性物质,均能稳定存在);B组分主要官能团为苯环结构、羟基、氨基,其中羟基、氨基均较活泼,但形成相应的高聚物后.羟基以酯键或一种类似酚醛树脂结构形式存在.常温下十分稳定。而氨基在聚合后形成肽键(酰胺).遇酸碱条件会水解断裂。因此在试验条件下采用保鲜膜的样品相对稳定.两者不会发生物理化学反应.对检测结果没有影响。

4)成膜次数 在相同厚度与养护龄期下,所测得的拉伸强度、延伸率随成膜次数的增加而有所增加这是因为一次成膜时.当试件表干后.试件内部剩余水分没有多次成膜容易蒸发.故分次成膜的质量要好于单次成膜的质量

3.2 养护
I)严格控制试验室的试验条件是测试结果正确的保证和前提。标准试验条件:温度(23±2)oC.相对湿度(60±15)% 。在其他条件不变时,随着温度的升高,涂膜表干、实干速度加大,溶剂大部分挥发即可达到表干.但湿度加大反而不利于溶剂挥发.且表面容易吸湿,表干进度降低。因此在养护过程中应严格按标准温、湿度进行。
2)养护龄期对试验结果影响较大.为了适应施工进度的要求.规范规定为7 d。强度随龄期的增大而增加.延伸率减小.到一定时间后.拉伸强度就平稳发展, 因此在试验过程中。一定要有7 d的养护龄期且保证养护条件

3。3 试验操作时注意事项
1)若在标线外有断裂.特别是强度小的样品断裂面经常出现在夹具口上.这样测出的拉伸强度及断裂伸长率均比实际值偏小.结果无效 此时应采用备用件补做
2)试样厚度取平均值.因此。整个试件的厚度应满足两个要求:最终涂膜厚度为(1.5±0.2)mm;3个厚度值均不应超过中位数的2%
3)样品均匀搅拌和涂膜过程中产生气泡是不可避免的.气泡的存在大大影响涂料的拉伸强度和断裂延伸率。因此在制哑铃状试样时.应尽可能取无气泡的地方.在拉伸试验结束后观察断口.如果断口有气泡存在.则此结果不应作为试验数据
4)在进行拉伸试验时.拉伸强度亦随温度的增高而降低.而延伸率随温度的增加而有所提高。因此要严格按照规范要求进行操作

4 结语
1)影响聚氨酯防水涂料拉伸性能的主要因素有涂膜质量、养护条件和试验操作等。各种影响因素相辅相承,对试验结果均起着至关重要的作用。
2)样品的涂膜是关键。因此,在试验中将膜制作好. 即可很好地控制样品的试验结果
3)在脱模剂的选择中,采用保鲜膜隔离方法.可大大节省脱模的时间.既方便又可保证试样的质量。 

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