聚氨酯復(fù)合防水層的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種聚氨酯復(fù)合防水層。所述聚氨酯復(fù)合防水層包括聚氨酯底涂層(1)、聚氨酯中涂層(2)、聚氨酯面涂層(3)，其中，所述聚氨酯底涂層(1)、聚氨酯中涂層(2)、聚氨酯面涂層(3)依次復(fù)合為一體，并且，所述聚氨酯底涂層(1)不與所述聚氨酯中涂層(2)相接的一面結(jié)合至混凝土(4)。根據(jù)本實用新型的聚氨酯復(fù)合防水層能夠很好地附著在混凝土基面上，不容易剝離脫落，同時還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能持久地耐受環(huán)境老化而不發(fā)生開裂、脫落或粉化，從而持久地保護混凝土基面。
【專利說明】
聚氨酯復(fù)合防水層
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及無砟軌道混凝土橋面的防水，具體而言，涉及一種聚氨酯復(fù)合防 水層。
【背景技術(shù)】
[0002] 橋梁橋面暴露部位混凝土的防水層是橋梁的重要部分，是橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的重要 保障。
[0003] 混凝土橋面防水層需要滿足一些必要的技術(shù)要求，如較高的基層附著力，優(yōu)異力 學(xué)性能(強度和彈性），不透水性，耐熱性，低溫柔性，耐環(huán)境溫變開裂性，耐熱老化性，耐酸、 堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)腐蝕性，耐紫外線加速老化性，防水膜表面穩(wěn)定，無起泡、開裂、粉化、脫 落，并能適應(yīng)基層變形而不開裂。
[0004] 現(xiàn)有高速鐵路或城際鐵路等無砟軌道的橋面防水主要采用聚脲和高聚物改性瀝 青防水卷材等。聚脲防水涂料由于受到基面處理、環(huán)境溫度、施工質(zhì)量等因素的影響，防水 膜的耐老化性較差，與混凝土基層附著力不高，通車運行一年多就出現(xiàn)防水膜表面開裂、粉 化，力學(xué)強度明顯下降，從基層剝離脫落，嚴重時會影響行車安全，目前已經(jīng)通車運行的滬 杭高鐵、京滬高鐵、鄭武高鐵的聚脲防水層損壞嚴重，急需維修處理。而防水卷材不能單獨 使用，需要增加混凝土保護層，一方面提高防水層造價，另一方面保護層混凝土表面沒有保 護涂層，隨著老化的進行也逐漸出現(xiàn)開裂粉化而失去作用，從而導(dǎo)致防水膜暴露在環(huán)境，逐 漸失去作用，目前哈大高鐵的混凝土保護層已經(jīng)出現(xiàn)開裂粉化，嚴重影響防水層，急需維修 混凝土保護層進而確保防水層完整。
[0005] 因此研制一種新型的防水層是亟待研究和解決的問題，研制的新型防水層需要能 很好地附著在混凝土基面上，不容易剝離脫落，同時還具有優(yōu)異的力學(xué)性能如強度和彈性， 耐水性好，耐熱性好，低溫柔性好，耐熱老化、酸堿鹽老化、紫外線加速老化后性能穩(wěn)定，表 面穩(wěn)定，能替代現(xiàn)有防水層用于無砟軌道客運專線橋梁橋面。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種聚氨酯復(fù)合防水層，其包括聚氨酯底涂層、 聚氨酯中涂層、聚氨酯面涂層，其中，聚氨酯底涂層、聚氨酯中涂層、聚氨酯面涂層依次復(fù)合 為一體，并且，聚氨酯底涂層不與聚氨酯中涂層相接的一面結(jié)合至混凝土。
[0007] 根據(jù)本實用新型的實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，聚氨酯底涂層用于封閉混凝土孔 隙、增強混凝土表面強度、提高聚氨酯中涂層與混凝土之間的附著力。
[0008] 根據(jù)本實用新型的實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，聚氨酯中涂層用于為整個聚氨酯 復(fù)合防水層提供強度、彈性、不透水性、耐環(huán)境溫變開裂性、耐腐蝕性及裂縫追隨性。
[0009] 根據(jù)本實用新型的實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，聚氨酯面涂層用于為整個聚氨酯 復(fù)合防水層提供耐紫外線老化性和耐腐蝕性。
[0010] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯底涂層為濕固化聚 氨酯樹脂層，聚氨酯中涂層為以彈性雙組份芳香族聚氨酯樹脂為基料的涂料層，聚氨酯面 涂層為以彈性雙組份脂肪族聚氨酯樹脂為基料的涂料層。
[0011] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，將涂料涂刷到混凝土的表 面以形成聚氨酯底涂層，將涂料涂刷到聚氨酯底涂層不與混凝土相接的另一側(cè)表面上以形 成聚氨酯中涂層，將涂料涂刷到聚氨酯中涂層不與聚氨酯底涂層相接的另一側(cè)面上以形成 聚氣醋面涂層。
[0012] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，防水層厚度為0.45~ 0.6mm〇
[0013] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯底涂層厚度為0.05 ~0?lmm 〇
[0014]根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯中涂層厚度為0.3~ 0.4mm〇
[0015] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯面涂層厚度為0.1~ 0.2mm〇
[0016] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯復(fù)合防水層厚度為 0.5~0.55mm〇
[0017] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯底涂層的厚度為 0.05mm，聚氨酯中涂層的厚度為0.4mm，聚氨酯面涂層的厚度為0.1mm。
[0018] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層，可選地，聚氨酯復(fù)合防水層用于無 砟軌道橋梁混凝土橋面的防水。
[0019] 根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層能夠很好地附著在混凝土基面上，不 容易剝離脫落，同時還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能持久地耐受環(huán)境老化而不發(fā)生開裂、脫落或 粉化，從而持久地保護混凝土基面。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單 地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用 新型的限制。
[0021 ]圖1示意性地示出了根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層的橫截面視圖。 [0022] 附圖標記 [0023] 1聚氨酯底涂層
[0024] 2聚氨酯中涂層
[0025] 3聚氨酯面涂層
[0026] 4 混凝土
【具體實施方式】
[0027] 為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新 型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的 實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本實用新型的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬 于本實用新型保護的范圍。
[0028] 除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當為本實用新型所屬領(lǐng)域內(nèi) 具有一般技能的人士所理解的通常意義。本實用新型專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使 用的"第一"、"第二"以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分 不同的組成部分。同樣，"一個"或者"一"等類似詞語也不必然表示數(shù)量限制。"包括"或者 "包含"等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或 者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。"連接"或者"相連"等類似的詞語并非限定 于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。"上"、 "下"、"左"、"右"等僅用于表示相對位置關(guān)系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對 位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。
[0029] 圖1示意性地示出了根據(jù)本實用新型實施例的防水層的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，防水層 包括從下至上依次設(shè)置在混凝土 4上的聚氨酯底涂層1、聚氨酯中涂層2、聚氨酯面涂層3。聚 氨酯底涂層1、聚氨酯中涂層2、聚氨酯面涂層3三層結(jié)構(gòu)緊密粘附在一起形成聚氨酯復(fù)合防 水層。
[0030] 聚氨酯底涂層1為濕氣固化聚氨酯樹脂層。"濕氣固化聚氨酯樹脂"是指預(yù)先準備 的這類聚氨酯樹脂的預(yù)聚體可以與濕氣反應(yīng)而固化成膜。聚氨酯底涂層主要作用是封閉混 凝土孔隙、增強混凝土表面強度、及提高聚氨酯中涂層與混凝土基層的附著力?？蛇x地，聚 氨酯底涂層1中的濕氣固化聚氨酯樹脂可以由多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)與聚醚多 元醇在乙酸丁酯中進行聚合直接得到。
[0031] 聚氨酯中涂層2為以彈性雙組份芳香族聚氨酯樹脂為基料的涂料層。本文所述的 "彈性雙組份芳香族聚氨酯樹脂"是指固化后具有彈性的兩種芳香族聚氨酯樹脂。聚氨酯中 涂層為防水層主要部分，給整個防水層提供力學(xué)性能如強度、彈性、耐水性和不透水性，提 供耐環(huán)境溫變開裂性能，提供耐腐蝕及裂縫追隨等性能的支撐?？蛇x地，聚氨酯中涂層2中 一組分(A組分)可以由聚醚多元醇和胺基擴鏈劑混合均勻后得到，配合顏料、填料、助劑、催 化劑、稀釋劑等分散研磨混合均勻后可以得到涂料，另一組分(B組分)可以由二苯基甲烷二 異氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇聚合得到。將制備的涂料按照AB組分重量比為2:1混合均勻后 涂在已經(jīng)固化成膜的聚氨酯底涂層1上，固化后形成聚氨酯中涂層2。
[0032] 聚氨酯面涂層3為以彈性雙組份脂肪族聚氨酯樹脂為基料的涂料層。本文所述的 "彈性雙組份脂肪族聚氨酯樹脂"是指固化后具有彈性的兩種脂肪族聚氨酯樹脂。聚氨酯面 涂層是防水層的重要部分，給整個防水層提供耐腐蝕、耐紫外老性能保障，保護整個防水層 經(jīng)得起腐蝕、老化后表面保持穩(wěn)定，無起泡、開裂、粉化、脫落現(xiàn)象，外觀顏色穩(wěn)定。可選地， 聚氨酯面涂層3中一組分(A組分），可以由羥基丙烯酸樹脂和脂肪族胺基擴鏈劑混合均勻后 得到，配合顏料、填料、助劑、催化劑、稀釋劑等分散研磨混合均勻后得到涂料，另一組分(B 組分)可以由脂肪族異氰酸酯(H12MDI)和聚碳酸酯二醇聚合得到。將制備的涂料按照AB組 分重量比為2:1混合均勻后涂在固化成膜聚氨酯中涂層2上，固化后形成防護面漆層3。 [0033]如前文所述，一種獲得聚氨酯復(fù)合防水層的操作方法如下：首先，在混凝土4表面 上涂刷(例如滾涂、刷涂、刮涂、或噴涂)濕氣固化聚氨酯樹脂涂料，待其固化成膜后形成聚 氨酯底涂層1;其次，在聚氨酯底涂層1不與混凝土 4相接的另一側(cè)表面涂刷彈性雙組份芳香 族聚氨酯樹脂涂料，待其固化成膜后形成聚氨酯中涂層2;最后，在聚氨酯中涂層2不與聚氨 酯底涂層1相接的另一側(cè)表面上涂刷彈性雙組份脂肪族聚氨酯樹脂涂料，待其固化后形成 聚氣醋面涂層3。
[0034]根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層的厚度可以為0.45~0.6mm。其中，聚 氨酯底涂層1厚度可以為0.05~0.1mm，聚氨酯中涂層2厚度可以為0.3~0.4mm，聚氨酯面涂 層3厚度可以為0.1~0.2mm。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層的厚度可 以為0.5~0.55mm。優(yōu)選地，聚氨酯底涂層1的厚度為0.05mm，聚氨酯中涂層2的厚度為 0.4_，聚氨酯面涂層3的厚度為0.1_。
[0035] 與目前現(xiàn)行的防水層(包括聚脲、聚氨酯、高聚物改性瀝青防水卷材等)相比，本實 用新型的聚氨酯復(fù)合防水層是一個有機整體系統(tǒng)，其中，每一層既具有各自的功能和作用， 又相互保護，始終保持防水層完整狀態(tài)，而目前現(xiàn)行的防水層一般是單一材料，容易發(fā)生破 壞而失效。本實用新型與聚脲防水層相比，具有更加優(yōu)異的基層附著力，不易從基層剝離脫 落，降低了對行車安全的風(fēng)險，還具有優(yōu)異裂縫追隨性能、耐紫外線加速老化性能，表面保 持穩(wěn)定，無起泡、開裂、粉化、脫落等發(fā)生，外觀顏色穩(wěn)定，同時涂膜相對較薄，材料用量少， 綜合造價降低，節(jié)約了建設(shè)成本。本實用新型與高聚物改性瀝青防水卷材相比，無需混凝土 保護層，可直接暴露在環(huán)境中，耐紫外線老化性非常好，使用年限更長久，節(jié)約的建設(shè)費用。
[0036] 本實用新型與現(xiàn)有的甲基丙烯酸樹脂復(fù)合防水層相比，在滿足防水功能要求的前 提下整體厚度更薄，具體地，中間涂層的厚度顯著減小，用料量也顯著減少，從而節(jié)約了建 設(shè)成本。
[0037] 表1顯示本實用新型實施例的聚氨酯復(fù)合防水層的主要性能參數(shù)，其中，所涉及的 性能參數(shù)是針對于包括了聚氨酯底涂層1、聚氨酯中涂層2和聚氨酯面涂層3的整個的聚氨 酯復(fù)合防水層的性能參數(shù)。
[0038]
[0039]根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)所示，本實用新型的防水層的抗拉強度為15~20MPa、斷裂伸長 率為150~200%，相比于甲基丙烯酸樹脂復(fù)合防水層(抗拉強度為10~15MPa，斷裂伸長率 為100~150%)具有更高的強度和更好的彈性。并且，本實用新型的防水層的耐低溫性能優(yōu) 異，例如，其在_40°C的測試條件下不產(chǎn)生裂紋。另外，本實用新型的聚氨酯復(fù)合防水層在 0.5MPa、24h的測試條件下不透水，這一性能高于《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技 術(shù)條件（修訂版）》中規(guī)定的標準條件〇.4MPa、2h，并且顯著高于GB/T19250-2003中的 0.3MPa、0.5h的標準?？紤]到本實用新型的聚氨酯復(fù)合防水層的厚度相比于甲基丙烯酸樹 脂復(fù)合防水層更薄，故其不透水性能更好。本實用新型的聚氨酯復(fù)合防水層與混凝土的附 著力為3.0~5. OMpa，相比于甲基丙烯酸樹脂復(fù)合防水層(2.5~3.6Mpa)更為牢固。在耐老 化性方面，在熱老化及酸堿鹽老化測試之后，本實用新型的聚氨酯復(fù)合防水層外觀上基本 保持不變，拉伸強度的保持率為90~150%，斷裂伸長率的保持率為150~200%。在耐紫外 線老化性方面，老化時間為l〇〇〇h時，聚氨酯復(fù)合防水層的表面完整，未產(chǎn)生裂紋或起鼓變 色;老化時間為3000h時，表面僅發(fā)生輕微變色，整體完好，這一耐紫外性老化性能亦優(yōu)于現(xiàn) 有的甲基丙烯酸樹脂復(fù)合防水層。
[0040] 本實用新型可以應(yīng)用于橋梁橋面暴露且不承載部位(如雙軌之間、防撞墻、排水溝 等)混凝土的防水層，結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，具有優(yōu)秀的抗拉強度和斷裂伸長率，良好的不透 水性，耐熱性、基層附著力、耐環(huán)境溫變開裂性，耐熱老化性、耐酸堿鹽腐蝕性，耐紫外線老 化性，以及裂縫追隨性，完全能滿足鐵路橋面混凝土長期有效的防水層要求。
[0041] 以上所述僅是本實用新型的示范性實施方式，而非用于限制本實用新型的保護范 圍，本實用新型的保護范圍由所附的權(quán)利要求確定。
【主權(quán)項】
1. 一種聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于， 所述聚氨酯復(fù)合防水層包括聚氨酯底涂層(1)、聚氨酯中涂層(2)、聚氨酯面涂層(3)， 其中，所述聚氨酯底涂層（1)、所述聚氨酯中涂層(2)、所述防護面涂層(3)依次復(fù)合為 一體， 并且，所述聚氨酯底涂層（1)不與所述聚氨酯中涂層(2)相接的一面用于結(jié)合至混凝土 ⑷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯底涂層（1)用于 封閉混凝土孔隙、增強混凝土表面強度、提高所述聚氨酯中涂層(2)與所述混凝土 (4)之間 的附著力。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯中涂層（2)用于 為整個聚氨酯復(fù)合防水層提供強度、彈性、不透水性、耐環(huán)境溫變開裂性、耐腐蝕性及裂縫 追隨性。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯面涂層（3)用于 為整個聚氨酯復(fù)合防水層提供耐紫外線老化性和耐腐蝕性。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯底涂層（1)是濕 氣固化聚氨酯樹脂層，所述聚氨酯中涂層(2)是以彈性雙組份芳香族聚氨酯樹脂為基料的 涂料層，所述聚氨酯面涂層(3)是以彈性雙組份脂肪族聚氨酯樹脂為基料的涂料層。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，將涂料涂刷到混凝土 (4)的 表面以形成所述聚氨酯底涂層（1)，將涂料涂刷到所述聚氨酯底涂層（1)不與所述混凝土 (4)相接的另一側(cè)表面上以形成所述聚氨酯中涂層（2)，將涂料涂刷到所述聚氨酯中涂層 (2)不與所述聚氨酯底涂層(1)相接的另一側(cè)面上以形成所述聚氨酯面涂層(3)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯復(fù) 合防水層厚度為0.45~0.6mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯底 涂層（1)厚度為0.05~0.1mm。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯中 涂層⑵厚度為0.3~0.4mm。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯面 涂層⑶厚度為0.1~0.2mm。11. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯復(fù) 合防水層厚度為0.5~0.55mm。12. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯底 涂層的厚度為0.05mm，所述聚氨酯中涂層的厚度為0.4mm，所述聚氨酯面涂層的厚度為 0.lmm〇13. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的聚氨酯復(fù)合防水層，其特征在于，所述聚氨酯復(fù) 合防水層用于無砟軌道橋梁混凝土橋面的防水。
【文檔編號】C09D175/04GK205653388SQ201620469648
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月20日 公開號201620469648.8, CN 201620469648, CN 205653388 U, CN 205653388U, CN-U-205653388, CN201620469648, CN201620469648.8, CN205653388 U, CN205653388U
【發(fā)明人】劉演新
【申請人】北京博瑞眾誠科技有限公司