[发明专利]一种聚氨酯/聚脲复合防护层、其制备方法及其在混凝土防护中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合防护层的制备及其在混凝土防护中的新用途，特别是聚氨酯、聚脲复合防护层的制备及其在混凝土表面防护中的应用。

背景技术

混凝土是建筑和工程建设中不可缺少的、用量最大的建筑材料，对整个建筑或工程的运行安全性起着重要作用。造成混凝土耐久性不佳的原因复杂多样，可分为物理作用、化学作用和机械作用。由物理作用导致的混凝土劣化包括由温度变化引起的裂缝、冻融循环、冰盐对混凝土的剥蚀等；化学侵蚀主要包括外部侵蚀性离子引起的钢筋锈蚀（Cl^-）、硫酸盐侵蚀（SO₄^2-）、碳化（CO₂）等；机械侵蚀包括冲击、磨损、冲蚀等。

日本开发了一种橡胶、树脂改性的沥青系列涂层材料，作为桥梁混凝土保护材料，在桥梁工程中应用多年，桥梁性能得到很大的改善，然而这种材料耐紫外线和耐老化能力差，沥青加热时毒性大，污染环境。

1942年德国化学家Lauritz Jensen发明了CCCW这种水泥基渗透结晶型防水材料，在工程领域得到很大的应用，后来扩展到美国、加拿大、新加坡、澳大利亚、日本等国，并得到不断的改进。但由于该材料为刚性材料，因此当混凝土基体出现任何的裂缝、错动都会导致防水层的破坏，引起防水效果的丧失。因此，寻求一种耐磨、耐冲击、防水、具有柔韧性的材料是很有必要也很有发展前景。

巴斯夫公司开发的丙烯酸胶乳或羧基丁笨胶乳改性砂浆具有优异的低温柔性，可在低到零下20℃条件下有效对混凝土层进行防护，而被广泛应用在桥梁保护及修补、建筑体保护及修补上。但是其耐高温性差，容易高温回黏，导致耐沾污性下降。

德国瓦克化学有限公司开发了一种新型的硅烷乳膏状产品，这种材料施工简单，活性组分损失小，同时其对紫外线辐射、热、腐蚀性化学物质以及微生物等环境因素具有良好的抵抗力，但在常温下硅氧烷缩聚反应速度缓慢，抗渗性能较差。

聚脲弹性体（SPUA）技术是国外最近20年开发的一种新型无溶剂、无污染的新型材料和施工技术，具有快速固化、优异的理化性能、优异的热稳定性，然而由于聚脲材料反应速度快，不能在基层上很好的渗透，易剥离而丧失其防护作用，同时完全使用聚脲材料作为防护材料价格比较昂贵，这在一定程度上限制了聚脲材料的应用。

总之，目前混凝土表面防护材料各具优缺点，不能很好的对混凝土材料进行防护，另一方面这些材料只是对混凝土表面进行防水处理，不能实现弹性减震的目的，故在外来冲击力较大时不能很好的保护混凝土结构不被破坏。

目前高分子聚合物材料主要应用在隧道、铁路、建筑等方面的防水，而将聚合物防水、防腐和弹性防护结合起来的应用很少，同时各种防水材料各有优缺点，单独使用都会有相应的缺陷，如聚氨酯涂料粘结性、防水性好但耐磨性不好，施工周期长，聚脲防水材料性能优异，耐磨性好，固化迅速，但粘结性不好，很容易整层脱落，厚涂时成本高。

发明内容

为了实现混凝土表面的全面防护，实现“防水、防腐、抗冲击”一体化，本发明尝试采用“复合材料”的思想将几种防水材料组合使用，提供一种高性能的防水、防腐、防护聚氨酯/聚脲复合防护层的制备及其在混凝土防护中的应用。

本发明所述聚氨酯/聚脲复合防护层自下而上包括混凝土基层、聚氨酯弹性层、聚脲层。

作为本发明进一步的技术改进，在聚氨酯弹性层和混凝土基层之间还设有基面处理层或腻子层或找平层。

增加基面处理层是为了提高防护层和混凝土基面之间的粘结性，防止防护层在使用过程中起皮或脱落而降低或散失其防护作用。界面处理层采用基面处理剂涂覆在混凝土基层表面形成，可使用的基本处理剂主要包括环氧树脂类底漆、聚氨酯类底漆、聚氨酯-环氧类底漆、丙烯酸（酯）类底漆、有机硅类底漆、聚酯类底漆、酚醛类底漆或氯化橡胶类底漆以及其它可以提高有机层与混凝土基层之间附着力的基层处理材料。

腻子层是针对表面缺陷严重的混凝土而采用的，用来填补孔洞，找平混凝土基面，避免涂层的空鼓、针孔等现象出现。

找平层主要是针对破坏严重的旧混凝土基面而采用的，用来填充坑洞、封堵针孔、找平基层，从而形成平整、光滑、连续的防护层。

上述形成腻子层或找平层的材料主要包括聚氨酯类腻子、环氧类腻子、聚合物砂浆、环氧砂浆、普通砂浆以及其它可以用作混凝土基面缺陷修补的腻子或砂浆类材料。