1 行业概况
聚氨酯防水涂料涂膜具有弹性好、延伸率大、拉伸强度高、粘结性好、体积收缩小、无接缝、对基层裂缝伸缩变形有较强的适应性、施工维修方便等特点,可用于建筑物不同部位的防水堵漏[1-2]。1993 年,我国开始实施聚氨酯防水涂料的建材行业标准JC 500—1992,2004 年3 月开始执行国家标准GB/T 19250—2003。经过多年的技术发展,聚氨酯防水涂料从生产配方、合成工艺、产品性能到使用场合等方面都产生了较大的变化。据了解,目前中国建筑材料科学研究总院苏州防水研究院和建筑材料工业技术监督研究中心等标准起草单位已经开始修订GB/T 19250—2003,将可能在原标准基础上增加高性能聚氨酯防水涂料,在分类上按环保要求增加A类、B 类,技术要求中增加特殊性能的要求。从历次标准修订的目的和内容上看,聚氨酯防水涂料产品正往高性能、绿色环保的方向发展。
2 市场现状
笔者长期从事防水涂料的性能检测工作,对近10 年来建筑市场上的聚氨酯防水涂料的性能有较深入和全面的了解。GB/T 19250—2003《聚氨酯防水涂料》标准实施以来,笔者在相当长的一段时间内持续参与对广东地区建筑市场和企业生产的聚氨酯防水涂料的监督抽查检测,在检测过程中发现,拉伸性能、撕裂强度、加热伸缩率、潮湿基面粘结强度等项目产品的合格率都正常;但几乎所有双组分聚氨酯防水涂料的低温弯折性都不合格,在某段时期内,笔者几乎都没有测到合格的产品。虽然近年来聚氨酯防水涂料产品的质量有所改善,但低温弯折性仍然是最不容易通过的项目。
按照GB/T 19250—2003 标准的要求,聚氨酯防水涂料的低温弯折性项目的检测方法是将脱模后的试件切成100 mm×25 mm 大小,在标准条件下放置2h 后弯曲180°,使25 mm 宽的边缘平齐,用钉书机将边缘处固定,调整弯折机的上平板与下平板间的距离为试件厚度的3 倍,然后将试件放在弯折机的下平板上,试件重叠的一边朝向弯折机轴,距转轴中心约25mm。将放有试件的弯折机放入低温冰箱中,在规定温度(双组分聚氨酯防水涂料一般要求-35 ℃)下保持2h 后打开冰箱,在1 s 内将上平板压下,保持1 s,取出试件并用8 倍放大镜观察试件表面弯曲处有无裂纹或开裂现象[3-4]。笔者早期测到的聚氨酯防水涂料产品基本上都是试验后试件直接断裂甚至粉碎,根本无需使用放大镜观察。
3 原因分析
设置低温弯折性项目的主要目的是检测材料的低温耐寒性能,考察产品在低温极端环境下是否仍具备一定的柔韧性,能否继续适应基层裂缝的正常伸缩。低温弯折性不合格的聚氨酯防水涂料产品在低温条件下很容易失去韧性,产生脆裂,使涂膜失去防水作用。结合多年的检测实践和市场调查,笔者简要地总结了聚氨酯防水涂料低温弯折性不合格的原因。
3.1 应用地域因素
按照标准要求,双组分聚氨酯防水涂料产品至少要经过-35 ℃的低温测试。我国幅员辽阔,南北地区横跨的纬度较大,气候差异很大,在南方地区,冬季气温一般都在-10 ℃甚至0 ℃以上,即使聚氨酯防水涂料产品的低温弯折性指标满足不了-35 ℃的标准要求,在日常使用也不会因此出现大问题。为此,大多数企业即使具备相应的技术条件和能力,但为了节约成本和提高价格竞争优势,都不完全按照国家标准要求的性能设计配方和生产,甚至部分技术力量雄厚的企业也不得不因应市场需求和价格因素生产低端的产品。据了解,由于GB/T 19250—2003 只是推荐性标准,有部分地区的相关建设监督部门还默认该产品的低温弯折性指标无需达到-35 ℃,达到-20 ℃左右就可以接受了,某些地区甚至可以不检测该项目。
3.2 产品成本因素
目前市场上的聚氨酯防水涂料一般可分为非焦油类和煤焦油类两种,非焦油类产品综合价格比煤焦油类产品高出1/3 到1/2。这两类产品在常规的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能指标方面差别不大,但热老化后的力学性能和低温弯折性的差别却很大。非焦油类聚氨酯防水涂料较容易满足GB/T 19250—2003 标准中对于低温弯折性的要求,而煤焦油类产品却很难达到该要求。表面上,非焦油类产品由于其性能优异、环保,逐渐占据市场主流,而煤焦油类聚氨酯防水涂料产品会严重污染环境,对人体健康产生极大的危害,国家已经明令禁止使用,GB/T 19250—2003 标准的实施就是提倡企业生产和使用非焦油类聚氨酯防水涂料。但实际上,因为非焦油类聚氨酯防水涂料的原材料成本比煤焦油类产品高,加上现今中国市场监督管理不完善,尤其在建筑行业对于施工现场的监管不到位,许多生产企业为了降低成本仍然使用煤焦油或低焦油产品代替非焦油类产品,甚至打上911 聚氨酯防水涂料的名号推向市场,所以造成现在市场上很多聚氨酯防水涂料产品都出现低温弯折性不合格。
3.3 配方和工艺因素
即使是非焦油类聚氨酯防水涂料,也不是全部产品都性能优异,不同的厂家和企业也有不同的配方和工艺。有些厂家使用的原料是三官能团以上的预聚体,有些厂家使用的是二官能团的预聚体,这两类预聚体与相应的固化剂体系混合反应后生成的分别是三维立体(微观上)结构和线型结构的涂膜,三维立体结构的涂膜力学性能优异,但由于体型结构使其柔韧性不如二维线型结构的涂膜好,低温弯折性也会相应较差。
4 建议
聚氨酯防水涂料属于溶剂型涂料,其生产和使用必然伴有有机溶剂等有害物质。因此,结合低温弯折性合格率较低的主要因素和聚氨酯防水涂料的有害物质限量问题,笔者提出几点建议。
1)优化国家标准的分类和指标要求,目前低温弯折性项目不合格已成为普遍现象,应引起特别重视。建议标准起草单位可从市场角度出发,对全国各地区的产品和使用环境、条件等作全面调查和分析,制定更合适的技术指标,必要时细化产品的分类,甚至可以用不同类别和型号的产品适应不同地区的要求,有效地节约资源,降低企业生产成本。另外,在新标准实施前组织相关的质量监督部门和建设管理部门,加强对新标准的宣贯工作,避免再出现如前文所提到的某些地区建设监督部门默认当地企业生产的聚氨酯防水涂料低温弯折性指标可以不达标、甚至不检测等现象,使新标准得到更好的推广和实施。
2)针对性地制定有害物质限量。前文提到煤焦油类聚氨酯防水涂料产品会严重污染环境,对人体健康产生极大的危害,而除低温弯折性以外的常规物理力学性能与非焦油类产品差别不大。虽然国家已经明令禁止生产和使用煤焦油类聚氨酯防水涂料产品,但现行国家标准中没有明确规定控制指标,而且只从低温弯折性指标也不利于对产品实施监督。因此,建议在新修订的聚氨酯防水涂料标准中增加相应的有害物质限量指标,使产品管理有据可依。2008 年7 月1 日实施的JC 1066—2008《建筑防水涂料中有害物质限量》标准已经明确了水性、反应型和溶剂型防水涂料的各种有害物质限量指标,建议新修订的聚氨酯防水涂料国家标准直接增加针对各类聚氨酯防水涂料产品的有害物质限量指标,对于像萘和蒽等物质以及常规的有害物质(如挥发性有机化合物和苯系物等),要进一步降低限量水平,促使企业加大力度研发更环保的产品。若可能的话,将聚氨酯防水涂料国家标准从推荐性改成强制性,这样才能提高标准规范市场的能力,同时也能更有效地防止某些企业打着适应市场需求的幌子,故意制定质量指标远远低于国家标准要求的企业标准。
3)企业应努力增强自身的技术力量。作为企业也要针对自身的情况不断地适应市场需求,设计、改良和研发更多更好的新产品,加大技术研发的投入,真正从技术上提高自身的生产水平和工艺水平。
4)加强对企业和市场的监督管理工作。作为质量监督管理部门,必须加强日常的监督抽查和管理,严格查处违规违法的企业,对那些生产假冒伪劣产品甚至直接危害人体健康的产品的企业,要坚决查处,追究相关负责人的法律责任。