隨著國民經濟的快速發展，頒布了建筑節能的中長期規劃，推動了創新型化學建材工業的興起，其中應用最為普及的是一種具有諸多優勢的高分子材料，聚氨酯具有可發泡性、耐磨性、粘結性、彈性以及耐低溫性、耐生物老化性與耐溶劑性，因此，在建筑領域占有重要的一席之地，尤其在防水、膠粘劑以及保溫行業更是取得了理想的實踐成果。聚氨酯粘合劑的適用范圍非常廣，不論是柔軟的橡膠還是堅硬的塑料，均能夠使用，劃分為多異氰酸酯粘合劑、雙組分與單組分粘合劑。聚氨酯不僅廣泛應用于建筑行業，還在其他領域中得到大力推崇。

　　文獻 [1] 依據不同調配比例，采用聚氨酯、環氧樹脂以及接枝改性膠原蛋白，完成膠原蛋白基水性膠黏劑合成，通過紅外光譜、激光粒度儀、拉伸以及差式掃描量熱法等策略，分析合成乳液的膠膜結構、熱性能、分散性以及力學性能，最后，在木材粘合的過程中對其進行應用;文獻 [2] 利用聚乙二醇與異氟爾酮二異氰酸酯，經過催化與封端，實現封端型水性聚氨酯交聯劑的合成，選取紅外光譜對合成產物進行表征，并探索出封端率的影響因素，從而改進交聯劑合成的工藝條件，通過在滌綸織物上使用復配獲取的拒水阻燃劑，分析各成分對織物的性能影響;而文獻 [3] 則采用傅里葉變換紅外光譜、同步熱分析儀以及拉伸測試儀，表征合成聚氨酯的結構、熱穩定性以及力學性能，從而實現電池窗口、交流阻抗、倍率以及循環性能的測試。

　　基于上述研究成果，本文對聚氨酯粘合劑材料在建筑維修施工中的應用進行研究，通過分析聚氨酯粘合劑材料的固化機理，探索其相關性能，利用間歇脫水法、連續薄膜干燥法或者連續噴霧干燥法，對低聚物多元醇進行脫水操作，經過引入多異氰酸酯，使脫水后的低聚多元醇自然升溫，進而合成預聚體，隨后實施與填料、催化劑以及觸變劑等助劑的捏合操作，得到聚氨酯粘合劑。基于流變學測試，探索聚氨酯粘合劑材料的動態粘彈性，最終，采用單組分聚氨酯密封膠與單組分聚氨酯防水涂料，完成建筑裂縫的維修施工。

　　1 聚氨酯粘合劑材料制備及分析

　　聚氨酯粘合劑材料憑借其優異的性能與適中的價格，被廣泛應用于土木建筑領域。為了深入探索聚氨酯粘合劑材料的性能，剖析建筑施工中常用的單組分濕固化型聚氨酯粘合劑生成方法。該粘合劑的固化機理是：當粘合劑含有的活潑基團 [4] 暴露在空氣里，粘合劑將跟空氣內的微量水分反應，與此同時，也會同被粘接基材表面的羥基等活性氫基團和吸附水反應，從而得到脲與縮二脲交聯結構。單組分濕固化型聚氨酯粘合劑的獲取方法流程為：首先對低聚物多元醇實施脫水;然后采用脫水后的低聚多元醇與多異氰酸酯 [5] 合成聚氨酯預聚體;最后將所得預聚體與諸如填料等助劑進行捏合。圖 1 所示為單組分濕固化型聚氨酯粘合劑的制備步驟示意圖。

　　低聚物多元醇的脫水操作，要在聚氨酯預聚體合成之前實施，令低聚物多元醇的含水量不超過 0.05%。脫水操作常采用間歇脫水法、連續薄膜干燥法以及連續噴霧干燥法等處理形式。其中，間歇脫水法的操作環境為不銹鋼釜，采用的相關設備主要有框式攪拌器、端面機械密封 [6]，加熱處理由蒸汽或者電加熱得以完成，脫水時溫度應為 100℃ ~140℃，基于高真空條件，脫水過程將耗時一至兩小時左右;若要脫水處理大量的低聚物多元醇，則可以選用噴霧干燥法與薄膜干燥法。添加一定量的低聚多元醇，當溫度為 40℃ ~60℃時，將多異氰酸酯添加進來，令體系溫度進行 30min~40min 的自然提升，待溫度升至 80℃左右，保溫反應 2h~3h，對 NCO % 進行采樣分析，若符合預設值，那么反應完成。經過真空脫泡可以取得不存在氣泡的預聚體 [7]。在行星式攪拌機中除了要加入一定量的預聚體，還應添加填料、催化劑以及觸變劑等助劑，基于真空狀態，實施一至兩個小時的捏合操作，待其混合均勻、充分，即可出料獲取聚氨酯粘合劑。為了探索聚氨酯粘合劑材料的動態粘彈性，依據外力施加形式，將流變學測試劃分成穩態測試 [8] 與動態測試兩種，前者是在應力或應變為恒定性情況時，通過對樣品施加剪切應力完成測試;而后者則是在應力或應變為周期性情況時，對樣品施加振蕩剪切應力進行測試。如果剪切頻率較小，則聚氨酯粘合劑可以近似看成線性體，若將一定頻率的交變應力或應變作用于聚氨酯粘合劑材料上，那么應力或應變響應發生的頻率也與之相同，因此，材料施加的正弦應變能夠通過應變振幅和交變角頻率得出。根據聚氨酯粘合劑存在的粘彈性屬性，可知應變與應力間具有相位差  ，若材料屬于純粘性，則 = 2   ;若屬于純彈性，則   0 ;若屬于粘彈性材料，那么應力會比應變提前一個相位差，得到 0 2     。經分析，所得到的聚氨酯粘合劑材料具備理想的柔韌性、耐候性以及耐久性等優勢，不僅粘合劑本身不開裂且粘結性好，而且可以令使用物品的表面粘結牢固，并隨之同時發生形變，所以，在建筑物、公路以及廣場等工程領域的嵌縫密封任務中得到了廣泛運用。表 1 為基于聚氨酯粘合劑材料的單組分聚氨酯密封膠性能指標數據統計。

　　基于表 1 的性能指標數據統計得知，聚氨酯粘合劑材料具有較好的環保性能與基材表面粘結性，既耐磨、耐刺穿，又便于施工且該材料擁有高彈性屬性，所以，非常適用于建筑表面的局部維修。

　　2 建筑維修施工應用

　　通過目視法或采用專業的設備，對滲漏點進行搜索判定，從而確定建筑裂縫處。目視法應用較為普遍，且簡單可行，但設備檢測則更加準確、迅速，其原理是根據物體反射出的不可見紅外線，利用光敏元件實現成像，紅外線感應充入的二氧化碳類氣體，令滲漏源頭顯現。圖 2 所示為設備檢測法。

　　Fig. 3 Schematic diagram of building cracks 通過在凹槽的底部鋪一層襯墊材料，以避免施工形成三面粘結，對伸縮性能產生影響，把厚度為 1cm 的單組分聚氨酯密封膠注入凹槽中，為了使其與基面粘結，刮平時應確保與兩側接觸充分。圖 4 所示為凹槽施工斷面。

　　在密封膠的施工過程中，應防止空氣進入，且指觸干之前還要防止其受到碰損、污染或者雨淋，固化階段的前 3h 禁止浸水。當溫度是 5℃ ~35℃的時候，使用毛刷將調配適當的底涂均勻涂抹在粘結基材表面，待全部干燥后展開聚氨酯防水涂料施工。在經過底涂施工的基面與凹槽中，用毛刷均勻涂抹上單組分聚氨酯防水涂料，為了避免出現氣泡，應遵循薄刷、少刷準則，如果防水涂料固化成膜，則再一次施工防水涂料，涂抹方向與首次呈垂直角度，且整體厚度超過 2mm，該階段要避免積水的長期儲存，指觸干前確保無明水接觸、無污染、無碰損，實際干燥之前則停止涂膜層上的所有施工作業。將厚為 3cm 的水泥砂漿保護層覆于防水層上，以延長防水層使用年限，指觸干前在防水層表面鋪一層干凈的粗砂，待實際干燥后，實施防護層施工階段。該層既要覆蓋全部防水涂膜 [9]，還要完全破除原有基面。依據工程質量驗收規范，在施工位置進行蓄水試驗，若 24h 后未發生滲漏現象，則施工合格。

　　3 仿真實驗

　　為了驗證聚氨酯粘合劑的有效性與可行性，分別對聚氨酯粘合劑應用前后的建筑維修施工效果進行對比，并選取粘結強度、通氣度以及疲勞性作為性能評估指標。 3.1 粘結強度對比分析圖 5 所示為聚氨酯粘合劑應用前后的粘結強度 [10] 比較曲線。通過圖 5 可以看出，聚氨酯粘合劑材料大幅度提升了與基層的粘結強度，平均強度值在 56.15N/cm2 ，而未使用材料的粘結強度均值為 33.54N/cm2 ，聚氨酯粘合劑材料優勢顯著。

　　3.2 通氣度對比分析通氣度試驗裝置結構示意圖及試驗結果如圖 6、圖 7 所示。從圖 7 可知，聚氨酯粘合劑材料能夠更好地排除基層蒸發出來的水蒸氣，通氣度性能具有明顯的優越性。

　　3.3 疲勞對比分析圖 8、圖 9 分別為疲勞試驗模型規格及疲勞試驗結果比較。 根據圖 9 曲線走勢能夠發現，應用聚氨酯粘合劑后耐疲勞性能穩定性較好，極大程度延長了使用壽命。

　　4 結語

　　隨著聚氨酯樹脂的發展，聚氨酯粘合劑得到了推廣應用，因此，本文探索聚氨酯粘合劑材料在建筑維修施工中的應用，分析聚氨酯粘合劑材料固化機理，運用目視法或采用專業的設備，查找建筑滲漏點，隨后在裂縫處進行切割，在凹槽的襯墊材料上方注入單組分聚氨酯密封膠后，將調配適當的底涂均勻涂抹在粘結基材表面，進而完成單組分聚氨酯防水涂料施工，最后，通過水泥砂漿保護層與蓄水試驗，保證合格的維修施工效果。該材料在建筑領域中有著廣闊的應用前景，為未來聚氨酯粘合劑品種的多元化發展奠定了夯實的理論依據。

　　參考文獻

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　　[2] 易輝 , 趙修芳 , 林江 . 封端型水性聚氨酯交聯劑的合成及其應用 [J]. 印染助劑 , 2019, 36(8):27-31.

　　[3] 王超 , 姜時鋒 , 郭曉艷 , 等 . 固態鋰離子電池用聚碳酸酯型聚氨酯粘結劑 [J]. 精細化工 , 2019, 36(5):957- 962.

　　[4] 陳凱 , 韓百川 , 嵇思鑫 , 等 . 一種可用于直接檢測空氣中異氰酸酯的比率型熒光探針 [J]. 化學學報 , 2019, 77(4):365-370.

　　[5] 劉艷林 , 何吉宇 , 楊榮杰 . 三聚氰胺基聚醚多元醇的合成及對硬質聚氨酯泡沫阻燃性能的影響 [J]. 高分子材料科學與工程 , 2018, 34(3):1-6.

　　《聚氨酯粘合劑材料在建筑維修施工中的應用》來源：《合成材料老化與應用》，作者：孔露露