户外泳池防护用聚脲涂层及其面漆的性能研究

摘要

户外游泳池工程中的防水层长期处于介质的腐蚀、太阳光的照射环境中，容易发生开裂和脱落，导致渗漏成为户外泳池运营和维护的重大难题，而目前国内外对这一领域防水材料和技术尚无系统的研究。因此本文针对游泳池环境的特点，选用聚脲作为防护材料，进行了聚脲对游泳池水、NaClO溶液的耐受性和耐光老化性能研究，并分析了户外自然曝晒和人工加速老化两种老化环境的相关性，对适用于游泳池防护的聚脲配套面漆进行了筛选和耐介质腐蚀性能研究，为聚脲在户外泳池防护领域的应用提供数据支持。
　　(1)聚脲涂层耐游泳池介质性能研究表明，试样耐NaClO浓度为0.2～1.4mg/L的游泳池水、1.4mg/LNaClO溶液腐蚀性能较好，试样在室内和露天环境下180d拉伸强度保持率为90.11～94.94％，断裂伸长率增长率为2.96～9.70％;6.0g/LNaClO溶液浸泡对涂层拉伸性能影响较大，室内和露天环境下180d拉伸强度保持率为67.40～77.38％，断裂伸长率下降率为5.10～10.12％。6.0g/LNaClO溶液浸泡180d试样SEM、FTIR测试结果表明浸泡过程中聚脲涂层发生了腐蚀，分子链中化学键C-O-C和C=O断裂。
　　(2)聚脲涂层耐光老化性能研究表明，在户外自然曝晒和人工加速老化环境下涂层宏观性能下降，试样的失光率分别在300d和120d达到80％以上，老化1200d试样拉伸强度分别降低23.70％、11.10％，断裂伸长率保持率分别为89.05％、96.34％，厚度流失量分别为0.116mm、0.07mm。SEM、FTIR测试结果表明老化使得涂层表面产生裂纹和孔洞，但涂层内部结构受到的影响不大，户外自然曝晒试样和人工加速老化试样的老化均主要表现为C=O、C-H、N-H的断裂。人工加速老化和户外自然曝晒老化的相关性研究表明，这两种方式之间并无具体的变换关系，其老化结果和老化程度与试验条件有关。
　　(3)户外泳池防护聚脲配套面漆筛选和性能研究表明，脂肪族聚氨酯面漆C-2表干、实干时间分别为45min、6h，具有较好的光泽度、柔韧性、附着力和耐光老化性能，综合性能最好;NaClO溶液浸泡后C-2面漆发生黄变，但其柔韧性和附着力仍然较好，SEM、FTIR分析结果表明面漆表面产生了裂纹，面漆的C-H键和C=O键发生断裂。
　　基于以上实验研究，得到聚脲及其配套面漆在户外泳池环境下的性能变化规律及老化机理，为聚脲在该领域的应用和进一步的改性研究提供基础数据和理论支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 喷涂聚脲弹性体技术

1．2．1 聚脲材料概述

1．2．2 聚脲材料的技术性能

1．2．3 聚脲涂层的配套材料

1．2．4 喷涂技术特点

1．3 聚脲的抗渗防护研究进展

1．3．1 聚脲涂层对混凝土的防护作用

1．3．2 聚脲涂层的抗渗防护领域

1．4 聚脲的耐介质性能研究进展

1．4．1 涂层的耐水性能

1．4．2 涂层的耐介质腐蚀性能

1．5 聚脲的耐光老化研究进展

1．5．1 高分子材料的光老化机理

1．5．2 聚脲涂层的光老化

1．6 本论文的研究目的和研究内容

1．6．1 研究目的

1．6．2 研究内容

第2章 实验方案

2．1 聚脲涂膜制备

2．1．1 聚脲喷涂装置

2．1．2 聚脲喷涂的防护装置

2．1．3 试验用聚脲试样喷涂

2．2 聚脲涂层的常规性能测试

2．2．1 不透水性测试

2．2．2 吸水率测试

2．2．3 拉伸性能测试

2．2．4 光泽度试验

2．2．5 面漆附着性测试

2．3 聚脲涂层耐介质试验

2．3．1 蒸馏水浸泡试验

2．3．2 耐NaClO溶液试验

2．4 户外自然曝晒

2．4．1 自然曝晒试验准备

2．4．2 试验步骤

2．5 人工加速老化

2．5．1 试验标准

2．5．2 试验仪器

2．5．3 试验步骤

2．6 微观性能研究

2．6．1 SEM分析

2．6．2 FTIR分析

第3章 耐游泳池介质性能研究

3．1 概述

3．2 耐水性

3．2．1 不透水性

3．2．2 吸水率

3．2．3 拉伸性能

3．3 耐NaClO介质腐蚀性能

3．3．1 游泳池水浸泡

3．3．2 1．4mg／L NaClO溶液浸泡

3．3．3 6．0g／L NaClO溶液浸泡

3．3．4 SEM分析

3．3．5 FTIR分析

3．4 本章小结

第4章 耐光老化性能研究

4．1 概述

4．2 户外自然曝晒

4．2．1 光泽度

4．2．2 拉伸性能

4．2．3 厚度

4．2．4 SEM分析

4．2．5 FTIR分析

4．3 人工加速老化

4．3．1 光泽度

4．3．2 拉伸性能

4．3．3 厚度

4．3．4 SEM分析

4．3．5 FTIR分析

4．4 户外自然曝晒和人工加速老化的相关性研究

4．5 本章小结

第5章 聚脲配套面漆筛选及性能研究

5．1 配套面漆的筛选

5．1．1 凝结时间

5．1．2 表观状态

5．1．3 附着性

5．1．4 耐光老化性能

5．2 配套面漆的耐腐蚀性能

5．2．1 常规性能

5．2．2 SEM分析

5．2．3 FTIR分析

5．3 本章小结

第6章 结论及有待进一步研究的问题

6．1 结论

6．2 有待进一步解决的问题

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢