许 可
（民办四川天一学院，四川 绵竹 618200）
摘要：建筑防水工程对密封材料的综合性能要求日益提高，传统聚氨酯密封材料在耐候性、环保性及耐久性等方面存在局限，改性技术成为提高其应用性能的关键路径。本文综述了改性聚氨酯密封材料的主要类型，从防水抗渗、黏结附着、弹性变形及耐久服役四个维度分析了其在建筑防水工程中的应用性能，并阐述了具体应用。研究表明，改性技术通过分子结构设计、填料优化及固化体系调控，提高了聚氨酯密封材料的综合性能，为建筑防水工程中密封材料的性能优化提供了理论参考。
关键词：改性聚氨酯；密封材料；建筑防水；应用性能
引言
建筑防水工程是保障建筑物使用功能与结构安全的关键环节，其质量直接影响建筑的使用寿命与居住舒适度。聚氨酯密封材料因分子结构中含有大量氨基甲酸酯基团，具备良好的弹性恢复能力与基材适应性，在建筑防水领域获得了广泛应用[1]。然而，传统聚氨酯密封材料在耐候性、耐水性及环保性等方面存在明显短板，难以满足现代建筑对高性能防水材料的综合要求[2]。为突破上述性能瓶颈，研究者通过引入纳米填料、有机硅链段、环氧树脂及水性化改性等技术路径，对聚氨酯密封材料进行系统优化，显著提高了其力学强度、耐久性能与施工适应性[3-5]。当前，改性聚氨酯密封材料已在屋面节点、地下工程、厨卫空间及装配式建筑接缝等场景中形成较为成熟的技术应用体系。因此，本文将综述改性聚氨酯密封材料的主要类型、应用性能及工程场景，以期为建筑防水工程中密封材料的选型与性能优化提供理论参考。
1改性聚氨酯密封材料的主要类型
1.1 纳米填料改性聚氨酯密封材料
纳米填料改性在于利用小粒径填料改善体系内部结构和界面状态，使密封胶在保持弹性的同时获得更好的补强效果。杜厚俊等[6]以纳米碳酸钙为功能填料制备了遇水膨胀聚氨酯密封胶，研究发现，经表面活化处理且粒径适宜的纳米碳酸钙能够改善材料触变性、分散性、拉伸强度和剪切强度。韦健毅等[7]针对聚氨酯密封胶专用纳米碳酸钙开展应用对比，指出专用纳米碳酸钙能够改善体系吸湿稳定性和储存稳定性，并在力学性能方面表现出较好效果。从现有研究看，纳米填料改性聚氨酯密封材料的优势主要体现在补强、抗流挂、提高施工稳定性等方面，适合用于接缝填充、地下节点和遇水膨胀型密封场景。然而，纳米填料分散不均容易造成局部团聚，进而影响密封层均匀性，因此该类材料的制备关键仍在于填料处理和工艺控制。
1.2 有机硅改性聚氨酯密封材料
有机硅改性聚氨酯密封材料主要通过在聚氨酯体系中引入硅氧烷结构，提高材料的耐候性、疏水性和热稳定性。沈庆涛等[8]认为有机硅组分能够改善聚氨酯在涂料、胶黏剂和弹性体材料中的综合性能。涂福琳等[3]通过水解缩合甲基丙基二乙氧基硅烷和正硅酸乙酯合成硅烷低聚物，并将其引入聚氨酯密封胶体系，研究表明，适量硅烷低聚物有助于促进交联网络形成，提高材料相容性和综合性能。从应用角度而言，有机硅改性聚氨酯兼顾聚氨酯的力学性能和有机硅的耐环境性能，适合用于外墙、屋面、门窗节点和装配式建筑接缝，但其配方设计较为敏感，实际工程中还须关注其与混凝土、金属和防水卷材之间的黏结适配性。
1.3 环氧树脂改性聚氨酯密封材料
环氧树脂改性聚氨酯密封材料主要利用环氧树脂较强的黏结性、耐腐蚀性和结构稳定性，改善普通聚氨酯密封材料在界面附着和老化保持方面的不足。梁增飞等[4]制备了水性环氧改性聚氨酯密封嵌缝胶，并考察其在热老化、紫外线老化和自然老化条件下的性能变化，结果显示适量环氧树脂能够使材料保持较好的力学性能和黏附性能。朱悦悦[9]研究了环氧树脂/聚氨酯耐化学腐蚀建筑涂料，结果表明，二者比例会影响材料的耐腐蚀性、热稳定性和耐候性。总体而言，环氧树脂改性能够增强聚氨酯密封材料对基层的黏结能力，适用于外墙嵌缝、地下工程和存在化学介质影响的防水节点，但这类材料需要协调刚性增强和弹性保持之间的关系。
1.4 水性环保型改性聚氨酯密封材料
水性环保型改性聚氨酯密封材料是在绿色建筑和低污染施工要求下发展起来的材料类型，其重点在于降低溶剂使用和挥发性有机物释放，改善室内及封闭空间施工环境。王觅[10]指出水性聚氨酯具有环保优势，但其亲水性会影响防水、防腐、防霉和耐磨等性能。李翠玲等[11]制备了水工用无溶剂聚氨酯填缝材料，研究了填料和增塑剂配比对材料力学性能的影响，说明无溶剂体系在防水填缝领域具有较好的应用基础。在具体应用中，水性及环保型改性聚氨酯更适合厨卫、室内节点和绿色建筑防水工程，其优势在于气味较低、施工安全性较好、环境适应性强，更符合当前建筑材料发展方向。
2改性聚氨酯密封材料在建筑防水工程中的应用性能
2.1 防水抗渗性能
防水抗渗性能是改性聚氨酯密封材料在建筑75防水工程中的核心功能指标，直接决定其阻断水分渗透的能力与工程密封效果。刘斌等[12]针对聚氨酯作为透声密封材料时透水性能的局限性，综述了降低聚氨酯透水系数的原理与研究现状，指出通过分子结构设计减少自由体积可有效降低水分渗透通道，而引入疏水性助剂则能在材料表面形成拒水屏障，从而提高防水抗渗性能。田新伟等[13]采用市售单组分聚氨酯制备了不同含量的盾尾密封油脂，研究了聚氨酯含量对密封油脂抗水密封性的影响，结果表明，当聚氨酯含量不低于6%时，密封油脂可以抵抗3.5MPa水压，黏附性测试时钢板在10min内的下移距离为零，显示出优异的抗水密封能力。
2.2 黏结附着性能
黏结附着性能决定改性聚氨酯密封材料能否稳定贴合基层，是建筑防水节点长期有效的重要条件。徐智宝等[14]分别采用常压空气等离子处理技术、砂纸打磨、涂覆底涂剂三种方法对聚碳酸酯进行表面处理，以聚氨酯密封胶为胶黏剂结合剥离试验和拉伸剪切试验。结果表明，底涂处理后聚碳酸酯的表面失效模式转变为胶黏剂内聚失效，拉伸剪切强度提高了约13倍，黏结性能明显提高，而等离子处理和砂纸打磨处理后拉伸剪切强度相比未经表面处理均略有提高，但黏结性能未明显提高。苗鑫等[15]以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯和3-巯基丙基三甲氧基硅烷为原料合成硅氧烷改性聚氨酯低聚物，研究了其在阳极氧化铝上的黏结性能，结果表明，该低聚物固化后拥有良好的润湿性，TMP5在阳极氧化铝上的破坏载荷可以达到11kN，为其与聚氨酯密封胶的黏结提供了有利条件。因此，在建筑防水节点中，应将基层处理和密封胶配方适配作为提高界面可靠性的重点，避免因界面黏结不足造成节点渗漏。
2.3 弹性变形性能
弹性变形性能直接关系到密封系统的长期服役稳定性。陈旺等[16]以聚醚二元醇和六亚甲基二异氰酸酯进行扩链反应，再以氨基硅烷封端得到硅烷封端聚氨酯预聚体，制备了硅烷改性聚氨酯密封胶。配方优化后的硅烷改性聚氨酯密封胶弹性恢复率大于70%，符合GB/T14683—2017中改性硅酮建筑密封胶类25LM级别性能指标要求。康杰分等[17]采用脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇制备基胶，活性纳米碳酸钙做抗流挂剂，合成了一款高耐候、高回弹、超低模量、低黏度的脂肪族聚氨酯密封胶，试验结果表明，该聚氨酯密封胶性能优异，与混凝土基材黏结好，不胀缝、不脱胶，施工性好，适合用于装配式混凝土建筑拼接缝的防水密封，其高回弹特性使其能够适应装配式建筑接缝的周期性变形。在实际应用中，弹性变形性能的评价需要兼顾初始恢复率、低模量特征和环境作用后的力学响应。
2.4 耐久服役性能
耐久服役性能是改性聚氨酯密封材料在长期环境作用下维持功能稳定性的综合体现。梁增飞等[4]制备了不同环氧树脂含量的水性环氧改性聚氨酯密封嵌缝胶，评估其在热、紫外线和自然老化条件下的性能，结果显示，添加4%环氧树脂的试样在热老化1600h后力学性能和黏附性能保持良好，在紫外线老化试验中同样展现出优异的拉伸强度和最大拉力，自然老化试验证明其溶胀倍率稳定，微观形貌变化最小，展现出卓越的耐候性和抗老化能力。此外，朱悦悦[9]对环氧树脂/聚氨酯涂料进行了盐雾试验、酸碱腐蚀试验、热重分析及紫外线老化测试，发现当环氧树脂与聚氨酯质量比为3∶1时，涂料在盐雾试验中腐蚀面积仅为5%，附着力评分为5，初始分解温度为259℃，最大分解速率温度为425℃，紫外线老化后光泽度下降15%，颜色变化为3.2，展现出最佳的耐候性。总之，改性聚氨酯密封材料在建筑防水工程中的长期应用，应重点关注湿热、紫外和化学腐蚀条件下的强度保持和弹性衰减情况，并结合具体工程部位选择适宜的改性体系。
3改性聚氨酯密封材料在建筑防水工程中的应用场景
改性聚氨酯密封材料在建筑防水工程中的应用，主要集中于结构转角、接缝、管道穿越和外围护连接等细部位置。这些部位面积有限，但受水分、温差的影响较大，是防水系统中较容易发生渗漏的区域。相关研究已将地下室、屋面和卫生间作为建筑防水防渗施工的重要对象，并强调防水涂层、管线外壁处理在工程质量控制中的作用[18]。
如表1所示，屋面防水节点中，改性聚氨酯密封材料主要用于女儿墙根部、落水口、排气管、设备基础和伸缩缝等部位。屋面长期处于外露环境，材料应具备较好的耐候性和弹性保持能力，防止因温度变化造成胶层开裂或收口脱开。地下工程中，材料多用于施工缝、后浇带、穿墙管和变形缝位置。由于地下空间长期受潮湿环境影响，密封材料需要兼具抗水渗透能力和潮湿基层黏结能力。厨卫空间施工范围较小，后续还涉及瓷砖铺贴和洁具安装，因此须选用低气味、固化稳定、与防水涂料相容性较好的改性聚氨酯材料。外墙门窗及装配式接缝则更重视水密性和位移适应能力。已有研究指出，装配式混凝土拼接缝中，聚氨酯密封胶可用于构件之间的弹性密封[19]。
4结语
改性聚氨酯密封材料在建筑防水工程中具有较强的适用性，其性能优势主要体现在防水抗渗、黏结附着、弹性变形和耐久服役等方面。在屋面、地下工程、厨卫空间以及外墙门窗、装配式接缝等场景中，改性聚氨酯密封材料能够对细部节点形成有效封闭，弥补传统防水材料在转角、缝隙和管根部位连续性不足的问题。未来，改性聚氨酯密封材料的发展应更加重视工程环境适配和长期性能评价。一方面，需要围绕耐湿热、耐紫外、耐化学介质和低温施工等应用条件开展配方优化，提高材料在复杂环境下的稳定性；另一方面，应加强密封材料与基层、防水卷材之间的相容性研究，完善施工工艺和质量检测方法。
来源：《塑料助剂》2026年第4期（总第178期）
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