CN108316667B - 一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法，施工方便，可以提供附着力和耐久性强的系统性混凝土防护与修复体系。所述制备方法为，所述防护与修复体系包括覆于混凝土基层表面的由里而外的底漆层、聚氨酯砂浆层和聚氨酯耐候面漆层，其中，所述底漆层由端异氰酸酯基聚氨酯预聚体和催化剂固化得到，所述底漆层的制备方法包括：聚酯多元醇和第一异氰酸酯恒温反应2～3h，加入第一部分二羟甲基丙酸继续恒温反应1.5～2.5h，当异氰酸根含量达到16％～23％时，降温，加入催化剂，搅拌15～20min后静置出料即可；其中，所述聚酯多元醇为线型或支化型聚酯多元醇，所述第一异氰酸酯与聚酯多元醇的质量比为(2.2～4.6)∶1。

Description

一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法。
背景技术
混凝土常见病害主要包括混凝土构件碳化、内部钢筋锈蚀、盐冻、剥蚀和裂纹等，腐蚀介质(如氯离子等)从病害部位进一步渗入，将加速钢筋的腐蚀、体积膨胀，从而降低混凝土强度，大大缩短构件的使用寿命。据相关资料显示，我国沿海地区89％的混凝土桥梁在7～25年内均出现了钢筋锈蚀现象，严重影响了市民的出行安全和城市形象。混凝土外防护技术作为保护建筑物混凝土的重要方法之一，利用防护材料自身性质和与基材结合产生的物理化学作用对基体进行有效防护，防护材料的正确选择和防护体系的合理构筑，能够有效防止雨雪水、地下水等从屋顶、墙面、地基或混凝土构件的接缝处渗漏到建筑使用空间，阻止盐分等腐蚀性介质渗透到建筑构件或地基基础内部，防止由此而造成的性能劣化和失效。
当前常用的混凝土防护体系主要为溶剂型，由内到外依次为：环氧底漆、环氧中间漆、聚氨酯面漆或者氟碳面漆等。如中国专利文献CN101456756A公开了一种钢筋混凝土结构的防护方法，包括三层结构，由内到外依次为纳米改性环氧封闭涂料、纳米改性环氧云铁中间漆、纳米改性含氟聚氨酯面漆或硅丙面漆或含氟聚硅氧烷面漆。中国专利文献CN106045569A公开了一种包括渗透结晶涂料、专用腻子层、封闭底涂层、高耐候面涂层、高性能罩面层等多道涂层结构的混凝土防护体系。上述溶剂型防护体系均含有较多的挥发性有害物质，有悖于国家正大力倡导的绿色环保政策。
中国专利文献CN103045041A、CN105925091A公开了主要成膜物质分别为纯丙乳液和水性丙烯酸树脂的的混凝土桥梁表面防护用涂层材料，上述材料虽均为水性环保材料，但均仅为单一的薄质涂层，没有形成系统的防护体系，在遇到诸如混凝土表面存在细微裂纹、蜂窝、麻面、坑洞等缺陷时，则很难形成平整、连续、有效的保护层，容易造成防护失败。
中国专利文献CN105040663A公开了一种提升海洋环境下混凝土构件耐久性的方法，在混凝土构件外表面浸渍硅烷后，粘贴PVC软质塑料做保护层，以环氧砂浆封堵接头与边角处。该发明绿色环保、经济性强，工期较短，但在浸渍硅烷之后的混凝土表面粘贴塑料的做法，很难避免因施工缺陷或附着力不足而造成的保护层空鼓的问题，最终实际效果难以保证。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法，施工方便，可以针对混凝土表面存在细微裂纹、蜂窝、麻面、坑洞等缺陷时提供附着力和耐久性强的系统性混凝土防护与修复体系。
发明概述
本发明提供了一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法，
所述防护与修复体系包括覆于混凝土基层表面的由里而外的底漆层、聚氨酯砂浆层和聚氨酯耐候面漆层，其中，
所述底漆层由端异氰酸酯基聚氨酯预聚体和催化剂固化得到，所述底漆层的制备方法包括：聚酯多元醇和第一异氰酸酯于60～70℃恒温反应30～40min后，升温至75～85℃恒温反应2～3h，加入第一部分二羟甲基丙酸(以下简称DMPA)继续恒温反应1.5～2.5h，当异氰酸根含量达到16％～23％时，降温至30～40℃加入催化剂，搅拌15～20min后静置出料即可；
其中，所述聚酯多元醇为线型或支化型聚酯多元醇，固含量100％，羟基含量为8.5％～8.6％；
所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯，所述第一异氰酸酯与聚酯多元醇的质量比为(2.2～4.6):1。一般的，所述第一异氰酸酯的异氰酸根含量为30％～35％；
所述第一部分二羟甲基丙酸的用量为聚酯多元醇总质量的2％～5％；
所述催化剂选自辛酸亚锡(以下简称T9)或二月桂酸二丁基锡(以下简称T12)，用量为端异氰酸酯基聚氨酯预聚体总质量的0.01％～0.1％。
优选的，所述聚酯多元醇为拜耳聚合物责任有限公司的
Figure BDA0001570088350000021
800、
Figure BDA0001570088350000031
850。
本发明以甲苯二正丁胺法，参见GB/T 12009.4-1989，测得异氰酸根含量(以下简称NCO％)。
本发明所述百分比，除特别说明外，均为质量百分比。
作为本领域常识，二元醇或多元醇与异氰酸酯反应前应真空脱水处理至以卡尔费休法测得含水率低于万分之五。具体步骤如下：
向反应容器中加入二元醇或多元醇，升温至脱水温度(如108～115℃，具体温度可由本领域技术人员根据多元醇结构确定)，-0.08～-0.1MPa真空脱水1.5～3h，以卡尔费休法测得含水率低于万分之五，通氮气或干燥空气解除真空，降温至反应温度，加入异氰酸酯。
优选的，所述聚氨酯砂浆层由组分A2和B2拌合制得；其中，
所述组分A2各成分按质量份的组成为：聚氨酯水分散体50～80份、流平剂0.3～0.5份、第一脱泡剂0.3～0.5份、第一消泡剂0.3～0.5份、第一分散剂0.5～1.0份、去离子水15～45份、第一成膜助剂2～3.5份；
所述聚氨酯水分散体按以下方法制备：使聚碳酸酯二元醇与第二异氰酸酯在60～70℃下反应15～30min后升温至75～85℃恒温反应2～3h，向体系中加入第二部分二羟甲基丙酸，75～85℃恒温反应2～3h，待异氰酸根含量达到0.1％～0.3％时，将温度降为40～55℃，加入三乙胺，恒温中和反应20～40min，降至室温加入去离子水和乙二胺的混合溶液并剧烈搅拌0.5～1.5h，静置后得到聚氨酯水分散体；所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为1000～2000，羟基含量为1.7％～3.4％；所述第二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；所述第二异氰酸酯中异氰酸根与聚碳酸酯二元醇所含羟基之间的摩尔比1.5～2.0；所述第二部分二羟甲基丙酸的用量为第二异氰酸酯与聚碳酸酯二元醇总质量的4.5％～7.5％；所述三乙胺与第二部分二羟甲基丙酸之间的摩尔比(以下简称n(TEA)/n(DMPA))为1:(1～1.25)；所述乙二胺用量占聚氨酯水分散体的不挥发物总质量的0.1％～3％；所述聚氨酯水分散体的不挥发物含量为40％～60％；
所述组分B2为包含15～25质量份的普通硅酸盐水泥、55～65质量份的石英砂和10～20质量份矿粉的混合物；
所述组分A2和B2的拌合质量比为1:(4～6)。
进一步优选的，所述组分B2中石英砂和矿粉的粒径范围为100～200目；所述普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥或52.5普通硅酸盐水泥。
进一步优选的，所述聚碳酸酯二元醇为拜耳聚合物责任有限公司的
Figure BDA0001570088350000041
C1100或
Figure BDA0001570088350000042
C1200。
进一步优选的，所述流平剂选自毕克化学公司的BKY-320或BYK-380N；所述第一分散剂选自毕克化学公司的BYK-190、圣诺普科有限公司的SN-DISPERSANT 5040或SN-DISPERSANT 6100；所述第一脱泡剂选自德国迪高化工公司脱泡剂Airex 901w或Airex902w；所述第一消泡剂选自毕克化学公司的BYK-022或BYK-093；所述第一成膜助剂选自醇酯十二或1,2-丙二醇。
优选的，所述聚氨酯耐候面漆层由组分A3和B3拌合制得；其中，
所述组分A3由以下各成分按质量份组成：水性丙烯酸多元醇分散体W54～64份、去离子水5～10份、第二分散剂0.5～1.0份、第二脱泡剂0.1～0.3份、第二消泡剂0.1～0.3份、聚氨酯增稠剂0.1～0.3份、颜填料26～36份、第二成膜助剂2～6份；
所述水性丙烯酸多元醇分散体选自广州科思创聚合物有限公司的A2470、
Figure BDA0001570088350000044
A2542、
Figure BDA0001570088350000045
A2601中的一种；
所述组分B3为水分散型聚异氰酸酯，选自广州科思创聚合物有限公司的
Figure BDA0001570088350000046
XP2655、
Figure BDA0001570088350000047
XP2547中的一种；
所述组分A3和B3的拌合质量比为(2～4):1。
进一步优选的，
所述组分A3按以下方法制备：将去离子水、第二分散剂、第二脱泡剂、颜填料依次加入容器中，2000～3000转/min分散40～60分钟后，将转速降低至800～1200转/min，加入第二成膜助剂、水性丙烯酸多元醇、第二消泡剂、聚氨酯类增稠剂，分散20～40min制得组分A3。
进一步优选的，所述颜填料为颜料和填料的混合物，所述颜料为金红石型钛白粉、炭黑或氧化铁黑中的至少一种；所述填料细度为800～2000目，为滑石粉和/或轻质碳酸钙。
进一步优选的，所述第二分散剂选自毕克化学公司的BYK-190、圣诺普科有限公司的SN-DISPERSANT 5040或SN-DISPERSANT 6100；所述第二脱泡剂选自德国迪高化工公司脱泡剂Airex 901w或Airex 902w；所述第二消泡剂选自毕克化学公司的BYK-022或BYK-093；所述第二成膜助剂选自醇酯十二或1,2-丙二醇；所述聚氨酯增稠剂选自上海松尾贸易有限公司提供的的
Figure BDA0001570088350000051
Gel0434或
Figure BDA0001570088350000052
Gel0435。
具体的，所述用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法包括以下步骤：
(1)完全清除松动或不兼容的表面浮灰及杂质，露出坚实的混凝土基层，有明水时，以吹风机吹去明水，并以抹布等工具擦拭一遍；
(2)在所述混凝土基层上涂覆底漆层，施工遍数1～2次，单遍间隔时间2～3h，施工方向纵横交替进行，施工方式为滚涂和刷涂施工，施工总厚度40～100μm；
(3)待底漆层干燥不粘手后，于底漆层上构造聚氨酯砂浆层，砂浆层一遍施工完成，施工方式为抹刀压抹施工，厚度2～4mm；
(4)待聚氨酯砂浆层干燥完成后，于砂浆层上施工聚氨酯耐候面漆层，面漆层施工遍数2～3次，单遍间隔时间30～60min。
本发明以底漆层作为整个防护和修复体系的最底层，与现有技术相比，主要实现了以下技术优势：其一，底漆层为单组份湿固化体系，无需现场计量混合，开罐即用使用方便，固化机理为-NCO基团与基材上的水分直接化学结合，大大提高了粘结力；其二，所述底漆层由线性或支化型聚酯多元醇制得，相比于传统聚醚类聚氨酯材料，所得材料最终具有更高的柔韧性、粘结性和机械强度；其三，利用DMPA扩链，在分子链上接枝了-COOH活性基团，可以与基材或砂浆层中的水泥水化产物Ca2+、Ca(OH)2发生化学反应并产生化学键合，对底部基材和上部砂浆层可起到承上启下的串联作用，提高了防护体系的整体性。
本发明在底漆层之上设有水性聚氨酯砂浆层，其主要特点包括：其一，与传统水泥基、环氧类或其他溶剂类修补砂浆相比，水性聚氨酯继承了溶剂型聚氨酯耐低温、高耐磨、高弹性、粘接力强等优异性能，同时还具有无污染、安全可靠等优点；其二，以聚碳酸酯二元醇和芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯水分散体，相比于聚醚型水性聚氨酯具有更加优异的力学性能，相比于普通聚酯型水性聚氨酯则具有更好的耐水解性能；其三，水性聚氨酯砂浆层固化后，聚氨酯水分散体以高分子薄膜的形态分散于水泥水化之后的无机凝胶相中，能够有效阻止腐蚀介质的侵入，并提高砂浆层的抗裂性能。
本发明的最外层结构为水性聚氨酯耐候面漆层，基于优选的水性丙烯酸酯多元醇分散体和水分散型聚异氰酸酯，除具有极佳的环保、耐候等特点外，还具有优异的耐沾污性、耐洗刷性、耐碱性、力学性和抗涂鸦性能。
本发明所述的一种环保高效的混凝土防护与修复体系，可应用于桥梁混凝土的耐久性防护和裂缝、坑洞、剥蚀等缺陷修复，以改善桥梁结构耐久性，保持桥梁良好工作性能；此外，还可应用于民用混凝土建筑、海港构件、交通构件的防水、防护与修复工程。
本发明所述的一种环保高效的混凝土防护与修复体系，以综合性能优异、环保高效的无溶剂或水性聚氨酯体系为基础，分别制备出单组份聚氨酯底漆层、水性聚氨酯砂浆层和水性聚氨酯耐候面漆层，并以此形成了新型混凝土防护体系，与现有技术相比，本发明集环保无污染、可潮湿基面施工、力学强度高、柔韧性佳、抗疲劳、耐老化、耐腐蚀等多种功能于一体，具有极高的应用前景。
具体实施方式
本发明中的原料与试剂均为工业级，市售可得；本发明不受以下实施例内容限制。
实施例中部分原材料的厂家及型号如下：
1、异氰酸酯
(1)二苯基甲烷二异氰酸酯(以下简称MDI)：烟台万华生产、型号MDI-50，NCO％＝33.5％；
(2)多苯基多亚甲基多异氰酸酯(以下简称PAPI)：烟台万华生产、型号PM-200，NCO％＝30.0％；
(3)甲苯二异氰酸酯(以下简称TDI)：烟台万华生产、型号TDI-80，NCO％＝48.2％；
2、聚酯多元醇：
拜耳聚合物责任有限公司的
Figure BDA0001570088350000061
800(羟基含量8.6％)、
Figure BDA0001570088350000062
850(羟基含量8.5％)；
3、聚碳酸酯二元醇：
拜耳聚合物责任有限公司的C1100(羟基含量3.4％)、
Figure BDA0001570088350000064
C1200(羟基含量1.7％)；
4、水分散型聚异氰酸酯：
广州科思创聚合物有限公司的
Figure BDA0001570088350000071
XP2655、
Figure BDA0001570088350000072
XP2547；
5、水性丙烯酸多元醇分散体：
广州科思创聚合物有限公司的
Figure BDA0001570088350000073
A2470(以下简称A2470)、
Figure BDA0001570088350000074
A2542(以下简称A2542)、
Figure BDA0001570088350000075
A2601(以下简称A2601)；
6、分散剂：
毕克化学公司的BYK-190；圣诺普科有限公司的SN-DISPERSANT 5040(以下简称5040)、SN-DISPERSANT 6100(以下简称6100)；
7、脱泡剂
德国迪高化工公司脱泡剂Airex 901w(以下简称901w)、Airex 902w(以下简称902w)；
8、流平剂
毕克化学公司的BKY-320、BYK-380N；
9、消泡剂：
毕克化学公司的BYK-022、BYK-093；
10、聚氨酯增稠剂：
上海松尾贸易有限公司的
Figure BDA0001570088350000076
Gel 0434(以下简称0434)、
Figure BDA0001570088350000077
Gel0435(以下简称0435)；
11、颜料：
金红石型钛白粉，美国杜邦公司的R-960；
12、去离子水为本公司自制；
13、硅酸盐水泥：
大连华日小野田牌42.5硅酸盐水泥、安徽海螺水泥股份有限公司52.5硅酸盐水泥；
14、底漆层对比样：
选自江苏苏博特新材料股份有限公司的产品
Figure BDA0001570088350000078
-d2011基层处理剂，该产品为普通聚醚型聚氨酯底漆，且不含-COOH等特性基团。
实施例中干燥时间、拉伸强度、断裂伸长率、耐碱性(碱处理)等性能的测试方法参照GB/T16777-2008；与混凝土的粘结力、粘结强度采用上海荣计达仪器科技有限公司生产的型号FZ-10的涂层附着力拉拔仪进行测试；砂浆的抗压、抗拉和抗折强度测试方法参照JC/T984-2005；耐人工气候加速试验测试参照GB/T14522-2008；人工耐粘污性测试方法参照GB/T9780-2013；冻融循环测试试件为100×100×400的C40混凝土试件，表面涂覆三层防护体系并养护7天后放入混凝土快速冻融实验机中进行；耐冲击性参照GB/T1732-93进行。
(一)底漆层的制备
将聚酯多元醇加入容器中，真空度-0.08～-0.1MPa、110～120℃下脱水1.5～3h后，以卡尔费休法测得含水率低于万分之五，通氮气或干燥空气解除真空，降温至68-75℃，加入异氰酸酯，恒温反应30～40min后，升温至75～85℃恒温反应2～3h，加入二羟甲基丙酸DMPA继续恒温反应1.5～2.5h，以甲苯二正丁胺法，参见GB/T 12009.4-1989，测得最终NCO％达16％-23％，降温至30～40℃出料即可。
表1底漆层物料配比
Figure BDA0001570088350000081
表2底漆层基本性能
Figure BDA0001570088350000082
由上表中可以看出，所得底漆层与混凝土之间的粘结力明显优于对比样(普通聚醚型聚氨酯底漆，且不含-COOH等特性基团)。
(二)水性聚氨酯砂浆层的制备
(1)向反应容器中加入聚碳酸酯二元醇，108～115℃，-0.08～-0.1MPa真空脱水1.5～3h，以卡尔费休法测得含水率低于万分之五，通氮气或干燥空气解除真空，降温至60-70℃，加入异氰酸酯单体，反应15～30min后将体系温度升为75～85℃恒温反应2～3h，向体系中加入一定比例的二羟甲基丙酸DMPA，75～85℃恒温反应2～3h，以甲苯二正丁胺法，参见GB/T 12009.4-1989，测得异氰酸根含量达0.1％～0.3％，将温度降为40～55℃，加入三乙胺TEA，恒温中和反应20～40min，降至室温加入去离子水和乙二胺的混合溶液并剧烈搅拌0.5～1.5h，静置后得到高性能聚氨酯水分散体；
(2)将去离子水、分散剂、消泡剂加入容器中，1000～1500转/min分散15～30min后，将转速降低至500～1000转/min，向体系中加入成膜助剂、高性能聚氨酯水分散体、消泡剂，分散20～40min制得组分A2。
将石英砂、矿粉和硅酸盐水泥按比例混合均匀制得组分B2。
表3聚氨酯砂浆层聚氨酯水分散体的物料配比
Figure BDA0001570088350000091
表4聚氨酯砂浆层A2组分的物料配比
Figure BDA0001570088350000092
表5聚氨酯砂浆层B2组分的物料配比
砂浆层1 砂浆层2 砂浆层3 砂浆层4
硅酸盐水泥 42.5水泥，15g 52.5水泥，25g 42.5水泥，25g 52.5水泥，20g
石英砂 100目，65g 200目，55g 150目，65g 100目，65g
矿粉 200目，20g 100目，20g 150目，10g 150目，15g
表6聚氨酯砂浆层的物料配比
砂浆层1 砂浆层2 砂浆层3 砂浆层4
A2:B2(质量) 1:6 1:4 1:4.5 1:5
表7聚氨酯砂浆层的基本性能
砂浆层1 砂浆层2 砂浆层3 砂浆层4
干燥时间(23℃) ≤6.5h ≤5h ≤5.5h ≤6h
与底漆层粘结强度 ≥2.7MPa ≥2.7MPa ≥2.7MPa ≥2.7MPa
抗压强度 ≥50MPa ≥50MPa ≥50MPa ≥50MPa
抗拉强度 ≥10MPa ≥10MPa ≥10MPa ≥10MPa
抗折强度 ≥8MPa ≥8MPa ≥8MPa ≥8MPa
单次施工厚度 1.5～3mm 1.5～3mm 1.5～3mm 1.5～3mm
(三)水性聚氨酯耐候面漆层的制备
将去离子水、分散剂、脱泡剂、颜填料依次加入容器中，2000～3000转/min分散40～60分钟后，将转速降低至800～1200转/min，加入成膜助剂、水性丙烯酸多元醇分散体、消泡剂、聚氨酯类增稠剂，分散20～40min制得组分A3；称取相应质量的水分散型聚异氰酸酯作为B3。
表8聚氨酯耐候面漆层A3组分的物料配比
Figure BDA0001570088350000101
表9聚氨酯耐候面漆层B3的物料配比
原料 面漆层1 面漆层2 面漆层3 面漆层4
水分散型异氰酸酯 XP2655 XP2547 XP2655 XP2547
表10聚氨酯耐候面漆层物料配比
原料 面漆层1 面漆层2 面漆层3 面漆层4
A3:B3(质量) 3:1 2:1 3:1 4:1
表11聚氨酯耐候面漆层基本性能
Figure BDA0001570088350000111
(四)防护和修复体系构筑
(1)完全清除松动或不兼容的表面浮灰及杂质，露出坚实的混凝土基层，有明水时，以吹风机吹去明水，并以抹布等工具擦拭一遍；
(2)在所述混凝土基层上涂覆单组份无溶剂底漆层，施工遍数1～2次，单遍间隔时间2～3h，施工方向纵横交替进行，施工方式为滚涂和刷涂施工，施工总厚度40～100μm；
(3)待单组份无溶剂底漆层干燥不粘手后，于底漆层上构造水性聚氨酯砂浆层，砂浆层一遍施工完成，施工方式为抹刀压抹施工，厚度2～4mm；
(4)待水性聚氨酯砂浆层干燥完成后，于砂浆层上施工水性聚氨酯耐候面漆层，面漆层施工遍数2～3次，单遍间隔时间30～60min，涂刷方向纵横交替进行，施工总厚度100～200μm。
表12防护和修复体系基本应用性能参数
Figure BDA0001570088350000121
表12所述的防护和修复体系，施工完成防护层与混凝土基材之间的粘结强度不小于2.7MPa，与基材粘结性优良(当底漆层为对比样普通聚醚型聚氨酯底漆时，其粘结强度则仅2.0MPa左右)；300次冻融循环后混凝土试块表面没有明显损伤，防水、抗冻性优异；抗冲击试验结束后防护层没有出现任何裂纹，表明防护层具有优异的柔韧性；人工加速老化2000h后无起泡、裂纹、变色现象出现，将试块放置户外自然老化1年后(南京，2016.06～2017.06)表面无变色、粉化现象，保光率80％以上，将表明浮灰等杂志清除后，且无明显脏渍粘附，耐候性及耐污性优良，涂鸦一个月后可直接以抹布擦除，抗涂鸦效果优。

Claims (10)

1.一种用于混凝土基层表面的防护与修复体系的制备方法，其特征在于，
所述防护与修复体系包括覆于混凝土基层表面的由里而外的底漆层、聚氨酯砂浆层和聚氨酯耐候面漆层，其中，
所述底漆层由端异氰酸酯基聚氨酯预聚体和催化剂固化得到，所述底漆层的制备方法包括：聚酯多元醇和第一异氰酸酯于60～70℃恒温反应30～40min后，升温至75～85℃恒温反应2～3h，加入第一部分二羟甲基丙酸继续恒温反应1.5～2.5h，当异氰酸根含量达到16％～23％时，降温至30～40℃加入催化剂，搅拌15～20min后静置出料即可；
其中，所述聚酯多元醇为线型或支化型聚酯多元醇，固含量100％，羟基含量为8.5％～8.6％；
所述第一异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或多苯基多亚甲基多异氰酸酯，所述第一异氰酸酯与聚酯多元醇的质量比为(2.2～4.6)∶1；
所述第一部分二羟甲基丙酸的用量为聚酯多元醇总质量的2％～5％；
所述催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡，用量为端异氰酸酯基聚氨酯预聚体总质量的0.01％～0.1％。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述聚氨酯砂浆层由组分A2和B2拌合制得；其中，
所述组分A2各成分按质量份的组成为：聚氨酯水分散体50～80份、流平剂0.3～0.5份、第一脱泡剂0.3～0.5份、第一消泡剂0.3～0.5份、第一分散剂0.5～1.0份、去离子水15～45份、第一成膜助剂2～3.5份；
所述聚氨酯水分散体按以下方法制备：使聚碳酸酯二元醇与第二异氰酸酯在60～70℃下反应15～30min后升温至75～85℃恒温反应2～3h，向体系中加入第二部分二羟甲基丙酸，75～85℃恒温反应2～3h，待异氰酸根含量达到0.1％～0.3％时，将温度降为40～55℃，加入三乙胺，恒温中和反应20～40min，降至室温加入去离子水和乙二胺的混合溶液并剧烈搅拌0.5～1.5h，静置后得到聚氨酯水分散体；所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为1000～2000，羟基含量为1.7％～3.4％；所述第二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；所述第二异氰酸酯中异氰酸根与聚碳酸酯二元醇所含羟基之间的摩尔比1.5～2.0；所述第二部分二羟甲基丙酸的用量为第二异氰酸酯与聚碳酸酯二元醇总质量的4.5％～7.5％；所述三乙胺与第二部分二羟甲基丙酸之间的摩尔比为1∶(1～1.25)；所述乙二胺用量占聚氨酯水分散体的非挥发物总质量的1％～3％；所述聚氨酯水分散体的不挥发物含量为40～60％；
所述组分B2为包含15～25质量份的普通硅酸盐水泥、55～65质量份的石英砂和10～20质量份矿粉的混合物；
所述组分A2和B2的拌合质量比为1∶(4～6)。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述组分B2中石英砂和矿粉的粒径范围为100～200目；所述普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥或52.5普通硅酸盐水泥。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚碳酸酯二元醇为
Figure FDA0002214328480000021
C1100或
Figure FDA0002214328480000022
C1200。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述流平剂选自BKY-320或BYK-380N；所述第一分散剂选自BYK-190、SN-DISPERSANT 5040或SN-DISPERSANT 6100；所述第一脱泡剂选自脱泡剂Airex 901w或Airex 902w；所述第一消泡剂选自BYK-022或BYK-093；所述第一成膜助剂选自醇酯十二或1，2-丙二醇。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯耐候面漆层由组分A3和B3拌合制得；其中，
所述组分A3由以下各成分按质量份组成：水性丙烯酸多元醇分散体54～64份、去离子水5～10份、第二分散剂0.5～1.0份、第二脱泡剂0.1～0.3份、第二消泡剂0.1～0.3份、聚氨酯增稠剂0.1～0.3份、颜填料26～36份、第二成膜助剂2～6份；
所述水性丙烯酸多元醇分散体选自A2470、
Figure FDA0002214328480000024
A2542、
Figure FDA0002214328480000027
A2601中的一种；
所述组分B3为水分散型聚异氰酸酯，选自
Figure FDA0002214328480000025
XP2655、XP2547中的一种；
所述组分A3和B3的拌合质量比为(2～4)∶1。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述组分A3按以下方法制备：将去离子水、第二分散剂、第二脱泡剂、颜填料依次加入容器中，2000～3000转/min分散40～60分钟后，将转速降低至800～1200转/min，加入第二成膜助剂、水性丙烯酸多元醇、第二消泡剂、聚氨酯类增稠剂，分散20～40min制得组分A3。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述颜填料为颜料和填料的混合物，所述颜料为金红石型钛白粉、炭黑或氧化铁黑中的至少一种；所述填料细度为800～2000目，为滑石粉和/或轻质碳酸钙。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二分散剂选自BYK-190、SN-DISPERSANT 5040或SN-DISPERSANT 6100；所述第二脱泡剂选自脱泡剂Airex 901w或Airex902w；所述第二消泡剂选自BYK-022或BYK-093；所述第二成膜助剂选自醇酯十二或1，2-丙二醇；所述聚氨酯增稠剂选自
Figure FDA0002214328480000032
Gel 0434或
Figure FDA0002214328480000031
Gel 0435。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)完全清除松动或不兼容的表面浮灰及杂质，露出坚实的混凝土基层，有明水时，以吹风机吹去明水，并以抹布擦拭一遍；
(2)在所述混凝土基层上涂覆底漆层，施工遍数1～2次，单遍间隔时间2～3h，施工方向纵横交替进行，施工方式为滚涂和刷涂施工，施工总厚度40～100μm；
(3)待底漆层干燥不粘手后，于底漆层上构造聚氨酯砂浆层，砂浆层一遍施工完成，施工方式为抹刀压抹施工，厚度2～4mm；
(4)待聚氨酯砂浆层干燥完成后，于砂浆层上施工聚氨酯耐候面漆层，面漆层施工遍数2～3次，单遍间隔时间30～60min。
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