段艳丽

辽宁女娲防水建材科技集团有限公司 辽宁盘锦 124010

近几年，聚氨酯防水涂料防水性能优良，施工方便，在屋面和厕浴间、地下室等工程中广泛的应用。在生产过程中，聚氨酯防水涂料是以异氰酸酯、聚醚等加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体，配以催化剂、无水助剂、无水填充剂等，经混合等工序加工制成的。从聚氨酯防水涂料的配方来看，它对水分的要求很苛刻，所以在生产过程中水分的检测也是重中之重。因为聚氨酯防水涂料生产中有真空脱水的过程，水分也是极微量的，所以这里介绍的是卡尔费休法测聚氨酯防水涂料的微量水分。

1 卡尔费休法的工作原理

卡尔费休法是1935年卡尔费休(Karl Fischer)提出的测定水分的容量分析方法。它是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。其原理是基于有水时，碘被二氧化硫还原，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸氢吡啶。反应式：H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3

C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3

在电解过程中，电极反应如下 ：阳极 ：2I--2e → I2阴极 ：I2+2e → 2I-

2H++2e→H2↑

所有试剂是由占优势的碘和充有二氧化硫的吡啶、甲醇等混合而成，通过电解在阳极上形成碘，碘与水反应生成氢碘酸，直至水全部反应完毕为止。反应终点用铂电极来指示。依据这个原理研发人员研制出了微量水分测定仪。微量水分测定仪操作检单、灵敏度高、再现性好，并能连续测定，自动显示数据。

2 水分对聚氨酯防水涂料的影响

（1）聚氨酯防水涂料是由聚醚和异氰酸酯等聚合而成，那么在生产过程中，若含水量偏大，异氰酸酯与水反应生成脲，这样必须加大异氰酸酯用量，增大生产成本。再者生成的脲基可进一步与异氰酸酯反应，形成双脲交联，增大组分的粘度，甚至出现凝胶[1]。所以聚氨酯防水涂料生产过程中要严格控制水分的存在。

（2）较多的水分会引起聚氨酯防水涂料化学性质的质变，造成体系粘稠度增加，表面结皮，甚至凝胶固化，影响聚氨酯防水涂料的保质期。所以得实时监测涂料水分，做好防护措施。

3 聚氨酯防水涂料水分测定

3.1 实验部分

3.1.1 主要仪器及试剂

微量水分测定仪：BCS-605淄博本创仪器有限公司

电子天平：FA2004天津天马衡基仪器有限公司

卡尔费休试剂：淄博本创仪器有限公司

聚氨酯防水涂料组分样品（密封好）

3.1.2 仪器参数

显示方式：触摸显示器

测量范围：3微克水-200微克水，0.0001%（1ppm）至100%

分别率：0.01ugH2O

准确度：对于10μg-1mg为±2%，对于1mg以上，为±3%，（不含进样误差）

电解速度：最大2.4毫克水/分

使用环境：温度5℃-35℃湿度：≤85%

3.1.3 实验方法

（1）仪器的标定。仪器开启后，用纯水进行标定。按“样品测定”进入，当试剂提示“平衡”，当前操作显示“请按开始键，注入样品”提示时，按下“开始”键，用0.5μL进样器抽取0.1μL纯水注入试剂里。其显示结果应为“100±0.5μg”，一般标定2-3次，显示结果在误差范围内，就可以进行样品测量了。

（2）样品测量。待微量水分测定仪标定完后，将一次性吸管用样品清洗三次，吸取0.5g左右的聚氨酯防水涂料样品并用纸巾抹去管头残留物，放在天平上称重，并在仪器上输入重量，在仪器提示下将管内的样品注入反应杯，仪器开始运行，同时将管放回天平，听到3声蜂鸣声，仪器显示实验结束，将天平显示的数据再次输入到仪器上，仪器直接显示水分测定值，记录测定结果，继续测定至少两次。保存好数据后，仪器自动关机。测试一个样品一般需要2-3分钟。

3.2 测量结果的影响因素和采取的措施

在对样品的水分测定过程中，测定结果受到诸多因素的影响，既有主观因素也有客观因素。要使影响分析结果的各种因素减少到最小程度，就要采取有效的质量控制措施，来提高分析效率并获得准确结果。

（1）聚氨酯防水涂料组分相对来说比较粘稠，所以在加样时，应避免粘到反应杯壁上，影响测量结果，产生不必要的误差，样品加到反应杯后轻轻的反复震荡3到4次，使其快速得到稳定漂移值[2]。

（2）在测定样品前，检查电极情况，如果有黑色沉淀物要及时清洗，然后烘干再生，才能使用。

（3）卡尔费休试剂要在有效期内使用，并要妥善保存防止吸收周围环境水分导致试剂溶度降低，测量结果不准确，试剂应保存于干燥处。

（4）仪器的搅拌速度会对反应产生较大的影响。搅拌速度慢，反应速度慢且不充分，搅拌速度快，会产生过多气泡，会导致结果错误。所以搅拌时，当观察到较小的漩涡时，就是最佳的搅拌速度。

（5）卡尔费休试剂瓶进气口要安装干燥器，以防止试剂吸收空气中的水分而使试剂的滴定度下降，引起严重的测定误差。

（6）环境温湿度也会引起卡尔费休法测定出现误差。实验室内可以通过使用空调调节室内温湿度，在湿度很大的情况下实验室内要配置除湿机。

（7）温度对卡尔费休的反应速度有明显的影响，在低温下可以降低反应速度，减少影响副反应发生，高温下可以加快样品的溶解及水分的萃取，使滴定时间缩短。

4 卡尔费休法测聚氨酯防水涂料的水分的意义

聚氨酯防水涂料作为功能性建筑材料之一，在我国建筑工程的投入每年呈递增趋势，我们更应该从生产过程中监测水分含量，把控产品质量，消除不稳定因素，避免产生副产物。微量水分测定仪用于聚氨酯防水涂料组分的水分测定，费时短，准确度高，不易被其他成分所妨碍而影响其测量值。