Sơn chống thấm Polyurethane PU là gì?
Sơn chống thấm PU (Polyurethane) là vật liệu gốc polyurethane dạng lỏng thi công tại chỗ, đóng rắn thành màng đàn hồi liền khối để ngăn nước thấm qua kết cấu bê tông, gạch và vữa. Màng PU sau khi đóng rắn có độ giãn dài ≥200–400% và độ dày khô (DFT) tối thiểu 1.0–1.5mm đạt bởi thi công 2–3 lớp. Tiêu chuẩn áp dụng tại Việt Nam: TCVN 9065.
Cấu tạo hóa học của Polyurethane
Polyurethane hình thành từ phản ứng giữa nhóm isocyanate (–NCO) và nhóm hydroxyl (–OH), tạo ra chuỗi polymer có liên kết urethane (–NH–COO–). Cấu trúc polymer này cho phép điều chỉnh tính chất vật liệu từ cứng đến mềm dẻo bằng cách thay đổi loại polyol và tỷ lệ thành phần. Với sơn chống thấm, polyol được chọn tạo ra chuỗi mềm dài (soft segment) giúp màng có độ đàn hồi cao và bám dính tốt với bê tông.
Sơn PU 1K — Moisture Cure (Đóng rắn ẩm)
Sơn PU 1K (một thành phần) là hệ prepolymer isocyanate đóng rắn bằng ẩm khí quyển (moisture-cure). Nhóm –NCO cuối chuỗi phản ứng với hơi nước trong không khí hoặc bề mặt nền ẩm để hình thành liên kết ngang, biến chất lỏng thành màng polymer cứng. Không cần trộn thêm chất đóng rắn, sản phẩm mở thùng là có thể thi công ngay.
Đặc tính kỹ thuật PU 1K
- Thời gian khô mặt: 4–6 giờ ở 25°C, độ ẩm 50–70%
- Thời gian đóng rắn hoàn toàn: 24–48 giờ
- Phụ thuộc độ ẩm: độ ẩm cao (>85%) giúp đóng rắn nhanh hơn nhưng có thể tạo bọt khí; độ ẩm thấp (<30%) làm chậm quá trình đóng rắn
- Độ giãn dài: ≥200–300%
- Độ dày DFT/lớp: 0.3–0.5mm; cần 3 lớp để đạt ≥1.0mm
- Nhiệt độ thi công: 5–40°C
Ưu và nhược điểm PU 1K
Ưu điểm PU 1K: dễ thi công một mình, không lo hết pot life (thời gian sử dụng sau trộn), không lãng phí vật liệu trộn thừa. Nhược điểm: thời gian đóng rắn giữa các lớp dài hơn (8–12h), độ bền cơ học và hóa học thấp hơn 2K, bề dày màng mỏng hơn mỗi lớp nên cần nhiều lớp hơn để đạt DFT yêu cầu.
Sơn PU 2K — Two-Component (Hai thành phần)
Sơn PU 2K gồm hai thành phần riêng biệt: thành phần A (polyol hoặc diol) và thành phần B (isocyanate hoặc hardener). Trước khi thi công, hai thành phần được trộn đều theo tỷ lệ khối lượng quy định (thường 3:1 hoặc 4:1 theo hướng dẫn nhà sản xuất). Phản ứng hóa học giữa A và B bắt đầu ngay khi trộn, tạo ra màng có mạng lưới polymer liên kết ngang cao hơn 1K.
Đặc tính kỹ thuật PU 2K
- Pot life (thời gian dùng sau trộn): 2–4 giờ ở 25°C — quan trọng: trộn vừa đủ dùng
- Thời gian khô mặt: 2–4 giờ
- Thời gian đóng rắn hoàn toàn: 4–8 giờ (nhanh hơn 1K đáng kể)
- Độ giãn dài: ≥200–400% tùy formulation
- Độ dày DFT/lớp: 0.4–0.6mm; 3 lớp đạt ≥1.5mm
- Chịu hóa chất: tốt hơn 1K — phù hợp bể nước thải, nhà máy hóa chất
Ưu và nhược điểm PU 2K
Ưu điểm PU 2K: đóng rắn nhanh hơn, màng bền cơ học và hóa học cao hơn, DFT/lớp dày hơn giúp đạt DFT tổng nhanh hơn. Nhược điểm: phải trộn chính xác tỷ lệ A:B (sai lệch >10% ảnh hưởng đến chất lượng màng), pot life 2–4h nên cần thi công liên tục, lãng phí vật liệu nếu trộn quá nhiều.
Bảng so sánh PU 1K và PU 2K
| Tiêu chí | PU 1K (Moisture Cure) | PU 2K (Two-Component) |
|---|---|---|
| Thành phần | 1 thành phần, mở ra thi công ngay | 2 thành phần, trộn A+B trước khi dùng |
| Cơ chế đóng rắn | Phản ứng với ẩm khí quyển | Phản ứng hóa học A+B |
| Thời gian đóng rắn | 24–48 giờ | 4–8 giờ |
| Pot life | Không giới hạn (1K) | 2–4 giờ sau khi trộn |
| Độ giãn dài | ≥200–300% | ≥200–400% |
| Độ bền cơ học | Trung bình | Cao hơn |
| Độ bền hóa chất | Trung bình | Cao — phù hợp bể hóa chất |
| Độ phức tạp thi công | Đơn giản | Cần trộn chính xác tỷ lệ |
| Phù hợp cho | WC, ban công, mái nhỏ; tự thi công | Bể nước, hồ bơi, công trình lớn |
Chỉ số kỹ thuật quan trọng của màng PU
DFT (Dry Film Thickness — độ dày màng khô) là chỉ số quan trọng nhất: TCVN 9065 yêu cầu DFT ≥1.0mm cho sàn vệ sinh và ≥1.5mm cho mái và bể nước. Độ giãn dài ≥200% đảm bảo màng không nứt khi kết cấu bê tông co giãn nhiệt hoặc lún nhẹ. Độ bám dính với bê tông ≥1.0 MPa (đo theo ASTM D4541) là yêu cầu tối thiểu để màng không bong tróc.
Tiêu chuẩn áp dụng
TCVN 9065:2012 quy định yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử cho sơn chống thấm PU tại Việt Nam. ASTM D412 là phương pháp thử kéo để xác định độ giãn dài và cường độ kéo đứt của màng. ASTM D4541 đo cường độ bám dính màng với nền bê tông.