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我国已经规划了“四横四纵”等客运专线以及人口稠密和经济发达地区的城际客运系统,预计到2020年会有1.6万公里的高速客运专线建成投产。研究高性能的专用防水涂料已成为铁路建设迫切解决的问题。本课题采用FTIR法研究聚氨酯预聚合成反应的反应动力学,结果显示：预聚合成反应原料为MDI-50与聚醚多元醇,反应符合二级反应动力学特征,反应活化能为544J/mol,频率因子常数为1.23L·(mol·min)-1。最佳的反应条件为先在65℃聚合0.5h,然后升温,在80℃继续聚合2h。本课题将MDI-50与聚醚多元醇反应制得的预聚体作为A组分,固化剂及改性填料作为B组分。两组分混合固化后,得到了聚氨酯防水涂料及弹性体。文中通过力学实验、DSC、TGA、SEM等方法研究各原料的用量对聚氨酯材料性能的影响,得出结论如下：(1)异氰酸酯与活性氢化合物的当量比(R值)对聚氨酯材料的力学性能影响显著,预聚反应的R值为初始R值,固化反应的R值为最终R值。随着初始R值的增大,聚氨酯材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小,最佳的初始R值为3.0。当初始R值一定时,随着最终R值的增大,聚氨酯材料的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,最佳的最终R值为1.1。此外,随着混合聚醚中三元醇含量的增加,聚氨酯材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小,最佳的三元醇含量为50%。(2)固化剂二邻氯二苯胺甲烷(MOCA)、二甲硫基氯苯二胺(TX-2)和二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)在相同配比下固化效果相当。综合成本与环保因素,DMTDA是最佳固化剂。在B组分中加入多元醇可以改善聚氨酯材料的性能,通过对聚醚YD330N与蓖麻油的配比实验发现,在B组分中加入聚醚YD330N可以显著提高聚氨酯材料的力学性能。当固化剂DMTDA与聚醚YD330N的当量比为9：1时,聚氨酯材料的力学性能最佳。(3)随着B组分中二氧化硅含量的增加,聚氨酯防水涂料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率也先增大后减小,B组分中二氧化硅最佳的加入量为1%。随着B组分中蒙脱土含量的增加,聚氨酯防水涂料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率先增大后减小,B组分中蒙脱土最佳的加入量为4%。钛白粉在聚氨酯防水涂料只起到填充与增白作用,可根据实际需求添加,一般不超过0.5%。在二甲苯、丙酮、乙酸乙酯三种常用的溶剂中,采用二甲苯作为溶剂时得到的聚氨酯防水涂料力学性能最佳。所制得的聚氨酯涂料主要性能指标均达到《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》中规定。