聚合物水泥類防水涂料的應(yīng)用研究

楊延培

【摘 要】聚合物水泥防水涂料（JS 防水涂料）由于具有普遍適用性強(qiáng)、絕對(duì)密封性好以及綠色環(huán)保等特點(diǎn)，被認(rèn)為是防水行業(yè)內(nèi)最有前景的防水材料之一。但目前該產(chǎn)品存在與水泥相容性差，防水涂膜力學(xué)性能不佳等缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】聚合物水泥防水涂料；應(yīng)用；研究

一、聚合物水泥防水涂料概述

聚合物水泥防水涂料是一種由聚丙烯酸酯乳液（PA）或者聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液（VAE）等常用乳液，和水泥與石英砂等無機(jī)填料及各種添加助劑所組成的通過水分揮發(fā)或者與水泥水化反應(yīng)而固化水性雙組份建筑防水涂料。聚合物水泥防水涂料主要由有機(jī)成膜物質(zhì)（乳液）、無機(jī)填料與助劑等三大塊組成的雙組份涂料體系。

聚合物水泥防水涂料特點(diǎn)：

1.聚合物水泥防水涂料所用乳液是水性體系，產(chǎn)品無毒無污染清潔環(huán)保，運(yùn)輸與施工安全，對(duì)施工人員無危害。

2.聚合物水泥防水涂料由于乳液的柔性與水泥的剛性，耐水、耐候、耐老化性能優(yōu)良，與色漿等顏色物質(zhì)體系配伍性好，可制成彩色體系。

3.產(chǎn)品能夠流平與抗流掛性能好，不僅在立面而且在頂面均可直接施工，且施工操作簡單、工期短。

4.產(chǎn)品與基材的粘結(jié)強(qiáng)度大，對(duì)各種建筑材料附著力大、空隙流動(dòng)填補(bǔ)性強(qiáng)，并與其形成無縫的致密防水涂層。

二、聚合物水泥防水涂料施工工藝概述

在正確的施工方式下聚合物水泥防水涂料的效用得以極大地發(fā)揮。該防水涂料的施工工藝與其他涂料的類似，即由以下六個(gè)步驟：

1.基材處理，基材表面應(yīng)該干凈整潔平整，如有陰陽角應(yīng)做圓弧處理，表面不平整應(yīng)用水泥漿或者膩?zhàn)诱移剑?/p>

2.底涂處理，在地漏等關(guān)鍵部位應(yīng)當(dāng)直接用聚合物防水涂料提前處理；

3.按照產(chǎn)品指定的配方比例配制聚合物水泥防水涂料，攪拌均勻；

4.第一道涂覆，可滾涂刷涂刮涂等，涂膜應(yīng)該均勻平整，不得有氣孔，起泡等現(xiàn)象。如基材表面強(qiáng)度不夠，可墊置增強(qiáng)底材如無紡布，待其實(shí)干；

5.第二道涂覆，涂覆要求與

6.相同并待實(shí)干，重復(fù)多道涂覆直至到預(yù)定濕膜厚度。

三、聚合物水泥防水涂料性能的影響因素

（一）聚灰比對(duì)聚合物水泥防水涂料性能的影響

聚灰比（P/C）是指乳液中聚合物實(shí)際質(zhì)量（即固體質(zhì)量）與水泥質(zhì)量之比，在聚合物水泥防水涂料中是一個(gè)非常重要的參數(shù)。聚灰比是 JS 防水涂料中對(duì)無機(jī)有機(jī)“剛?cè)崽匦浴钡牧炕笜?biāo)。當(dāng)聚灰比接近于零時(shí)，JS 防水涂料主體成分為水泥即體現(xiàn)出水泥 剛性特征；反之當(dāng)聚灰比趨近于無窮大時(shí)，JS 防水涂料主體成分為聚合物即體現(xiàn)出聚合物柔性的特征。因此選定合適的聚灰比范圍是制備一款優(yōu)質(zhì)的聚合物水泥防水涂料產(chǎn)品的關(guān)鍵前提。在水泥水化體系中加入改性苯丙乳液后，一方面 JS 防水涂料的顏填料體積濃度減少即體系的水分量相對(duì)增加；另一方面苯丙乳膠粒子包覆在水泥水化顆粒外圍延緩水化作用降低水分的消耗速率。

（二）成膜助劑對(duì)聚合物水泥防水涂料性能的影響

成膜助劑是一類高沸點(diǎn)的溶劑，可以溶脹軟化乳膠粒子使其增加可塑流動(dòng)性與粒子的形變能力，使得成膜固化時(shí)乳膠粒子充分聚集與融合在一起。成膜助劑可以顯著降低成膜溫度，降低防水涂料施工溫度要求。由于成膜助劑TEXANOL-12對(duì)苯丙乳膠粒子的軟化溶脹作用，因此粘度伴隨著成膜助劑的含量增加而變大。吸水率隨成膜助劑含量增大總體變化不大，但是有明顯的變小趨勢，這是由于成膜助劑是一類高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，自身有憎水特性；其次成膜助劑的引入使得乳膠粒子變得柔軟因而高分子聚合物鏈段更為舒展，故防水涂料成膜時(shí)乳膠粒子更為有效地流入與填充進(jìn)水泥水化毛細(xì)管孔道，涂膜變得更為致密能夠減少對(duì)外界水分的吸收。此外，雖然涂膜變得致密但由于成膜助劑對(duì)防水涂膜有機(jī)層的軟化作用影響更為明顯，故而防水涂膜的力學(xué)強(qiáng)度是呈現(xiàn)下降的趨勢，綜上，考慮到國標(biāo)最高指標(biāo)所以當(dāng)成膜助劑為0.75%時(shí)，涂膜的斷裂伸長率高達(dá)283%、拉伸強(qiáng)度為 1.87MPa與粘結(jié)強(qiáng)度分別為1.15MPa，各項(xiàng)性能最優(yōu)且滿足國標(biāo) I、II 型的要求。

（三）消泡劑對(duì)聚合物水泥防水涂料性能的影響

消泡劑是一類能夠降低混合體系表面張力而具有脫泡與抑泡功能的助劑。聚合物水泥防水涂料是一種雙組份涂料，需在涂覆施工前快速攪拌均勻，因此該涂料體系容易在混合攪拌時(shí)引入大量的氣泡，氣泡不僅在防水涂膜表面產(chǎn)生凹凸不平的外部缺陷，更影響防水涂膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為增加消泡劑與 JS 防水涂料的相容性，本實(shí)驗(yàn)采用水性涂料用有機(jī)硅消泡劑 BYK-028。JS 防水涂料中消泡劑 BYK-028 用量有最佳使用范圍，當(dāng)使用量低于或者高于最佳范圍其力學(xué)性能表現(xiàn)不佳。這是由于當(dāng)?shù)陀谙輨┳罴咽褂昧繒r(shí)防水涂膜中的氣泡并不能充分脫除，涂層中存在大量的結(jié)構(gòu)性缺陷。當(dāng)外界施加應(yīng)力，氣泡導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)坍塌處曲率最大故而此處的應(yīng)力最為集中最先出現(xiàn)斷裂紋，應(yīng)力沿著裂紋方向釋放，而涂層由于氣泡處的結(jié)構(gòu)缺陷的導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率均偏低。當(dāng)高于消泡劑最佳使用量時(shí)防水涂膜容易出現(xiàn)魚眼縮孔等現(xiàn)象，這是由于消泡劑是一類表面能非常低的助劑，用量過高導(dǎo)致消泡劑局部聚集且涂料的潤濕方向是從低表面張力到高表面張力，因而在消泡劑聚集的低表面張力處無法鋪展，形成大大小小的微型凹坑，這類凹坑也構(gòu)成涂膜的結(jié)構(gòu)缺陷，同理也影響涂膜的力學(xué)性能。

（四）填料品種對(duì)涂料性能的影響

聚合物水泥防水涂料中除了聚合物乳液和水泥以外，還需要使用適量的填料，以減小涂膜的收縮和降低涂料的成本。常用的填料是石英粉（砂）、方解石粉、滑石粉和粉煤灰等無機(jī)材料。這些材料與水泥水化產(chǎn)物的結(jié)合以及與有機(jī)乳液之間 的結(jié)合，對(duì)涂料的性能產(chǎn)生一定影響。從涂料的黏度來說，使用滑石粉作填料時(shí)涂料的黏度最高，方解石粉次之，粉煤灰的最低。從涂膜的拉伸性能來說，粉煤灰能夠參與水泥的水化，方解石粉與水泥水化產(chǎn)物有較好的界面結(jié)合，因而拉伸 強(qiáng)度以粉煤灰最大，方解石粉次之，滑石粉最小；斷裂伸長率與之相反；三種填料的涂膜的吸水率相似。

四、結(jié)語

由于環(huán)境溫濕度對(duì)防水涂料成膜性能的影響，施工時(shí)應(yīng)考慮施工環(huán)境的因素，根據(jù)配方中聚合物、水泥、顏填料、助劑的相互作用，調(diào)整適當(dāng)?shù)谋壤?，滿足國標(biāo) GB/T23445—2009規(guī)定的各種型號(hào)要求。

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