進(jìn)步j(luò)s防水涂料涂膜耐水性的

提高JS防水涂料涂膜耐水性的研究通過(guò)對(duì)原材料的優(yōu)選及合理配比，采用復(fù)合偶聯(lián)劑改性處理，制備的聚合物水泥防水涂料比普通Js防水涂料的綜合性能有顯著提高，尤其是耐水性更為突出，適用于屋面及長(zhǎng)期浸水的地下構(gòu)筑工程的防水施工。0引言聚合物水泥防水涂料(又叫JS防水涂料)，由液料和粉料組成。液料由聚合物乳液及助劑組成；粉料由水泥、填料及外加劑組成。將液料和粉料以一定比例混合攪拌均勻，經(jīng)無(wú)機(jī)粉料的水化反應(yīng)及有機(jī)乳液的交聯(lián)固化，復(fù)合成堅(jiān)韌高強(qiáng)、剛?cè)岵?jì)、低溫柔性好的防水涂膜。該防水涂料既具有水泥類膠凝材料強(qiáng)度高、易與潮濕基面粘結(jié)，又兼有聚合物涂膜彈性大、適應(yīng)基層變形能力強(qiáng)、防水性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種耐候、耐久性能優(yōu)異、施工簡(jiǎn)便、無(wú)毒無(wú)污染的環(huán)保型復(fù)合涂料。該涂料可以在干燥或潮濕基面上施工，且與水泥砂漿及各種粘結(jié)材料結(jié)合牢固，適應(yīng)環(huán)境變化能力強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種新舊建筑物作防水施工。目前，市場(chǎng)上大部分JS防水涂料的性能雖然能滿足JC／T894--2001《聚合物水泥防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求，但是存在著不同程度的耐水性差、吸水率高、涂膜浸水后發(fā)脹變軟、強(qiáng)度降低等缺陷，尤其是在廁浴間、地下室及蓄水池施工的JS防水層，因長(zhǎng)時(shí)間與水接觸或浸泡，涂膜的粘結(jié)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗?jié)B水性、低溫柔性等指標(biāo)均會(huì)下降，最終導(dǎo)致防水工程的失效。多年來(lái)，筆者經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)工作和對(duì)防水工程應(yīng)用實(shí)踐的研究，研制出一種綜合性能優(yōu)秀的JS防水涂料。1技術(shù)路線及其原理1．1聚合物乳液的選擇及其改性原理聚合物的種類、性能及用量對(duì)防水涂膜性能起決定作用。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)JS防水涂料使用的聚合物乳液為丙烯酸酯乳液和VAE707乳液。丙烯酸酯乳液中存在—COOH基團(tuán)，通過(guò)交聯(lián)改性可使原有線性結(jié)構(gòu)在成膜過(guò)程中形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其分子鍵能，形成大分子結(jié)構(gòu)，既降低分子降解的可能性，又降低水分子侵入高分子鏈間引發(fā)涂膜溶脹的程度，增強(qiáng)其耐水性和彈性。VAE乳液為線性高分子材料，分子中不含活性官能團(tuán)，交聯(lián)困難，耐水性差，涂膜延伸率偏低，但是它的極性強(qiáng)，對(duì)基料粘結(jié)性能好，涂膜抗拉強(qiáng)度高。因此，選用交聯(lián)型丙烯酸彈性乳液為主體基料，配合一定比例的改性乳液，使涂膜性能達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，選用m(交聯(lián)型丙烯酸酯乳液)：m(VAE707乳液)=8：2的混合乳液效果較好。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，上述混合乳液或以其為基料制備的涂料，在放置一段時(shí)間后均出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，盡管分層現(xiàn)象涉及諸多因素，但2種乳液在一定程度上缺乏親和性、相容性是因素之一。為改進(jìn)混合乳液的貯存穩(wěn)定性和交聯(lián)能力，本實(shí)驗(yàn)采用配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401和環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑KH一560復(fù)合對(duì)混合乳液進(jìn)行改性處理，取得了理想效果。鈦酸酯偶聯(lián)劑除具有化學(xué)鍵合偶聯(lián)作用外，還兼具分散劑、潤(rùn)濕劑、粘結(jié)促進(jìn)劑、固化催化劑、交聯(lián)劑、防銹劑、阻燃劑等多種功能lIl。鈦酸酯偶聯(lián)劑中的烷氧基可以與無(wú)機(jī)填料粒子表面形成化學(xué)結(jié)合，在無(wú)機(jī)和有機(jī)物界面之間形成活性有機(jī)分子層；鈦酸酯偶聯(lián)劑中的有機(jī)分子鏈還可以與高分子基體之間的基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理纏繞，起到一種橋梁作用。同樣，環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的分子中也同時(shí)存在能與無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料結(jié)合的2種反應(yīng)性基團(tuán)，分子中的環(huán)氧基團(tuán)與乳液中的羥基進(jìn)行反應(yīng)，使2種不同性能的材料界面形成“分子橋”，從而提高乳液的相容性和貯存穩(wěn)定性，同時(shí)也提高了JS防水涂膜的抗拉強(qiáng)度、耐水性等綜合性能。1．2助劑的選擇及液料組分的配制1．2．1助劑的選擇為了降低改性混合乳液的、提高涂膜的柔韌性，JS防水涂料中需要加入適量的增塑劑。經(jīng)試驗(yàn)比較，選用氯化石蠟效果較好，因?yàn)槁然灢粌H可起到增塑作用，同時(shí)還可以起到阻燃和憎水作用，添加量以2％~4％為宜。為了降低改性混合乳液的，使其能在較寬的溫度范圍內(nèi)成膜，促使乳膠粒子的塑性流動(dòng)和彈性變形，軟化聚合物粒子，使它們更好地融合在一起，需要加入適量的成膜助劑。試驗(yàn)結(jié)果表明，松節(jié)油比酯醇類成膜助劑更適用于本體系，添加量以3％~5％為宜。為了避免水泥等礦物粉料粒子聚結(jié)，提高涂料體系的分散穩(wěn)定性，降低涂料的黏度，需要加入適量的分散劑，以聚羧酸鹽類分散劑為好，添加量為0．4％左右。為了消除防水涂料中的氣泡，防止因氣泡的存在導(dǎo)致涂膜內(nèi)產(chǎn)生大量氣孔、降低涂膜的抗拉強(qiáng)度和延伸率，消泡劑必不可少。與一般裝飾性涂料不同的是，彈性防水涂料因固含量高、體系的黏度大、泡沫的穩(wěn)定性強(qiáng)，用一般消泡劑和常規(guī)用量很難消除體系內(nèi)的氣泡，需要選擇具有特殊結(jié)構(gòu)的高效消泡劑并加大用量才能奏效，如高分子級(jí)消泡劑A36、D一334、SC一138等，添加量應(yīng)在0．5％以上。1．2．2液料組分的配制液料由乳液和助劑組成，其配制方法與普通JS防水涂料的配制工藝相同。需要特別提及的是偶聯(lián)劑在液料中的2種加入方法，即預(yù)乳化法和直接加入法。預(yù)乳化法是在一定的水量中加入陰離子和非離子表面活性劑攪拌成乳化液，在高速攪拌下將不同品種偶聯(lián)劑分別滴加進(jìn)乳化液中，分散均勻后再加入液料中，此方法效果好，但工藝復(fù)雜；直接加入法是在液料中加入分散劑和表面活性劑的前提下，攪拌中分別滴加不同品種偶聯(lián)劑，分散20~30min。應(yīng)該注意的是，采用復(fù)合偶聯(lián)劑時(shí)，最好不要將2種不同品種的偶聯(lián)劑預(yù)先混合，以防發(fā)生反應(yīng)而失效。相1叮．樣3循粉料的渾選擇及沿配合機(jī)禿理憂J泳S森防水涂愈料中的布粉料組啦分由水程泥、粉弱煤灰、救硅灰、弟石英粉碰、碳酸霸鈣和外劉加劑組效成。黨水泥是繁構(gòu)成防缺水涂料野中無(wú)機(jī)疤膠凝材建料的主報(bào)要成分肅，對(duì)提遵高防水漆涂料涂忌膜的耐立水性、捎耐候性較、抗拉曬強(qiáng)度和得粘結(jié)強(qiáng)梢度具有婚至關(guān)重熟要的作鍵用。日在磚J肚S求防水涂節(jié)料中，宮白水泥豆比普通翻硅酸鹽鏟水泥在味涂膜的緩耐水性斃方面貢床獻(xiàn)率更浸大，因乘為白水封泥一般撓為高鋁儀水泥，熔而普通音硅酸鹽詳水泥為擁低價(jià)金蛋屬鹽，遺當(dāng)水泥蜻水化后乒，高價(jià)產(chǎn)金屬鋁欠鹽同聚蘿合物中掘的活性失基團(tuán)產(chǎn)臣生的交訓(xùn)聯(lián)作用臘要大于惹低價(jià)金扶屬鹽。妹因此，丹白水泥喊或硫鋁相酸鹽水翠泥更適粉合用于漸高耐水彩性商的把J體S慣防水涂閱料中。爽磨細(xì)復(fù)立合高鈣婦粉煤灰側(cè)，細(xì)細(xì)度男30書0銜目，主借要化學(xué)蠢成份膀?yàn)橄芐iO奮2刮和扮A1牧2岡0框3嗎，含少腰量駁Ca賣O酬和探Fe有2弱0泊3秘，其礦尸物組分膏為石英葵、莫來(lái)溪石、尖深晶石及篇玻璃相蝦，故在構(gòu)J聚S榆防水涂棄料中可般替嶺代開2答0趨％的水宋泥。由朋于粉煤摧灰顆粒良表面具冰有憎水叼性和玻子璃相的割滾珠效償應(yīng)以及廟低廉的慶價(jià)格，怒可在一恒定程度沈上減初少炸J據(jù)S嘆防水涂疾料的用策水量、副增進(jìn)流贈(zèng)動(dòng)性、減提高可序施工性獄、降低扁生產(chǎn)成寺本。欠硅灰，編又叫活類性二氧臟化硅微感粉，主恰要成分馳為無(wú)定鍵型轟SiO扶2遭，細(xì)度路約旁700綠0鐘目。隱在旱J任S除防水涂牢料中添現(xiàn)加適量植硅灰，燕其水化幻產(chǎn)物效倚應(yīng)相當(dāng)訊于普通兩水泥額的蜂5辛倍，細(xì)在粒子康硅灰還火有極佳繼的滲透鞋力，可葉有效地休填充和犁堵塞涂俊膜及基球材的毛份細(xì)孔，肉提高涂更膜的致滴密度和薄抗水滲終透性。逐石英粉放和碳酸顯鈣粉做賣為填料共使用，輸一方面滋是為了茫降低成糊本，另碧一方面筋是為了辱提高涂感膜的硬克度和耐竿候性，回同時(shí)也發(fā)可以減坡少涂料冤的用水漂量。合經(jīng)實(shí)驗(yàn)殘優(yōu)化，儉粉料組攻分的組論成如下狹：白水適泥粱3樓5私％亞~4傳0閥％，粉治煤柜灰今1新0時(shí)％，硅川灰勸3方％煌~私5位％，石們英從粉報(bào)2射0質(zhì)％毫~3扣0洋％，碳螺酸助鈣桶2琴0壤％瘦~3蜻0牌％，減沖水劑、貝緩凝劑州適量。尊從液料您和粉料灶以一定姐比例混蕉合攪拌升開始，捧直至涂鋒膜干燥發(fā)固化全激過(guò)程，泛聚合物柜與水泥奪，聚合采物與粉訴煤灰、溪硅灰，郵水泥與柳粉煤灰您、硅灰粥發(fā)生了版一系列痛如下反妻應(yīng)：再2星偶聯(lián)劑雷對(duì)涂膜樓性能的沿影響激偶聯(lián)劑德具躁有途2辭種不同手性質(zhì)的既反應(yīng)基冰團(tuán)，其獄中親無(wú)雀機(jī)基團(tuán)質(zhì)可與無(wú)需機(jī)表面熱的化學(xué)裳基團(tuán)反鞭應(yīng)，形摟成牢固劫的化學(xué)狡鍵合；禾親有機(jī)索基團(tuán)可名與有機(jī)廟分子反衰應(yīng)或物李理纏繞啦，從而獵使有機(jī)雅與無(wú)機(jī)綠材料界盟面實(shí)現(xiàn)塌化學(xué)鍵移接翻。茂當(dāng)含有登復(fù)合偶擇聯(lián)劑的五液料組營(yíng)分與粉歪料組分俘以一定漲比例混趴合均勻滾并施工偵后，鈦帆酸酯偶首聯(lián)劑中丙的烷氧鴿基和硅慮烷偶聯(lián)稱劑經(jīng)水逮解生成南的硅醇炎基，都要能與活膝性無(wú)機(jī)糕物礦粉構(gòu)表面的喪活性基車團(tuán)形成初氫鍵或頸縮合成桂一葡Si復(fù)O征～轟M郵共價(jià)鍵贊，同時(shí)章硅烷分壓子間的妹硅醇基螺互相縮萌合、齊禮聚形成庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)汽構(gòu)，增眨強(qiáng)了硅惜烷與無(wú)吊機(jī)材料詳間的界案面鍵能苦。偶聯(lián)始劑的喜分子鏈易段與乳犬膠粒子攝或是水革化后的勁高分子格膜通過(guò)要?dú)滏I、茫范德華域力纏繞肉結(jié)合，鐵整個(gè)聚爭(zhēng)合物水綢泥界面憑由無(wú)機(jī)鞏膠凝層診、偶聯(lián)撤劑康“憶分子廳橋念”皮及偶聯(lián)哈劑的高秀分子鏈璃段與乳角膠粒子素纏繞層踐構(gòu)成，輝偶聯(lián)劑崇起到分按子橋作牧用問(wèn)。隆另外，宮硅烷對(duì)輸惰性顏泉填料顆畜粒進(jìn)行盡包覆，崇使其取輩得伏R稀基市團(tuán)旨(嶺不能水姓解的反結(jié)應(yīng)性官升能誘團(tuán)慢)厭朝外取尼向的表票面改性池，而易紡被有機(jī)芬基料潤(rùn)炮濕、分便散，使閱涂料降叉低黏度依、增強(qiáng)倘流動(dòng)性佛和流平森性。研拉究認(rèn)為薪閻，偶啊聯(lián)劑同擁樣能怕夠剝“醫(yī)偶葉聯(lián)強(qiáng)”宿兩種無(wú)扯機(jī)材料桶，棗用廣K宿H姻一牢57翠0房涂刷大心理石再科抹水泥擱凈漿后或，抗拉巖強(qiáng)度提賴高悶5危7錫％飲~8怠4語(yǔ)％。因使此，可胖以推測(cè)挺界面層汗中可能矛產(chǎn)生了避大量化魂學(xué)鍵。縱綜前所磁述，偶勒聯(lián)劑可岔以羞將雞2響種性質(zhì)降不同的溉有機(jī)與晴有機(jī)、找有機(jī)與研無(wú)機(jī)、劫無(wú)機(jī)與喊無(wú)機(jī)材黨料偶聯(lián)竹橋接起泳來(lái)，從箭而提高刺了聚合列物水泥睜復(fù)合防舌水涂膜慣的力學(xué)射性能。醬按鏈m漠(估液戀)厭：億m奉(析粉溫)=但1算：張1逐的配比大混合攪收拌均勻偷后，按謹(jǐn)標(biāo)準(zhǔn)要丸求制膜活、養(yǎng)護(hù)等，檢測(cè)杠偶聯(lián)劑束對(duì)常J引S者防水涂選料涂膜波抗拉強(qiáng)鋒度、斷魚裂延伸垂率的影趕響，見強(qiáng)圖鞭1想、燭圖須2羽。衣由穩(wěn)圖登1套可見，突隨著偶嘆聯(lián)劑用喚量的增繭加，涂濾膜的抗卻拉強(qiáng)度凝呈線性夕上升，天當(dāng)偶聯(lián)圾劑用量晶達(dá)鐮到遺1皆．勻0繞％時(shí)，隔涂膜的由抗拉強(qiáng)傘度最大謝，繼續(xù)焰增加偶膏聯(lián)劑用息量時(shí)，件涂膜的夏抗欺拉強(qiáng)度形呈下降初趨勢(shì)。走通過(guò)比饑較暖3鉆種偶聯(lián)研劑對(duì)涂坡膜抗拉吊強(qiáng)度的闖貢獻(xiàn)率化來(lái)看搖，桂KH5好6攤0植貢獻(xiàn)率安最大，杰復(fù)合偶艱聯(lián)劑居黑中遺，探ND忠Z單一科40為1洗最低。奸由殿圖售2房可見，掃隨著配潤(rùn)位型鈦卷酸酯偶洋聯(lián)劑和畫復(fù)合偶斃聯(lián)劑用床量的增迫加，涂剝膜的斷唯裂伸長(zhǎng)廢率呈線裕性上升土，付當(dāng)善2勒種偶聯(lián)紡劑用量雜達(dá)毯到廣1催．幅0泳％時(shí)，撞涂膜的非斷裂伸煤長(zhǎng)率分桿別達(dá)到等峰值，懸繼續(xù)增脆加偶聯(lián)牲劑用量殲時(shí)則伸肥長(zhǎng)率緩成慢下降眨；隨著臣環(huán)氧基筍硅烷偶多聯(lián)前劑真K經(jīng)H梯一趴56惑0非用量的師增加，紐涂膜的事斷裂伸弟長(zhǎng)率呈勒緩慢下寇降趨勢(shì)蘿。由此吐說(shuō)明，訊從提高嬌涂膜的桌抗拉強(qiáng)棕度比較飛，硅烷嶄偶聯(lián)碰劑亦K銀H布一吊56貸0梁的促進(jìn)戴作用大責(zé)于鈦酸艱酯偶聯(lián)邊劑爬NDZ末-40槐1題；從提托高涂膜擋的伸長(zhǎng)育率比較導(dǎo)，鈦酸熟酯偶聯(lián)予劑款ND泡Z類一蔥40欺1繁的作用蹈優(yōu)于硅使烷偶聯(lián)榮劑粱K呆H瓣一來(lái)56魚0渾；采賀用劃2跳種偶聯(lián)激劑復(fù)合現(xiàn)對(duì)歡J帥S悼防水涂稀料進(jìn)行點(diǎn)改性，逆可收到理取長(zhǎng)補(bǔ)壓短、優(yōu)嘩勢(shì)互補(bǔ)川的效果俗，添加車量門以橫0每．移8肝％找~元1思．示0湯％為宜飼。析分別泥按亂m露(恩液瞞料脖)勞：虧m崇(邪粉丙料貓)=律1話：丹1元和姨1慨：糾1宇．漆5刻配比攪古拌制邁成埋2稅組樣品絹，樣品頸內(nèi)均含稿有按1屢．竿0說(shuō)％復(fù)合爐偶聯(lián)劑騾，簡(jiǎn)稱墳樣陶品斧A零、樣權(quán)品述B瓣；不含臭偶聯(lián)劑塘的相同膨基礎(chǔ)配攤方映按漆m流(似液衫)未：多m棄(粗粉具)=畏1陶：藏1禽攪拌成塘樣撈品躁C莖作為對(duì)爆照。分風(fēng)別按標(biāo)索準(zhǔn)制膜磨、養(yǎng)暢護(hù)野7宇d顛，膜譽(yù)厚牢1豎．驗(yàn)5m謀m襖，同時(shí)策放入同怠一水槽衰內(nèi)浸派泡擇7蝶d葵，取出窩后擦干祖浮水，夸測(cè)其吸乳水率、遲抗拉強(qiáng)算度及斷楚裂伸長(zhǎng)果率。偶裁聯(lián)劑肅對(duì)短J陷S依防水涂卷料涂膜紫的耐水學(xué)性影響永見盼表繳1鞏。縣由疊表老1睡可見，布在基礎(chǔ)聚配方相蘆同、液穗粉比相伐同的前巧提下，客含有偶的聯(lián)劑的疫涂節(jié)膜跡A洪比不含餅偶聯(lián)劑劃的涂貪膜鑰C禿在水中彼浸染泡權(quán)7水d緩的吸水雄率減少都了斬3寫6妄．恢5后％，涂汁膜猜A暫的濕膜設(shè)抗拉強(qiáng)膏度及斷豆裂延伸帶率的保己留率均足接尚近字10使0巴％，比圖涂弓膜道C里有明顯瀉提高。哲由此證梅明，偶標(biāo)聯(lián)劑對(duì)杏提高涂顛膜的耐票水性有現(xiàn)一定貢鋪獻(xiàn)。特納別應(yīng)該販關(guān)注的園是：經(jīng)更復(fù)合偶怨聯(lián)劑改利性模的春J簽S叼防水涂到料，期在鍛m犁(旦液騾料卸)虜：極m墊(窗粉優(yōu)料竹)=儲(chǔ)1檔：倡1毒．南5暈時(shí)，其贏涂膜的筒拉伸強(qiáng)邁度和斷潮裂伸長(zhǎng)蒜率仍能橫達(dá)剃到鎮(zhèn)JCf盜r89野4-2刷00集1濫標(biāo)準(zhǔn)中美的爺I遞型指標(biāo)就要求，友這對(duì)于么擴(kuò)歲展尺J護(hù)S逼防水涂愧料的應(yīng)燦用范圍容提供了伸條件，意也對(duì)降纖低其成燕本提供均了一條理新途徑癢。3結(jié)語(yǔ)部J羅S騎防水涂瞇料以其營(yíng)環(huán)保性經(jīng)、濕作蓮業(yè)、冷