JS防水涂料的應(yīng)用及其乳液選擇

1、聚合物水泥防水涂料的應(yīng)用及其乳液選擇摘要:介紹聚合物水泥防水涂料的性能特點(diǎn)及其在防水工程上的應(yīng)用。聚合物水泥防水涂料是由有機(jī)聚合物乳液和無機(jī)粉料組成的雙包裝防水涂料。乳液的品種、性能及用量對(duì)防水涂料涂膜性能起決定性作用。選擇合適的乳液品種,對(duì)防水涂料的配制非常重要。詳細(xì)探討選擇乳液應(yīng)當(dāng)遵循的基本規(guī)律,為正確、合理地選擇乳液提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:聚合物水泥防水涂料;乳液;防水涂料前言聚合物水泥防水涂料(以下簡稱JS防水涂料,作為新型防水涂料適用范圍較廣,可在潮濕或干燥的磚石、砂漿、混凝土、金屬、木材、硬塑料、玻璃、石膏板、瀝青、橡膠、SBS,APP、聚氨醋等基層上施工,對(duì)于各種新舊建筑物、

2、構(gòu)筑物均可使用。JS防水涂料在國外已有較長的應(yīng)用歷史,日本對(duì)該涂料的開發(fā)和應(yīng)用較早,水平也較高。1991年,我國開始研制這種防水涂料,并于1994年底開發(fā)成功。該材料于1995年底通過建設(shè)部部級(jí)鑒定1'10 2000年實(shí)際年產(chǎn)量達(dá)1.2萬t,以3 kg/m2(涂層厚度約1.4mm計(jì),應(yīng)用面積達(dá)400萬m2。1 JS防水涂料的性能及特點(diǎn)1.1 JS防水涂料的性能JS防水涂料是將一定比例的有機(jī)聚合物乳液(如丙烯酸酷乳液、乙烯一醋酸乙烯乳液、丁苯膠乳及各種助劑組成和無機(jī)粉料(如高鋁高鐵水泥、石英粉及添加劑等均勻共混攪拌,經(jīng)無機(jī)粉料的水化反應(yīng)以及水性乳液交聯(lián)固化復(fù)合形成高強(qiáng)、堅(jiān)韌的防水涂膜。由

3、于是由有機(jī)材料和無機(jī)材料復(fù)合而成,該涂膜兼有了這2類材料的優(yōu)點(diǎn),即具有彈性高、延伸率大、耐久性和耐水性好的特點(diǎn)。1.2 JS防水涂料的特點(diǎn)JS防水涂料因原料選材和配方設(shè)計(jì)機(jī)理的獨(dú)特,形成了該涂料獨(dú)有的性能特點(diǎn)。其主要特點(diǎn)為:(1能在潮濕或干燥的多種材質(zhì)的基面上直接施工;(2對(duì)基層的微裂縫追隨性強(qiáng),涂層堅(jiān)韌高強(qiáng);(3涂層耐水性、耐候性、耐久性優(yōu)異;(4可添加顏料,以形成彩色涂層;(5無毒、無害、無污染、施工簡單,工期短;(6與外層水泥砂漿及各種粘結(jié)材料結(jié)合牢固。2 JS防水涂料在工程上的應(yīng)用2.1 廁浴、廚房間防水廁浴、廚房間如果不作防水設(shè)防,一旦發(fā)生滲漏水對(duì)高檔裝飾的損壞將是嚴(yán)重的。因節(jié)點(diǎn)多、

4、管道多,用卷材防水顯然不合適,涂料防水是最適宜的。但傳統(tǒng)的一些防水涂料均要求具有干燥的基層,而且容易剝落或有污染。因此,廁浴、廚房間選擇JS防水涂料是較理想的。2.2 外墻防水補(bǔ)漏近年來,建筑物外墻滲漏水己成為嚴(yán)重的質(zhì)量通病,尤其是沿海高層建筑以及條型面磚外墻的滲漏水已嚴(yán)重影響到人們的生活、工作;墻面及室內(nèi)空氣的潮濕使霉菌繁殖,既會(huì)造成室內(nèi)物體霉變,又惡化居住環(huán)境,影響人體健康,并對(duì)高檔裝飾造成極大損失,但至今未找到合適的外墻面防水涂料。JS防水涂料既有較大韌性、又有很高的粘結(jié)性,涂層又可以做得很薄。在墻體材料為空心磚、輕質(zhì)墻體、多孔材料及當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓不大于0.6 kPa的條件下,一般的工業(yè)與

5、民用建筑外墻面上涂刷厚涂膜就有較好的效果。經(jīng)調(diào)整配比,還可做為面磚粘結(jié)層,其防水效果更佳。目前,用它來修補(bǔ)條型面磚勾縫漏水也獲得了良好的防水效果。2.3 坡瓦屋面防水目前,建筑屋面常以坡瓦面作為檐口、頂部的裝飾,即在現(xiàn)澆混凝土面上貼波型瓦或瓷磚作為飾面,因常不做防水設(shè)防,發(fā)現(xiàn)滲漏往往很難處理。由于JS防水涂料既適應(yīng)復(fù)雜不平整基層,粘結(jié)力又強(qiáng),耐候性好,不會(huì)發(fā)生下滑現(xiàn)象,非常適合坡屋面防水。2.4 屋面天溝、女兒墻、壓頂?shù)姆浪壳?剛性細(xì)石混凝土防水和卷材防水屋面的天溝、女兒墻、壓頂大多由于剛性防水層開裂、卷材防水搭接口多,可靠性差。JS防水涂料很適用于天溝、女兒墻、壓頂?shù)炔课坏姆浪?涂層摻人一

6、定顏色刷成彩色防水層,還能美化屋面環(huán)境。2.5 地下工程和儲(chǔ)液池工程防水地下建筑和儲(chǔ)液池均以結(jié)構(gòu)本體混凝土自防水為主并作輔助防水,輔助防水宜用柔性材料作迎水面設(shè)防。結(jié)構(gòu)混凝土剛性好,受溫差變形小,但毛細(xì)孔和混凝土干縮會(huì)產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致滲漏,JS防水涂料的延伸性、防滲性和耐水性完全能滿足技術(shù)要求。同時(shí)地下工程和儲(chǔ)液池混凝土拆模或找平層硬結(jié)后就可以立即進(jìn)行涂敷施工,可大大加快施工進(jìn)度。由于該防水涂料無毒、無臭、不污染環(huán)境,也很適用于水池內(nèi)的防水。3 JS防水涂料用乳液的選擇乳液的品種、性能及用量對(duì)涂膜性能起決定性作用。正確選擇乳液的品種,對(duì)JS防水涂料的配制非常重要。在選擇乳液時(shí),必須遵循下列基本規(guī)律

7、。3.1 乳液的選擇3.1.1 根據(jù)聚合物的玻璃化溫度來選擇乳液聚合物物理性能對(duì)硬化后JS防水涂料性能有重要影響。用于JS防水涂料乳液的典型物理特性是其玻璃化溫度,當(dāng)溫度高于Tg時(shí),材料行為類似橡膠,受載時(shí)產(chǎn)生彈性變形;當(dāng)溫度低于Tg時(shí),材料行為像玻璃易于產(chǎn)生脆性破壞。熱固性聚合物Tg值相對(duì)較高,彈性體聚合物Tg值較低,熱塑性聚合物居于兩者之間。用于JS防水涂料的聚合物乳液Tg值的重要意義在于其彈性或塑性將對(duì)防水涂料的性能產(chǎn)生影響。3.1.2 根據(jù)果合物的最低成膜溫度來選擇乳液聚合物的另一個(gè)特征是其最低成膜溫度,它是聚合物形成連續(xù)膜的最低溫度。如果水泥水化溫度低于該值,所供給的能量不足以開始成

8、膜,這時(shí)聚合物將以間斷的顆粒形式存在于防水涂料中。只有當(dāng)水泥水化溫度高于乳液的最低成膜溫度,乳液才可以形成均勻膜結(jié)構(gòu)分布于水化產(chǎn)物之間,才能在有應(yīng)力時(shí)起到架橋作用,有效吸收和傳遞能量,從而抑制裂縫的形成和擴(kuò)展。用于JS防水涂料的聚合物乳液其最低成膜溫度應(yīng)比養(yǎng)護(hù)溫度低。3.1.3 根據(jù)聚合物的離子穩(wěn)定性來選擇乳液水泥在水化過程中形成的水化物常含有活潑的Ca,Al等陰離子,聚合物乳液必須具有很高的離子穩(wěn)定性,否則,聚合物乳液會(huì)因破乳而失效。因此,JS防水涂料用聚合物乳液的離子穩(wěn)定性要高。這可以在乳液聚合過程中,通過控制陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的配比來達(dá)到。一般來說,在乳液聚合過程中,陰離

9、子表面活性劑通常能夠提高聚合物乳液的機(jī)械穩(wěn)定性,而非離子表面活性劑能夠提高乳液的化學(xué)穩(wěn)定性。因此,防水涂料用聚合物乳液中,通常都含有適量的非離子表面活性劑。3.2 不同類型乳液的選用3.2.1 根據(jù)涂膜的粘結(jié)性、致密性和耐水性來選擇乳液JS防水涂料可分為2類:一類是非反應(yīng)型的聚合物,如氯丁膠乳、丁基膠乳、醋酸乙烯共聚乳液等,在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中,聚合物成膜覆蓋于水泥膠凝體表面或水泥水化物填充于聚合物網(wǎng)絡(luò)之間,有機(jī)物和無機(jī)物僅為惰性的、機(jī)械的相互填充。這種類型的防水涂料,涂膜的粘結(jié)性、致密性和耐水性相對(duì)較差。另一類則是反應(yīng)型的聚合物,有2種反應(yīng)形式:一種是聚合物之間(或與硬化劑的交聯(lián)固化反應(yīng),從而形

10、成大分子;另一種是聚合物活性基團(tuán)與水泥水化產(chǎn)物之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),形成以化學(xué)鍵結(jié)合的界面結(jié)構(gòu),通過界面增強(qiáng)提高材料的性能。通過適當(dāng)?shù)母男怨に?可大大加強(qiáng)聚合物與水泥水化產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)合。研究表明:改性丙烯酸共聚乳液可與水泥水化生成的Ca(OH2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成離子鍵結(jié)合的大分子網(wǎng)絡(luò)交織結(jié)構(gòu),且隨著水化齡期的延長,水化程度越高,這種反應(yīng)生成物的量就越大。含有一CaOH等官能團(tuán)的聚合物,能與水泥水化產(chǎn)物中的Ca'+發(fā)生作用,從而顯著提高材料的強(qiáng)度和耐水性,所以國外將其稱為反應(yīng)型JS防水涂料。3.2.2 根據(jù)氣候條件來選擇乳液。氣候條件的不同對(duì)JS防水涂料的低溫柔性要求也不同。例如在我國南方

11、地區(qū)的屋面防水耐低溫-10可以滿足要求,而在北方地區(qū)要求耐低溫-20才可以滿足屋面防水要求。一般地,在南方地區(qū)JS防水涂料用聚合物乳液的玻璃化溫度要高于北方地區(qū)。3.2.3 從乳液的單體分析來選用乳液。丙烯酸醋乳液從單體結(jié)構(gòu)來看,其耐水性、耐候性和柔韌性都較好;而VAE乳液從單體組成來看,因其含有85%左右的醋酸乙烯,分子極性相對(duì)較大,耐水性較差。所以單從單體組成的角度來分析,丙烯酸醋類乳液做防水涂膜要比VAE 乳液做防水涂膜在耐水性、耐候性等方面更具有一定的優(yōu)勢(shì)。3.2.4 根據(jù)乳液與水泥所起的作用點(diǎn)來選用乳液。丙烯酸醋類乳液本身軟,其伸長率大、活性基團(tuán)少,與水泥的作用點(diǎn)也少,所以可多用水泥

12、等粉料。其缺點(diǎn)是比較難做到2.0 MPa 以上的拉伸強(qiáng)度,同時(shí)斷裂伸長率難達(dá)到200%以上;也正因?yàn)榛钚曰鶊F(tuán)少,與水泥的作用點(diǎn)不多,所以不適合用作高強(qiáng)度的剛性防水涂料。而VAE乳液采用大量聚乙烯醇作保護(hù)體,再加上醋酸乙烯本身的活性,同水泥的作用點(diǎn)多,所以生產(chǎn)廠家均采用減少水泥等填料的配方來作彈性水泥基防水涂料。3.2.5 根據(jù)1S防水涂料的不同使用部位來選用乳液。JS防水涂料使用部位不同,其選用的乳液也不同。例如屋面防水涂料必須具有優(yōu)異的耐紫外線老化性能,而耐水性要求相對(duì)較低,但必須滿足間歇耐水、抗積水要求;而廁衛(wèi)間防水涂料,一般對(duì)耐紫外線抗老化無要求,但耐水性必須滿足間歇耐水、較高的耐水性。

13、丙烯酸醋聚合物乳液的分子中不含C=C不飽和鍵,分子相對(duì)穩(wěn)定,不易受外界熱能、紫外線、臭氧干擾而斷裂降解造成材料老化,而水泥水化產(chǎn)物也具有優(yōu)越的抗老化性能。而VAE乳液為線形高分子材料,分子中不含活性官能團(tuán),交聯(lián)比較困難,導(dǎo)致分子鍵能較低,在受熱或紫外線照射等外界能量作用下,部分分子鍵易斷裂,造成分子降解,使涂膜變脆、發(fā)硬以致破裂,因而其耐紫外抗老化性能較差。而且醋酸乙烯結(jié)構(gòu)因極性較強(qiáng),造成耐堿性差。3.3 不同牌號(hào)乳液的選用。同一大類不同牌號(hào)的JS防水涂料其品質(zhì)各不相同,選用不同特點(diǎn)的乳液品種也非常重要。例如廣東粵新化工廠生產(chǎn)的YX-400,YX-500,是同一類型、同一生產(chǎn)廠家的2個(gè)不同牌號(hào)

14、的丙烯酸酷乳液,它們與市場(chǎng)上某些乳液產(chǎn)品相比,其活性助劑有所不同。市場(chǎng)上某些乳液產(chǎn)品主要是采用酸類單體為活性體,所以在配制涂料產(chǎn)品時(shí),要用氨水或有機(jī)氨來調(diào)成偏堿性,否則其涂料產(chǎn)品對(duì)水泥、砂石等填充料的分散效果不好。而且高分子也是靠-Coo一基同水化水泥起作用,高分子聚合物乳液中,-Coo一基團(tuán)有很大部分是伸向乳液顆粒里面,而不是水相,通過加堿中和可以提高其親水性,使部分轉(zhuǎn)相伸展到接觸水相,這也是含-coo一的乳液在調(diào)節(jié)pH值后穩(wěn)定性會(huì)更好的原因。-Coo一伸展到水相同水泥的作用機(jī)會(huì)就加強(qiáng),只有合適的作用點(diǎn)才會(huì)同水泥等填充料混合后形成具有較高強(qiáng)度又有較好伸長率的柔性JS防水涂料。但酸類單體是一種

15、活性比較強(qiáng)的物質(zhì),同水泥作用力比較強(qiáng),不能用的太多,否則同水泥混合易成剛性體。而且這種乳液的最大缺點(diǎn)是伸展在乳液顆粒內(nèi)的-C00一因其是親水性基團(tuán),隨著時(shí)間的推移,-C00一會(huì)慢慢轉(zhuǎn)向伸展到水相。這些轉(zhuǎn)向伸展在柔性水泥成型過程中與水泥的作用機(jī)會(huì)就增大。YX-400乳液就是在此理論基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,在研制過程中,選用了一些活性較小的助劑,而且這些活性基團(tuán)在聚合物乳液中的分布是穩(wěn)定的。這些基團(tuán)不會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變其伸展方向,也就是不會(huì)隨著貯存時(shí)間的延長,改變?nèi)橐和嘧饔玫拇笮?也不用調(diào)節(jié)pH值來調(diào)整其活性。YX-400乳液其本身與水泥、砂石等的配伍性能也很好,用此乳液按相同配方來配制柔性水泥涂料產(chǎn)品,同市場(chǎng)上某些乳液產(chǎn)品相比較,其斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度都接近,而且其與水泥的作用點(diǎn)多,所以在耐水、耐酸等方面都體現(xiàn)出了更好的性能。而YX-500乳液則是在YX-400乳液的基礎(chǔ)上,通過增強(qiáng)與水泥作用點(diǎn)而研制的。YX-500乳液與YX-400乳液雖然加的水泥量少,但作用點(diǎn)多,