VAE聚合物乳液在防水材料中的應(yīng)用研究

1、N E W B U I L D I N G M A T E R I A L SVAE 聚合物乳液系醋酸乙烯酯和乙烯共聚乳液，由于引入的共聚單體乙烯顯著地增進(jìn)了其內(nèi)增塑性。因此，VAE 聚合物乳液成膜性好、成膜溫度低，涂膜質(zhì)軟而強(qiáng)度高、耐磨，故顯著地提高了涂膜的耐水性、耐堿性、耐候性和抗污性1。選擇較低黏度的VAE 乳液，既可容納大量填料又能保持對各種基質(zhì)有極好的粘結(jié)性，這種獨(dú)特性能使它非常適應(yīng)于用填料來控制粘結(jié)強(qiáng)度及成本的粘合劑材料。1配制防水涂料根據(jù)施工部位的技術(shù)要求，在VAE 乳液中加入適當(dāng)?shù)闹鷦┤绶€(wěn)定劑、分散劑、消泡劑等，同時匹配選擇一些粉料如水泥、碳酸鈣、石英粉等，可以設(shè)計(jì)出符合各種技

2、術(shù)要求的多種防水涂料。1.1JS 防水涂料以聚合物乳液和水泥為主要原料的雙組分水性JS 防水涂料，一種是全部以水泥為填料，另一種是以水泥和其它粉料混合作為填料。這2種JS 防水涂料的成膜機(jī)理都是主要通過水泥水化反應(yīng)和聚合物粒子失水融合完成。但是由于填料的差異，其涂膜性能有所不同。如何設(shè)計(jì)出符合標(biāo)準(zhǔn)又滿足工程需要的配方，一般采用聚灰比P/C作為主要參數(shù)。經(jīng)過多年的試驗(yàn)積累，現(xiàn)以鋁酸鹽水泥與VAE 乳液調(diào)配為例，通過數(shù)據(jù)和圖表進(jìn)行討論。圖1為填料全部為水泥的涂膜斷裂延伸率隨P/C變化的曲線；圖2為填料為水泥與石英粉混合的涂膜斷裂延伸率隨P/C變化的數(shù)據(jù)曲線，其拉伸強(qiáng)度均達(dá)到JC/T8942001標(biāo)

3、準(zhǔn)要求。圖1P/C對水泥為填料的防水涂膜斷裂延伸率的影響Study on application of VAE polymer emulsion in waterproof materialYANG Hua 1，F(xiàn)O Yinggao 2（1.Department of Chemistry ，Baotou Normal College ，Baotou 014030，lnner Mongolia ，China ；2.Baotou Metallurgical Building Research Institute ，Baotou 014010，lnner Mongolia ，China ）Abstr

4、act ：Make a summary and discussion on water-repellent admixture used for making the polymer modified cementitious mortar and waterproof coating ，with VAE polymer emulsion as the main material. Unique properties of VAE polymer emulsion to be used for poly mer modified cementitious （mortar ）series of

5、products are introduced ，i.e. higher bond strength and tensile strength ，and good elongation.Key words ：VAE polymer emulsion ；waterproof coating ；water-repellent admixture ；polymer modified cementitious mortar VAE 聚合物乳液在防水材料中的應(yīng)用研究楊華1，佛迎高2（1. 包頭師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014030；2. 包頭冶金建筑研究院，內(nèi)蒙古包頭014010）摘要：對以VAE 聚

6、合物乳液為主要材料，配制用于聚合物水泥砂漿的防水劑和防水涂料的研究工作加以總結(jié)和探討，介紹VAE 乳液用于水泥（砂漿）系列產(chǎn)品的獨(dú)特性能。既具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，又有較好的延伸率。關(guān)鍵詞：VAE 聚合物乳液；防水涂料；防水劑；聚合物水泥砂漿中圖分類號：TU57文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-702X （2009）08-0077-03收稿日期：2009-03-08作者簡介：楊華，男，1952年生，遼寧鞍山人，教授。 全國中文核心期刊77··新型建筑材料20098圖2P/C對部分水泥為填料的防水涂膜斷裂延伸率的影響按照J(rèn)C/T8942001要求，從圖1、圖2中可以找

7、出符合I 型和II 型JS 防水涂料性能指標(biāo)要求的設(shè)計(jì)參數(shù)P/C值的范圍，歸納見表1。表1JS 防水涂料的設(shè)計(jì)參數(shù)P/C值范圍對于全部采用水泥調(diào)配而言，其P/C可以作為設(shè)計(jì)參數(shù)考慮。但是對于采用水泥和其它填料混合調(diào)配的JS 防水涂料，其設(shè)計(jì)參數(shù)除P/C外，還應(yīng)考慮聚粉比P/F（聚合物質(zhì)量與所有粉料質(zhì)量之比），以及灰粉比C/F（水泥質(zhì)量與其它粉料質(zhì)量之比）。P/F和C/F對部分水泥為填料的防水涂膜斷裂延伸率的影響分別見圖3、圖4。圖3P/F對部分水泥為填料的防水涂膜斷裂延伸率的影響圖4C/F對部分水泥為填料的防水涂膜斷裂延伸率的影響通過圖3、圖4與圖2比較，能夠明顯看出P/F、C/F對斷裂延伸率

8、的影響。提高P/F值延伸率增大，提高C/F值延伸率降低。而P/F、C/F、P/C3條曲線上的突變點(diǎn)基本對應(yīng)。因此，在設(shè)計(jì)JS 防水涂料時，有必要對這幾個參數(shù)綜合考慮，以求得最佳配合比。在工程應(yīng)用中，以下幾個方面需要注意：（1）處理細(xì)微裂縫和加強(qiáng)層時，在涂膜中加1層玻璃纖維布，可大大提高涂膜的拉伸強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，在原料參數(shù)相同的情況下，加1層玻璃纖維布的涂膜拉伸強(qiáng)度能提高471%，斷裂延伸率則降低了99%。（2）需要提高涂膜的斷裂延伸率時，可以加入適量的增塑劑，但是會損失拉伸強(qiáng)度。例如用同一個配方，另加12%的增塑劑后，使涂膜斷裂延伸率提高了93%，拉伸強(qiáng)度卻降低了69%。（3）采用水泥配制JS

9、 防水涂料，用P/C調(diào)整配方，其一般規(guī)律是隨著P/C提高，涂膜的拉伸強(qiáng)度降低，斷裂延伸率增大。但這個規(guī)律是在一定P/C值的范圍內(nèi)，而且不同品種水泥的P/C值范圍存在差異，在應(yīng)用中要通過試驗(yàn)確定。（4）采用混合粉料配制JS 防水涂料的情況比較復(fù)雜。從表2中的數(shù)據(jù)分析：當(dāng)P/F相同時，涂膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率的性能相差不大；而P/C相同，P/F不同時，涂膜性能亦有區(qū)別。表2P/C、P/F對防水涂膜性能的影響（5）不同品種的水泥與VAE 乳液配制防水涂料時，即使配比參數(shù)相同，其涂膜性能的差異還是很大的，在工程應(yīng)用中尤其應(yīng)該引起重視，避免造成不必要的損失。1.2聚合物乳液防水涂料以VAE 乳液為主要

10、原料，還可以配制單組分水乳型防水涂料，若添加彩色顏料，其涂膜除了防水功能以外還兼有美化環(huán)境的作用。經(jīng)過配方設(shè)計(jì)和性能試驗(yàn)表明，用VAE 乳液與其它乳液配合使用，能有效地提高涂膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率，比單一采用VAE 乳液的效果好（見表3）。填料種類I 型JS 防水涂料II 型JS 防水涂料水泥1.92.81.12.1水泥+石英粉1.82.61.51.8P/CP/F拉伸強(qiáng)度/MPa斷裂延伸率/%2.61.04.22322.11.04.11711.81.04.12111.51.04.11961.50.93.32571.50.83.61331.50.73.7671.50.54.743楊華，等：V

11、A E 聚合物乳液在防水材料中的應(yīng)用研究78··N E W B U I L D I N G M A T E R I A L S從表3可見，在聚粉比P/F相同的情況下，復(fù)合乳液防水涂膜的性能較優(yōu)。各項(xiàng)指標(biāo)更加趨于合理，符合JC/T8642000聚合物乳液建筑防水涂料標(biāo)準(zhǔn)要求。需要指出：在各個工程中不能只使用一種配比，而應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際使用部位調(diào)整乳液及粉料的品種和數(shù)量，使防水涂膜性能能夠滿足不同工程的使用要求。2配制砂漿防水劑剛性防水從5層抹面防水法開始，到逐步應(yīng)用外加劑對水泥砂漿或混凝土改性，發(fā)展至今用聚合物改性水泥砂漿。與普通水泥砂漿相比，聚合物水泥砂漿具有粘結(jié)力強(qiáng)、彈性

12、大、抗沖擊、防水性好和耐化學(xué)藥品性能提高等多種優(yōu)異性能。而VAE 乳液粘結(jié)強(qiáng)度高的特性，使其非常適合用于改性水泥砂漿。以VAE 乳液為主要材料配制用于水泥砂漿的防水劑時，需注意：由于水泥中有大量的鈣鎂離子會從乳液中吸收水分以及混合操作的機(jī)械剪切作用都會引起聚合物乳液破乳，為了提高乳液的穩(wěn)定性，應(yīng)加入適量的穩(wěn)定劑1。試驗(yàn)材料：自制VAE 防水劑；水泥，P ·O 42.5級；砂，ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂。試驗(yàn)配比：m （水泥）m （砂）m （VAE 防水劑）=13（0.470.52）。試驗(yàn)項(xiàng)目：按JC/T4741999砂漿、混凝土防水劑進(jìn)行，重點(diǎn)注意48h 吸水量的變化（見圖5）。砂漿中防水劑的摻

13、量以砂漿的聚灰比P/C表示。圖5VAE 砂漿48h 吸水量比從圖5可看出，VAE 砂漿在P/C=0.150.19時吸水量呈快速下降趨勢，再隨著P/C值的提高，吸水量下降的幅度趨于平緩。選擇P/C值=0.2的VAE 砂漿進(jìn)行性能測試，結(jié)果見表4。表4VAE 砂漿的主要性能指標(biāo)VAE 防水劑應(yīng)用于水泥（砂漿）的特點(diǎn)：（1）減水率可達(dá)30%以上，因而使得砂漿密實(shí)度提高，砂漿內(nèi)空隙變小且分布均勻，抗壓強(qiáng)度增大。（2）吸水量大大降低，防水性良好，非常適宜用于構(gòu)筑貯水池、地下工程、屋面等防水設(shè)施。（3）VAE 防水劑拌和砂漿時，砂漿的和易性好，保水性提高，有效地防止泌水現(xiàn)象發(fā)生。（4）用VAE 防水劑拌和

14、的水泥（砂漿）粘結(jié)強(qiáng)度高，可作為各種建筑材料的粘結(jié)劑使用。（5）在工程實(shí)踐中，用VAE 防水劑改性的水泥（砂漿）體現(xiàn)出良好的抗?jié)B防水性能。無論是在蓄水構(gòu)筑物的迎水面或背水面作防水抹面材料，還是對已滲漏的剛性防水層進(jìn)行修補(bǔ)，由于它適合在潮濕基層上施工而使得VAE 防水劑迅速得到推廣應(yīng)用。3結(jié)語經(jīng)過多年的研究與應(yīng)用證明，VAE 乳液用于聚合物改性水泥（砂漿）系列產(chǎn)品其性能獨(dú)特，既有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，又有較好的延伸率。這種性能對聚合物改性水泥（砂漿）系列產(chǎn)品十分重要。VAE 乳液改性水泥（砂漿）在混凝土修補(bǔ)、防護(hù)、防水、防腐、粘結(jié)等領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)用價值。參考文獻(xiàn)：1曹同玉，劉慶普，胡金生. 聚合物乳液合成原理性能及應(yīng)用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.蕢表3不同乳液對防水涂料性能的影響乳液種類P/F拉伸強(qiáng)度/MPa處理后的拉伸強(qiáng)度保持率/%斷裂延伸率%處理后的斷裂延伸率/%熱老化紫外線老化堿處理酸處理熱老化紫外線老化堿處理酸處理VAE 乳液1.01