蜀羊防水：聚合物水泥(JS)防水涂料的性能研究

1、.蜀羊防水：聚合物水泥（JS）防水涂料的性能研究聚合物水泥防水涂料俗稱 JS 防水涂料（雙組分：“ J”指聚合物乳液為主的液料組分，“ S”指以水泥為主的粉料組分） ，是建筑防水涂料中近年來發(fā)展起來的一大類別。產(chǎn)品以苯乙烯丙烯酸酯乳液或乙烯 - 醋酸乙烯共聚物為基料，配以各種添加劑、無機(jī)填料，通過合理的配比，復(fù)合制成的一種雙組份的水性建筑防水涂料。其成膜機(jī)理是粉料、液料按照一定的比例混合后，聚合物微粒和水泥相互包裹，隨著水分的揮發(fā)，聚合物顆粒逐漸包裹在一起，形成連續(xù)的彈性防水膠膜，從而達(dá)到整體的防水效果。聚合物水泥 JS 防水涂料具有有機(jī)材料的柔韌性、防水性和無機(jī)材料的耐水性、耐久性以及良好的

2、耐候性，并且施工簡單、性價比高、防水可靠、無毒無污染，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于廚衛(wèi)間、外墻、地下、隧道及洞庫等防水工程。本文研究了聚合物乳液、水泥等無機(jī)填料和助劑對 JS 涂料性能影響及其在使用過程中的影響因素。一、聚合物水泥防水涂料的組成1 、主要成膜物質(zhì)聚合物乳液作為防水涂料的主要成膜物質(zhì)，對 JS 防水涂料的品質(zhì)有十分重要的影響，是 JS 防水涂料性能好壞的主要因素，它直接影響著防水涂料的耐水性、硬度和柔韌性，同時影響涂料對基材的粘接強度。市場上聚合物乳液的品種很多，而且單體種類和用量、乳液聚合時乳化劑的種類和用量、乳液聚合工藝的不同等，均會導(dǎo)致即使是相同類型的聚合物乳液，其性能差別依然很大。玻

3、璃化溫度（ Tg）是 JS 防水涂料用聚合物乳液的典型物理特性之一，它是JS防水涂料施工成膜的最低溫度。我們通過在同配方、同標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境下各型號乳液性能對比，對比試驗驗證了不同玻璃化溫度的乳液對涂膜性能的影響（表1）表 1項目乳液 A乳液 B乳液 C乳液 D乳液類型苯乙烯丙烯酸酯乳液VAETg/ -5-10-20-5拉伸強度 /MPa2.552.32.42.62斷裂延伸率 /%78177223113拉伸強度保持率（ %）65888545浸水處理5121325156斷裂伸長率（ %）拉伸強度保持率（ %）78918943耐堿性78918955斷裂伸長率（ %）'.耐熱性拉伸強度保持率（

4、%）83186237101斷裂伸長率（ %）6514819698粘接強度 /MPa0.881.051.220.67從表 1 可以看出，不同的聚合物乳液在聚合物水泥防水涂料上表現(xiàn)的質(zhì)量優(yōu)劣主要表現(xiàn)在拉伸強度、斷裂延伸率、耐水性（浸水處理）、耐久性（耐堿性、耐熱性）方面，而采用 VAE乳液的產(chǎn)品綜合都性能較差，苯乙烯丙烯酸酯乳液的產(chǎn)品性能較為穩(wěn)定。因此在設(shè)計配方時，我們一般都采用苯乙烯丙烯酸酯乳液作為基料。由表 1 還可看出，在制備 JS 防水涂料時，為滿足產(chǎn)品的綜合性能要求，選用玻璃化溫度較低的苯乙烯丙烯酸酯乳液，更符合聚合物水泥防水涂料產(chǎn)品的要求。2 、次要成膜物質(zhì)水泥、石英砂、石英粉、重質(zhì)碳

5、酸鈣、顏料等在防水涂料中是次要成膜物質(zhì)，對涂料的硬度、遮蓋力和耐久性有一定的影響。聚合物水泥防水涂料是一種具有揮發(fā)固化和反應(yīng)固化雙重特點的防水涂料，在水分揮發(fā)的同時，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成鈣礬石和硅酸鈣凝膠體。如果只采用水泥作為填料，其比重大，膠料容易沉淀，且水泥水化后硬化收縮性較大，導(dǎo)致涂層開裂，不能保證防水需求。因此在設(shè)計JS 防水涂料產(chǎn)品的過程中，要充分考慮使用功能帶來的對成膜時間和成膜質(zhì)量的要求，在聚合物水泥防水涂料配方中選用不同級配的石英粉和重質(zhì)碳酸鈣加入聚合物膠乳中，既降低了水泥的水化反應(yīng)速度，同時水泥、石英粉、碳酸鈣及其間隙完全被聚合物微粒包裹、填充，隨著水分的揮發(fā)，聚合物微

6、粒逐漸靠攏，避免了涂層開裂，形成完整的彈性防水膜。我們以國標(biāo)型產(chǎn)品為例，在相同比例的配方中采用不同的水泥制得的JS 防水涂料的各項性能指標(biāo)差別較大，選擇合適的水泥可以獲得較高性能的涂料產(chǎn)品。在表2 中可以看出 32.5R 水泥的強度偏低，在相同摻量下，制得的JS 防水涂膜拉伸強度明顯低于由42.5R 水泥或 52.5R 水泥制得的涂膜的拉伸強度，而52.5R 水泥水化速度較快，不宜在夏天施工。因此，選用42.5R 水泥制得的 JS 防水涂料能滿足產(chǎn)品性能要求，也可滿足施工需要；但是我們看到在配方中只添加水泥，涂膜的拉伸強度明顯偏高，斷裂延伸率偏低，且前期的防水涂料粘度變化較大，開放時間太短不利

7、于施工，涂層也開裂嚴(yán)重。表 2水泥牌號525R425R325R100添加數(shù)量（ kg）100100檢測結(jié)果'.外觀沉淀、涂膜開裂嚴(yán)重沉淀、涂膜開裂輕微沉淀、涂膜開裂拉伸強度 /MPa3.363.32.51斷裂伸長率 /%536363開放時間（ min)202527從表 3 可以看出，我們以國標(biāo)型產(chǎn)品為例，在相同比例的配方中，采用不同水泥添加比例和不同粉料的級配所制得的JS 防水涂料的各項性能指標(biāo)差異較大，隨著水泥摻量的增加，涂膜的拉伸強度明顯增加，斷裂延伸率下降，且有輕微沉淀現(xiàn)象；選擇合理的配比可以獲得既能滿足產(chǎn)品性能要求，也可滿足施工需要的較高性能的涂料產(chǎn)品。因此水泥的添加量一般控制

8、在4050%之間制得的涂膜綜合性能最好。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，粉料混合物中如果采用碳酸鈣代替部分石英粉，成型的JS 防水涂膜的拉伸強度、斷裂延伸率都比只采用水泥和石英粉的高；同時，用碳酸鈣做填料還可以延長涂料的開放時間，減少涂料沉淀，更有利于夏季施工。表 3粉料添加數(shù)量（ kg）425R 水泥80706050403050200 目石英砂20304050607040400 目重鈣00000010檢測結(jié)果沉淀、涂沉淀、涂無沉淀、輕微沉無沉淀、沉淀、涂無沉淀、外觀淀、涂膜膜開裂膜開裂涂膜正常涂膜正常膜正常涂膜正常正常拉伸強度 /MPa3.153.063.02.882.712.222.66斷裂伸長率 /%688

9、18794116101128涂料開放時間202527100120160150（min)3 、輔助成膜物質(zhì)輔助成膜物質(zhì)不能單獨成膜，并且用量很?。坏珜ν苛系馁A存性、施工性和涂層的物理性能都有明顯的作用。聚合物水泥防水涂料中采用的輔助成膜物質(zhì)主要有潤濕型分散劑、消泡劑、成膜助劑、增塑劑、防腐劑等，是聚合物水泥防水涂料的重要組成部分，它可以影響涂料在貯存、攪拌、施工和涂膜硬化過程中的各種性能。這些助劑的添加量一般控制在 0.01%5%范圍以內(nèi)。聚合物水泥防水涂料在施工使用過程中，攪拌好的漿料放置時間過長會出現(xiàn)濃度增大、沉淀，在屋面或吸水率較大的基層上使用時干燥較快導(dǎo)致涂層開裂、起泡、基層粘接差

10、9;.等情況，在聚合物水泥防水涂料中添加輔助成膜助劑可以改善涂料的成膜效果。二、聚合物水泥防水涂料的防水原理聚合物水泥防水涂料是采用高分子聚合物對水泥進(jìn)行改性，能有效改善柔韌性、增強涂膜的致密性等重要應(yīng)用性能。通過涂膜本身的憎水作用來阻止水的滲透，固體高分子的分子與分子之間總有一些間隙，其間隙的寬度約為幾個納米，按理說單個的水分子是完全可以從這些間隙中通過，但自然界的水通常是處在締合狀態(tài)，幾十個水分子之間由于氫鍵的作用而形成一個較大的水分子團(tuán)。這樣，水分子實際上就很難通過高分子之間的間隙，這就是防水涂料涂膜具有防水功能的主要原因。三、聚合物水泥的注意事項聚合物水泥固化過程中，聚合物與水泥不僅是

11、一種包裹與被包裹的作用，而且是高分子聚合物的活性基團(tuán)與水泥有作用，水泥水化只有 15%左右，其余大部分都充當(dāng)了填料。但這數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)實驗條件（溫度 23±2，相對濕度 45 70%）的環(huán)境條件下的出的結(jié)論，在施工現(xiàn)場，溫度越高，濕度越小，涂膜的斷裂伸長率就越大；相反溫度越低，濕度越大，水分揮發(fā)慢，則涂膜的斷裂延伸率降低，拉伸強度越大。溫濕度對聚合物水泥防水涂料的成膜有較大的影響，因此除了在涂膜檢測過程中必須在符合標(biāo)準(zhǔn)要求的環(huán)境（溫度 23±2，相對濕度 45 70%）條件下進(jìn)行外，施工過程中也要注意施工環(huán)境對涂料成膜的影響。雨天、氣溫較低、濕度較大或不通風(fēng)的環(huán)境下涂膜固化慢、水泥水化緩慢會產(chǎn)生表面泛堿發(fā)花現(xiàn)象影響涂料的成膜效果；氣溫過高，涂料黏變化很快也不利于施工，涂膜干燥太快容易出現(xiàn)分層、開裂。結(jié)語聚合物水泥防水涂料是一種水性建筑防水涂料，近年來尤其受到家庭裝修防水的青睞，但是在實際工程應(yīng)用中，應(yīng)用效果有時并不盡人意，這方面不僅與施工工藝有關(guān)，另一方面也與涂料的配方不完善有一定關(guān)系。在聚合物水泥防水涂料中，乳液的品種、性能及