中国建筑防水涂料的现状与发展

1、中国建筑防水涂料的现状与开展1 .前言建筑防水涂料系由合成高分子材料、沥青、聚合物改性沥青、无机材料等为主体,掺入适量的助剂、改性材料、填充材料等加工制成的溶剂型、水溶型、水乳型或粉末型的防水材料.与防水卷材相比,防水涂料施工简单方便,适用于任何形状的基面,并可形成致密无缝的涂膜,因此,防水涂料已广泛应用于各种防水工程中,并取得了迅速的开展.目前美、英、日、法、德等工业兴旺国家的防水涂料在建筑防水材料中都占有相当的份额.兴旺国家在积极开展合成高分子防水涂料和高聚物改性沥青防水涂料的同时,正积极开发水性和无机防水涂料等品种,向着“环保型防水涂料的方向开展.2 .中国建筑防水涂料开展概况中国建筑防

2、水涂料的开发与应用始于20世纪60年代,当时多以石油沥青、煤焦油或化工厂的下脚料(如苯乙烯焦油等)为主要原料,加工制成乳化沥青防水涂料、塑料油膏、再生胶改性沥青防水涂料和苯乙烯焦油防水涂料等,这些涂料曾在防水工程中得到大面积推广使用,但由于这些涂料或由于质量差、防水层使用年限短,或由于对环境污染性大,对施工人员身体健康有严重影响,大多已被列入淘汰产品,用量正越来越少.从20世纪70年代末开始,随着我国科学技术进步和化学建材工业的开展,防水涂料也获得了迅速的开展.70年代后期研制出了聚酸型聚氨酯防水涂料.80年代中期又研制成功了焦油聚氨酯防水涂料,并大量推广使用于防水工程；1989年建设部对全国

3、防水材料市场进行了整顿和调查,确认聚氨酯防水涂料为可信任的防水材料；90年代后,聚氨酯防水涂料取得迅速开展.1990年建设部将聚氨酯防水涂料列为“八五方案重点推广工程之一,制定了聚氨酯防水涂料建材行业标准(JC/T500-92)并于1993年开始实施；1998年建设部将非焦油型聚氨酯防水涂料列为全国住宅推荐产品十三种防水材料之一,从而极大地推动了聚氨酯防水涂料在全国的推广应用和健康开展.针对焦油聚氨酯污染性大,1998年北京市建筑工程研究院等单位开发了一种以石油沥青为填料的聚氨酯防水涂料,北京金之鼎化学建材公司等单位研制了单组分聚氨酯防水涂料,随后一些单位又开发出无溶剂喷涂聚氨酯防水涂料.与此

4、同时,其它高分子防水涂料也得到开展,如丙烯酸酯弹性防水涂料、硅橡胶防水涂料、水性三元乙丙橡胶防水涂料等.从80年代到90年代,各种聚合物改性沥青防水涂料也得到迅速的开展,先后开发了溶剂型和水乳型氯丁橡胶改性沥青防水涂料,溶剂型和水乳型坐改性沥青防水涂料,水乳型丁苯橡胶改性沥青防水涂料等品种.90年代初北京金汤建筑技术开发有限责任公司开始研制聚合物水泥防水涂料,产品开发初期,仅有北京为数不多的企业生产,年产量仅有几百吨.但随着国家对绿色环保型建材产品的推广,目前上海、浙江、广东、福建、山东、河北、河南、四川、湖北、北京等省市已有百余家企业生产这种涂料,2000年用量已达12,000吨.近十几年来

5、,在我国各种无机防水涂料也得到开发与应用,引进了保证时、M1500等国外先进的产品,同时也相继研制出了防水宝、HM1500TM1500等一系列无机防水涂料.无机渗透结晶型防水涂料也已开始大量使用在工业与民用建筑的地下结构、地下铁道、桥梁路面、水利工程等方面.近40年的开展,使我国防水涂料已形成了反响固化型和溶剂水挥发枯燥型等性能不同、形态不一的多类型、多品种的格局.到目前为止,有一定生产规模的防水涂料生产厂家有200多家,每年的生产总量已超过20万吨这个数量不包括已被各级行政主管部门行文限制、淘汰和禁止使用的塑料煤焦油和煤焦油聚氨酯等容易污染环境的防水涂料,主要应用于工业与民用建筑的厕浴间防水

6、,局部用于屋面、地下室和外墙等工程防水,均获得了较理想的防水效果.为此,在?国家化学建材推广应用“九五方案和2021年开展规划纲要?中已明确列为“适当开展防水涂料的目标要求.参见表1表1中国建筑防水涂料近十年的产量及未来十年的开展展望年份199419961998200020012002200520212021产量万吨1315161820222530353 .中国建筑防水涂料的主要品种目前,我国的防水涂料已有数十个品种,从最初主要是沥青基防水涂料向聚合物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料、无机防水涂料等方面开展,已研制出低、中、高档系列产品.中国建筑防水涂料的主要品种如图1所示.4 .中国建筑

7、防水涂料的现状及存在的问题4.1 沥青基防水涂料沥青基防水涂料主要是水乳型的,乳化沥青是一种冷施工的防水涂料,系将石油沥青在乳化剂的作用下,经乳化机搅拌机强烈搅拌而制成.沥青在搅拌机的搅拌下,被分散成16Mm的细小颗粒,并被乳化剂包裹起来形成悬浮在水中的乳化液.沥青基涂料一般是做成厚质涂料,如膨润土乳化沥青、石棉乳化沥青等,由于沥青没有经过改性,其低温柔性和抗开裂性都不好,一般只能用在不太重要的防水工程中,其用量正逐渐减少,将被逐渐淘汰.4.2 聚合物改性沥青基防水涂料聚合物改性沥青防水涂料主要产品有水乳型丁苯橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料、溶剂型和水乳型SBS改性沥青涂

8、料等,这一类产品比沥青基防水涂料的性能优良,应该具有良好的市场前景.但在我国聚合物改性沥青防水涂料存在以下一些问题：（1） 溶剂型聚合物改性沥青防水涂料对环境的污染较大,水乳型聚合物改性沥青防水涂料的质量还不够稳定；（2） 一些聚合物改性沥青防水涂料在力学性能、防水性能和耐久性等方面尚不是十分理想;防水涂料石灰乳化沥青涂料膨润土乳化沥青涂料石棉乳化沥青涂料沥青基涂料水乳型聚合物改性沥青涂料再生橡胶改性沥青防水涂料PVC改性焦油沥青涂料SBS改性沥青涂料溶剂型氯丁橡胶改性沥青涂料水乳型水乳型SBS改性沥青涂料水乳型氯丁橡胶改性沥青涂料水乳型再生橡胶改性沥青涂料合成高分子涂料水乳型丙烯酸酯弹性涂料

9、硅橡胶涂料单组分聚氨酯涂料非乳液型石油沥青聚氨酯涂料焦油聚氨酯涂料石油树脂聚氨酯涂料古马隆树脂聚氨酯涂料无溶剂聚氨酯涂料有机-无机复合涂料iwou聚合物水泥基防水涂料无机涂料水泥基渗透结晶防水涂料“确宝时高效防水涂料M1500防水涂料防水宝（3） 一些厂家为了降低本钱,偷工减料,以次充好,致使大量不合格的产品流向市场.因此,应大力开发优质水乳型聚合物改性沥青防水涂料.4.3 聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料以其优异的性能在建筑防水涂料中占有重要的地位,我国经过近20年的开展,逐渐形成了品种齐全、性能优异的聚氨酯防水涂料.自20世纪80年代焦油聚氨酯防水涂料问世以来,由于产品中用焦油代替局部价格较高

10、的聚酸多元醇,从而降低了产品的本钱,所以焦油聚氨酯防水涂料长期以来在聚氨酯防水涂料中占居主导地位,为我国建筑防水事业作出了一定的奉献.但焦油具有刺激性气味,含有大量慈、茶、酚类等易挥发的有毒物质,严重污染环境和危害人体健康.随着人们环保意识的增强和科技的进步,禁止使用焦油聚氨酯防水涂料的呼吁也日益增强.1998年12月,北京市建委、市规划委联合发文,自1999年3月起,在北京市行政区域内,禁止使用焦油聚氨酯防水涂料.截止1999年底,已有7个省市发布了类似的规定.然而,一些厂家和工程单位为了降低本钱,仍然使用焦油聚氨酯.在我国目前建筑防水涂料市场上,焦油聚氨酯仍占聚氨酯防水涂料的一半以上,而国

11、外防水涂料虽以聚氨酯系列产品用量最大,但没有焦油型品种.和兴旺国家相比,我国的聚氨酯防水涂料整体质量较差(仅少量产品符合JC/T500-92一等品指标),品种少,适应面窄.在日本就有约75家公司生产346种牌号的聚氨酯防水涂料,防水涂料品种中有非步行用、步行用、屋面运动场用、难燃型、耐候型、打底涂料、防水层保护涂料等；英国研制的快干型涂料,施工后几分钟即可耐小雨.我国的聚氨酯防水涂料通常是以TDI、MDI及聚酸作根本原料,耐候性较差,在紫外线作用下易氧化,使涂膜发黄、粉化,虽然可添加紫外线吸收剂和抗氧化剂,提升其耐候性,但不能有根本的改变.因此,此类聚氨酯涂料不宜单独用作户外防水,做屋面防水时

12、往往需要做水泥砂浆保护层,这样又失去了涂膜防水维修方便、色彩艳丽的优点.另外,聚氨酯防水涂料的应用对基层的枯燥度要求较高,而近几年来,地下工程大量推广使用聚氨酯防水涂料,基层却处于湿饱和状态,施工时基层烘干是不可能的,因此,对聚氨酯防水涂料提出了潮湿基面粘结强度的要求.我国虽已开发了环氧树脂类潮湿基层隔离剂等与之配套,根本上解决了在潮湿基层上聚氨酯防水涂料施工困难问题,但由于价格等因素,实际应用并不普遍,不需底涂就可直接在潮湿基层上施工的产品仍然处于开发阶段.在材料外表保护领域,国内仍为空白.目前,大家一致认为丙烯酸酯橡胶乳液为主的水性涂料或脂肪族聚氨酯一丙烯酸涂料和聚氨酯防水涂膜粘接良好、耐

13、水、耐碱、耐久性优异,涂膜柔韧,对防水层可起保护作用.现有一种聚醴型聚氨酯防水涂料,其乙组分是羟基固化剂、增塑处填充剂和特种反响性组分,这种特种反响性组分能将水转化为聚氨酯交联剂,而乙组分中羟基的引入,增大了材料的亲和性,所以该材料在潮湿面上不发泡,具有较强的粘接力.研制开发具有良好耐候性的外露型聚氨酯防水涂料,能适应潮湿基层的聚氨酯打底涂料,耐候性好、色彩艳丽、耐污染的聚氨酯面层保护涂料等新品种,是我国近阶段聚氨酯防水涂料的重要研究课题.4.4 聚合物乳液防水涂料聚合物乳液防水涂料按聚合物的品种可分为多种,主要有丙烯酸酯类乳液防水涂料、4段-醋酸乙烯乳液EVA类防水涂料等.4.4.1 丙烯酸

14、酯乳液防水涂料丙烯酸酯乳液防水涂料是以丙烯酸酯乳液、填料及各种助剂配制而成的.丙烯酸酯乳液主要包括纯丙乳液、苯丙乳液等,最新还开展了硅丙乳液.该类涂料是近几年开展较快的一种新型涂料,目前已开展有如下系列产品：丙烯酸外墙防水装饰涂料、丙烯酸屋面防水涂料和丙烯酸厨卫间墙体防水涂料等系列弹性涂料.丙烯酸酯乳液防水涂料特点表现在涂膜弹性好、延伸率高、粘结性好,对基层变形的适应水平强,对气温的适应范围大一40C-+80C,且具有较优异的耐候性、耐热老化、紫外老化和酸碱老化性能,并且该涂料无毒、无味、不燃,以水为分散介质,无溶剂污染,冷施工且施工方便,还可配制成多种色彩,美化环境.丙烯酸酯共聚乳液由于其优

15、异的性能在高性能的防水涂料市场上占有重要地位,是现在防水涂料的重点开展方向,其技术开发和应用受到了广泛重视.为了改善共聚乳液的性能在合成中常参加有机硅、氟等单体进行共聚合提升耐水性能、耐候性、抗紫外老化性能等.80年代中期,水性聚氨酯与水性丙烯酸酯接枝共聚获得成功,该方法得到的水性聚合物乳液比物理掺混的性能要好,改善了乳液的稳定性和耐水性.国内已生产出有机硅、氟或环氧共聚改性的水性丙烯酸酯类共聚物乳液,并已成功地应用于建筑物的高级水性装饰涂料乳胶漆的生产中,但在屋面防水涂料中尚未见应用.国内外除了在共聚改性上做了大量研究,还围绕水性丙烯酸酯乳液的聚合技术开展了研究,目前已开发出核一壳乳液聚合、

16、无皂乳液聚合、有机一无机复合乳液聚合、基团转移聚合GTP、互穿网络聚合LIPN-微乳液聚合等新技术.一些新技术如核一壳乳液聚合、无皂乳液聚合、有机一无机复合乳液聚合技术等已在国内外树脂及乳液生产中得到了广泛应用,产品性能有了很大的提升和改善.4.4.2 聚合物水泥防水涂料聚合物水泥防水涂料JS涂料是以聚合物乳液丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液和无机粉料水泥、石英粉及添加剂复合而成的双组分涂料.由于这种涂料由“聚合物乳液一水泥双组分组成,因此具有“刚柔相济的特性,既有聚合物涂膜的延伸性、防水性,也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点.可以调节聚合物乳液与水泥的比例,满足不同工程对柔韧性

17、与强度等的要求,施工方法方便.该种涂料以水作为分散剂,解决了焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害.所以在国内外开展迅速,成为防水涂料中的后起之秀.近年来丙烯酸基防水涂料用量增加,特别是丙烯酸水泥复合防水涂料用量已有相当的规模,与国外的差距是国产丙烯酸酯乳液的质量不如国外,目前我国优质丙烯酸弹性体乳液主要靠进口,国内生产的优质丙烯酸酯乳液也是靠引进国外的技术.4.5 无机防水涂料在有机防水涂料开展的同时,无机防水涂料也在不断的开展.目前,无机防水涂料正成为一个研究的热点,它不仅价格低廉,且无任何公害,是21世纪环保型材料开展的重点之一.无机防水涂料主要分涂层覆盖防水和渗

18、透结晶型防水涂料两种.涂层覆盖防水涂料一般为水泥基粉状防水涂料,具有水硬性能,如保证时COPROX防水宝、M150QHM1500TM1500等.保证时、防水宝的防水机理是以水泥为主要粘结材料、其中的成膜、憎水组分等在陛化到的作用下,与水泥一起,共同在基体外表形成结构致密的薄膜,封闭外表的裂缝、孔隙,从而堵塞水的通道；而且,材料自身所具有的憎水特性,可以大大提升新生外表的外表张力,降低水的润湿水平,从而提升处理外表的防水性.此类材料为冷施工,对施工面要求不高,只要外表无油污、粘挂的粉尘、松散物即可,湿基面施工,外表充分湿润,否那么干后涂层将粉化或脱落.这种材料无毒无味,有一定的耐碱、耐老化性能,

19、因此在许多工程中得到应用.但此类材料仅限于外表处理,与基体之间无反响性行为,仅在外表形成憎水的膜层,因此对基体的修补增强作用较弱,对混凝土内部存在的缺陷无能为力,对于一些连通孔隙、裂缝治标难治本,涂层受到损伤就会严重影响抗渗性能；而且,此类材料由于封闭了基体外表,在堵塞水的通道的同时,也阻碍了水蒸气的通过.当建筑物墙体中湿含量过大而水蒸气无法逸出时,仍将造成混凝土的水含量过高,破坏建筑物的内部结构.因此,在无机刚性防水涂料研究的根底上,出现了对基体渗透性好,有反响活性的渗透结晶型防水涂料.M1500、HM1500TM1500等产品均是由无机水性硅酸盐为载体多为水玻璃,配以适量的催化剂、分散剂、

20、助剂和水等复合而成的无色半透明液体,具有较高渗透性,直接喷涂于水泥砂浆、混凝土构筑物外表,能迅速渗入内部,与水泥水化产生的CaOH2反响,生成不溶于水且具有一定强度的硅酸盐,从而堵塞内部孔隙,封闭毛细孔通道,提升混凝土的抗渗水平.这类材料的特点是一次性防水抗渗效果很好,但不具有自修复性,一旦混凝土再次出现裂缝,就又会发生渗漏.水泥基渗透结晶型防水材料是国外在渗透及反响思想的根底上开展的新一类防水材料,是以硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质组成的,即可作为涂料使用,也可直接掺入混凝土中形本钱体结构防水.它与M1500的相同点是通过反响堵塞内部孔隙,封闭毛细孔通道,提升混凝土的抗渗水平,

21、但改良之处是它使用了具有催化作用的物质,遇水就激活,能促使水泥再产生新的晶体,当混凝土中产生新的细微缝隙时,一旦有水渗入,又会产生新的晶体把水堵住,所以具有自我修复水平.水泥基渗透结晶防水涂料在国外已取得了迅速的开展,从早期的德国的VANDEX稳挡水品牌现转售到瑞士延伸开展出加拿大的XYPEX赛柏斯、加拿大的KRYSTQL新加坡的FORMDEEX防挡水、美国的PENETRON内传、法国的DIPSEC澳大利亚的CRYSTAL日本的PANDE蹲数十个品牌,均有不同程度的改良,形成系列产品.水泥基渗透结晶型材料在开拓工程应用的过程中,最初是提倡用于结构内外表防水,特别是在污水处理池和地面生活用水贮水

22、池等类似工程的应用中颇为理想.从60年代以来,水泥基渗透结晶防水涂料作为混凝土结构背水面防水处理内防水法的一种有效方法,逐步扩大品种,不断进入建筑施工应用的新领域.现在,水泥基渗透结晶型防水材料由于其抗渗性能于自愈性能好、粘结力强、防钢筋锈蚀,以及对人类无害、易于施工等特点,广泛应用于工业与民用建筑的地下结构、地下铁道、桥梁路面、饮用水厂、污水处理厂、水电站、核电站、水利工程等方面,均取得良好的防水效果.我国八十年代引进水泥基渗透结晶型防水材料,开始应用于上海地铁工程.九十年代中期开始一部分代理商经销美国、加拿大、澳大利亚等国的产品,或由国外提供母料在国内加工生产,核心局部的生产仍属空白.对该

23、类产品,目前国内一些单位如武汉理工大学已研制成功.5 .中国建筑防水涂料的开展展望总的来讲,我国在防水涂料的研发方面已经有了很大的进步.但与先进国家相比,无论在产品产量、质量、品种数量上,还是在配套施工技术上都存在较大的差距,远不能满足我国经济建设的需要.概括起来,我国在防水涂料的研发上主要存在以下一些问题： 产品的综合性能差,高、低温性能往往不能兼顾,耐候性能普遍不佳； 溶剂型涂料仍然使用较多,对施工人员的身体健康危害大,环境污染严重； 环保型防水涂料种类较少,质量有待进一步提升；可供选择的产品品种少,应用范围受到局限；施工工艺落后、工人劳动强度大.上述情况说明,在我国建筑防水涂料的开展上应

24、尽快提升防水涂料的质量,增加产品的品种,大力开发综合性能优良、耐候性好、对环境污染性小的防水涂料,加快施工机具的研制,提升施工质量,减小工人的劳动强度. .1大力研究开发高性能、高耐候防水涂料我国防水涂料低性能产品比例过大,如塑料油膏、水性PVC胶泥、再生胶改性沥青涂料、氯丁胶改性沥青等的市场占有量仍然很大,而高性能聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、硅橡胶涂料等市场用量有限；用量最大的聚氨酯防水涂料产品仍以双组份焦油聚氨酯为主,性能较差,而且质量也不够稳定,在品种、质量等方面与国外有较大的差距.因此,在我国防水涂料宜重点开展聚氨酯、丙烯酸防水涂料、高性能橡胶改性沥青防水涂料和水泥基渗透结晶型防水材料.(

25、1)聚氨酯防水涂料应尽快由焦油向非焦油聚氨酯和纯聚氨酯防水涂料过渡,通过化学改性或纳米改性技术开发耐候性好的聚氨酯防水涂料；(2)积极开发和推广高固含量和高质量的橡胶改性沥青防水涂料,降低低档沥青和煤焦油系列防水涂料的使用；(3)积极开发丙烯酸等外墙防水涂料,解决墙体渗漏问题；(4)在厕浴间防水工程中,推广聚氨酯防水涂料和聚合物乳液防水涂料；(5)在地下室防水工程中,推广无机防水涂料或以结构自防水混凝土为主并与柔性防水卷材或防水涂料相结合的防水方案；(6)潮湿地区的墙面防水,宜推广聚合物防水砂浆或弹性防水涂料.5.2 大力开发环保型防水涂料溶剂型防水涂料,不仅污染环境,对人体健康有害,而且浪费

26、大量资源,因此应大力开发和推广应用水性涂料.目前,国外正朝着水性环保型防水涂料方面开展,如高性能水性聚合物改性沥青防水涂料、水性聚氨酯防水涂料等.在我国,水性聚合物改性沥青防水涂料的厂家不多,市场占有率较低；水性聚氨酯防水涂料的技术还不成熟,没有推广到市场上使用.水性防水涂料国内比拟成熟的是聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料(JS防水涂料),但由于市场竞争的原因,目前不少生产厂家或通过使用低档聚合物乳液如EVA,或通过减少聚合物乳液的用量以降低涂料的本钱,由此导致该类涂料的质量稳定性较差,涂膜的使用寿命大大缩短.因此,在我国一方面应增强市场治理,严格产品的检验制度；另一方面应加快高性能水性聚合物改性沥青防水涂料和水性聚氨酯防水涂料的开发,增加水性防水涂料的品种.有机防水涂料一般均存在易老化、使用寿命短,不易分解,对环境污染大的缺点,近些年来国外许多公司都致力于开发以水泥为主体,掺入活性的化学催化物质等进行改性处理而制成高性能的防水材料,由于这些产品最突出的特点是在生产、施工和应用的全过程中,均无污染环境的