进步js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过对原材料的优选及合理配比，采用复合偶联剂改性处理，制备的聚合物水泥防水涂料比普通Js防水涂料的综合性能有显著提高，尤其是耐水性更为突出，适用于屋面及长期浸水的地下构筑工程的防水施工。0引言聚合物水泥防水涂料(又叫JS防水涂料)，由液料和粉料组成。液料由聚合物乳液及助剂组成；粉料由水泥、填料及外加剂组成。将液料和粉料以一定比例混合搅拌均匀，经无机粉料的水化反应及有机乳液的交联固化，复合成坚韧高强、刚柔并济、低温柔性好的防水涂膜。该防水涂料既具有水泥类胶凝材料强度高、易与潮湿基面粘结，又兼有聚合物涂膜弹性大、适应基层变形能力强、防水性能好等优点，是一种耐候、耐久性能优异、施工简便、无毒无污染的环保型复合涂料。该涂料可以在干燥或潮湿基面上施工，且与水泥砂浆及各种粘结材料结合牢固，适应环境变化能力强，可广泛应用于各种新旧建筑物作防水施工。目前，市场上大部分JS防水涂料的性能虽然能满足JC／T894--2001《聚合物水泥防水涂料》标准要求，但是存在着不同程度的耐水性差、吸水率高、涂膜浸水后发胀变软、强度降低等缺陷，尤其是在厕浴间、地下室及蓄水池施工的JS防水层，因长时间与水接触或浸泡，涂膜的粘结强度、抗拉强度、抗渗水性、低温柔性等指标均会下降，最终导致防水工程的失效。多年来，笔者经过大量试验工作和对防水工程应用实践的研究，研制出一种综合性能优秀的JS防水涂料。1技术路线及其原理1．1聚合物乳液的选择及其改性原理聚合物的种类、性能及用量对防水涂膜性能起决定作用。目前，国内大多数厂家生产JS防水涂料使用的聚合物乳液为丙烯酸酯乳液和VAE707乳液。丙烯酸酯乳液中存在—COOH基团，通过交联改性可使原有线性结构在成膜过程中形成立体网状结构，增强其分子键能，形成大分子结构，既降低分子降解的可能性，又降低水分子侵入高分子链间引发涂膜溶胀的程度，增强其耐水性和弹性。VAE乳液为线性高分子材料，分子中不含活性官能团，交联困难，耐水性差，涂膜延伸率偏低，但是它的极性强，对基料粘结性能好，涂膜抗拉强度高。因此，选用交联型丙烯酸弹性乳液为主体基料，配合一定比例的改性乳液，使涂膜性能达到优势互补。通过试验对比，选用m(交联型丙烯酸酯乳液)：m(VAE707乳液)=8：2的混合乳液效果较好。试验中还发现，上述混合乳液或以其为基料制备的涂料，在放置一段时间后均出现了分层现象，尽管分层现象涉及诸多因素，但2种乳液在一定程度上缺乏亲和性、相容性是因素之一。为改进混合乳液的贮存稳定性和交联能力，本实验采用配位型钛酸酯偶联剂NDZ-401和环氧基硅烷偶联剂KH一560复合对混合乳液进行改性处理，取得了理想效果。钛酸酯偶联剂除具有化学键合偶联作用外，还兼具分散剂、润湿剂、粘结促进剂、固化催化剂、交联剂、防锈剂、阻燃剂等多种功能lIl。钛酸酯偶联剂中的烷氧基可以与无机填料粒子表面形成化学结合，在无机和有机物界面之间形成活性有机分子层；钛酸酯偶联剂中的有机分子链还可以与高分子基体之间的基团发生化学反应或者物理缠绕，起到一种桥梁作用。同样，环氧基硅烷偶联剂的分子中也同时存在能与无机材料和有机材料结合的2种反应性基团，分子中的环氧基团与乳液中的羟基进行反应，使2种不同性能的材料界面形成“分子桥”，从而提高乳液的相容性和贮存稳定性，同时也提高了JS防水涂膜的抗拉强度、耐水性等综合性能。1．2助剂的选择及液料组分的配制1．2．1助剂的选择为了降低改性混合乳液的、提高涂膜的柔韧性，JS防水涂料中需要加入适量的增塑剂。经试验比较，选用氯化石蜡效果较好，因为氯化石蜡不仅可起到增塑作用，同时还可以起到阻燃和憎水作用，添加量以2％~4％为宜。为了降低改性混合乳液的，使其能在较宽的温度范围内成膜，促使乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，软化聚合物粒子，使它们更好地融合在一起，需要加入适量的成膜助剂。试验结果表明，松节油比酯醇类成膜助剂更适用于本体系，添加量以3％~5％为宜。为了避免水泥等矿物粉料粒子聚结，提高涂料体系的分散稳定性，降低涂料的黏度，需要加入适量的分散剂，以聚羧酸盐类分散剂为好，添加量为0．4％左右。为了消除防水涂料中的气泡，防止因气泡的存在导致涂膜内产生大量气孔、降低涂膜的抗拉强度和延伸率，消泡剂必不可少。与一般装饰性涂料不同的是，弹性防水涂料因固含量高、体系的黏度大、泡沫的稳定性强，用一般消泡剂和常规用量很难消除体系内的气泡，需要选择具有特殊结构的高效消泡剂并加大用量才能奏效，如高分子级消泡剂A36、D一334、SC一138等，添加量应在0．5％以上。1．2．2液料组分的配制液料由乳液和助剂组成，其配制方法与普通JS防水涂料的配制工艺相同。需要特别提及的是偶联剂在液料中的2种加入方法，即预乳化法和直接加入法。预乳化法是在一定的水量中加入阴离子和非离子表面活性剂搅拌成乳化液，在高速搅拌下将不同品种偶联剂分别滴加进乳化液中，分散均匀后再加入液料中，此方法效果好，但工艺复杂；直接加入法是在液料中加入分散剂和表面活性剂的前提下，搅拌中分别滴加不同品种偶联剂，分散20~30min。应该注意的是，采用复合偶联剂时，最好不要将2种不同品种的偶联剂预先混合，以防发生反应而失效。相1叮．样3循粉料的浑选择及沿配合机秃理忧J泳S森防水涂愈料中的布粉料组啦分由水程泥、粉弱煤灰、救硅灰、弟石英粉碰、碳酸霸钙和外刘加剂组效成。党水泥是繁构成防缺水涂料野中无机疤胶凝材建料的主报要成分肃，对提遵高防水漆涂料涂忌膜的耐立水性、捎耐候性较、抗拉晒强度和得粘结强梢度具有婚至关重熟要的作键用。日在砖J肚S求防水涂节料中，宫白水泥豆比普通翻硅酸盐铲水泥在味涂膜的缓耐水性毙方面贡床献率更浸大，因乘为白水封泥一般挠为高铝仪水泥，熔而普通音硅酸盐详水泥为拥低价金蛋属盐，遗当水泥蜻水化后乒，高价产金属铝欠盐同聚萝合物中掘的活性失基团产臣生的交训联作用腊要大于惹低价金扶属盐。妹因此，丹白水泥喊或硫铝相酸盐水翠泥更适粉合用于渐高耐水彩性商的把J体S惯防水涂阅料中。爽磨细复立合高钙妇粉煤灰侧，细细度男30书0衔目，主借要化学蠢成份膀为掀SiO奋2刮和扮A1牧2冈0框3吗，含少腰量驳Ca卖O酬和探Fe有2弱0泊3秘，其矿尸物组分膏为石英葵、莫来溪石、尖深晶石及篇玻璃相虾，故在构J聚S榆防水涂弃料中可般替岭代开2答0趋％的水宋泥。由朋于粉煤摧灰颗粒良表面具冰有憎水叼性和玻子璃相的割滚珠效偿应以及庙低廉的庆价格，怒可在一恒定程度沈上减初少炸J据S叹防水涂疾料的用策水量、副增进流赠动性、减提高可序施工性狱、降低扁生产成寺本。欠硅灰，编又叫活类性二氧脏化硅微感粉，主恰要成分驰为无定键型轰SiO扶2遭，细度路约旁700绿0钟目。隐在旱J任S除防水涂牢料中添现加适量植硅灰，燕其水化幻产物效倚应相当讯于普通两水泥额的蜂5辛倍，细在粒子康硅灰还火有极佳继的渗透鞋力，可叶有效地休填充和犁堵塞涂俊膜及基球材的毛份细孔，肉提高涂更膜的致滴密度和薄抗水渗终透性。逐石英粉放和碳酸显钙粉做卖为填料共使用，输一方面滋是为了茫降低成糊本，另碧一方面筋是为了辱提高涂感膜的硬克度和耐竿候性，回同时也发可以减坡少涂料冤的用水漂量。合经实验残优化，俭粉料组攻分的组论成如下狭：白水适泥粱3楼5私％亚~4传0阀％，粉治煤柜灰今1新0时％，硅川灰劝3方％煌~私5位％，石们英从粉报2射0质％毫~3扣0洋％，碳螺酸助钙桶2琴0壤％瘦~3蜻0牌％，减冲水剂、贝缓凝剂州适量。尊从液料您和粉料灶以一定姐比例混蕉合搅拌升开始，捧直至涂锋膜干燥发固化全激过程，泛聚合物柜与水泥夺，聚合采物与粉诉煤灰、溪硅灰，邮水泥与柳粉煤灰您、硅灰粥发生了版一系列痛如下反妻应：再2星偶联剂雷对涂膜楼性能的沿影响激偶联剂德具躁有途2辞种不同手性质的既反应基冰团，其狱中亲无雀机基团质可与无需机表面热的化学裳基团反鞭应，形搂成牢固劫的化学狡键合；禾亲有机索基团可名与有机庙分子反衰应或物李理缠绕啦，从而猎使有机雅与无机绿材料界盟面实现塌化学键移接翻。茂当含有登复合偶择联剂的五液料组营分与粉歪料组分俘以一定涨比例混趴合均匀滚并施工侦后，钛帆酸酯偶首联剂中丙的烷氧鸽基和硅虑烷偶联称剂经水逮解生成南的硅醇炎基，都要能与活膝性无机糕物矿粉构表面的丧活性基车团形成初氢键或颈缩合成桂一葡Si复O征～轰M邮共价键赞，同时章硅烷分压子间的妹硅醇基螺互相缩萌合、齐礼聚形成庭网络结汽构，增眨强了硅惜烷与无吊机材料详间的界案面键能苦。偶联始剂的喜分子链易段与乳犬胶粒子摄或是水革化后的劲高分子格膜通过要氢键、茫范德华域力缠绕肉结合，铁整个聚争合物水绸泥界面凭由无机巩胶凝层诊、偶联撤剂康“忆分子厅桥念”皮及偶联哈剂的高秀分子链璃段与乳角胶粒子素缠绕层践构成，辉偶联剂崇起到分按子桥作牧用问。隆另外，宫硅烷对输惰性颜泉填料颗畜粒进行尽包覆，崇使其取辈得伏R稀基市团旨(岭不能水姓解的反结应性官升能诱团慢)厌朝外取尼向的表票面改性池，而易纺被有机芬基料润炮湿、分便散，使阅涂料降叉低黏度依、增强倘流动性佛和流平森性。研拉究认为薪阎，偶啊联剂同拥样能怕够剥“医偶叶联强”宿两种无扯机材料桶，枣用广K宿H姻一牢57翠0房涂刷大心理石再科抹水泥搁净浆后或，抗拉岩强度提赖高闷5危7锡％饮~8怠4语％。因使此，可胖以推测挺界面层汗中可能矛产生了避大量化魂学键。纵综前所磁述，偶勒联剂可岔以羞将鸡2响种性质降不同的溉有机与晴有机、找有机与研无机、劫无机与喊无机材党料偶联竹桥接起泳来，从箭而提高刺了聚合列物水泥睁复合防舌水涂膜惯的力学射性能。酱按链m漠(估液恋)厌：亿m奉(析粉温)=但1算：张1逐的配比大混合搅收拌均匀偷后，按谨标准要丸求制膜活、养护等，检测杠偶联剂束对常J引S者防水涂选料涂膜波抗拉强锋度、断鱼裂延伸垂率的影赶响，见强图鞭1想、烛图须2羽。衣由稳图登1套可见，突随着偶叹联剂用唤量的增茧加，涂滤膜的抗却拉强度凝呈线性夕上升，天当偶联圾剂用量晶达镰到遗1皆．匀0绕％时，隔涂膜的由抗拉强伞度最大谢，继续焰增加偶膏联剂用息量时，件涂膜的夏抗欺拉强度形呈下降初趋势。走通过比饥较暖3钻种偶联研剂对涂坡膜抗拉吊强度的闯贡献率化来看摇，桂KH5好6摊0植贡献率安最大，杰复合偶艰联剂居黑中遗，探ND忠Z单一科40为1洗最低。奸由殿图售2房可见，扫随着配润位型钛卷酸酯偶洋联剂和画复合偶毙联剂用床量的增迫加，涂剥膜的断唯裂伸长废率呈线裕性上升土，付当善2勒种偶联纺剂用量杂达毯到广1催．幅0泳％时，撞涂膜的非断裂伸煤长率分杆别达到等峰值，悬继续增脆加偶联牲剂用量歼时则伸肥长率缓成慢下降眨；随着臣环氧基笋硅烷偶多联前剂真K经H梯一趴56惑0非用量的师增加，纽涂膜的事断裂伸弟长率呈勒缓慢下寇降趋势萝。由此吐说明，讯从提高娇涂膜的桌抗拉强棕度比较飞，硅烷崭偶联碰剂亦K银H布一吊56贷0梁的促进戴作用大责于钛酸艰酯偶联边剂爬NDZ末-40槐1题；从提托高涂膜挡的伸长育率比较导，钛酸熟酯偶联予剂款ND泡Z类一葱40欺1繁的作用蹈优于硅使烷偶联荣剂粱K呆H瓣一来56鱼0浑；采贺用划2跳种偶联激剂复合现对欢J帅S悼防水涂稀料进行点改性，逆可收到理取长补压短、优哗势互补川的效果俗，添加车量门以横0每．移8肝％找~元1思．示0汤％为宜饲。析分别泥按乱m露(恩液瞒料脖)劳：亏m崇(邪粉丙料猫)=律1话：丹1元和姨1慨：纠1宇．漆5刻配比搅古拌制迈成埋2税组样品绢，样品颈内均含稿有按1屡．竿0说％复合炉偶联剂骡，简称坟样陶品斧A零、样权品述B瓣；不含臭偶联剂塘的相同膨基础配摊方映按漆m流(似液衫)未：多m弃(粗粉具)=畏1陶：藏1禽搅拌成塘样捞品躁C茎作为对爆照。分风别按标索准制膜磨、养畅护野7宇d颠，膜誉厚牢1竖．验5m谋m袄，同时策放入同怠一水槽衰内浸派泡择7蝶d葵，取出窝后擦干祖浮水，夸测其吸乳水率、迟抗拉强算度及断楚裂伸长果率。偶裁联剂肃对短J陷S依防水涂卷料涂膜紫的耐水学性影响永见盼表缴1巩。县由叠表老1睡可见，布在基础聚配方相芦同、液穗粉比相伐同的前巧提下，客含有偶的联剂的疫涂节膜迹A洪比不含饼偶联剂划的涂贪膜钥C秃在水中彼浸染泡权7水d缓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