添加剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响.pdf

新 癯 建蟓 粉 中 国 科 技 核 心 期 刊 添加剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 胡小琴 李之锋 江西理工大学 材料科学与 T 程学院 江西 赣州341000 摘要 聚合物水泥防水涂料是一种以水为溶剂的环境友好型防水涂料 主要探讨各种添加剂对聚合物水泥防水涂料涂膜拉伸 强度和 断裂伸长率 的影响 结果表 明 在聚合物水泥 防水涂料 中添加 占乳液质量 4 5 成膜助剂 0 25 分散剂 A 0 3 分散剂 B 1 O 防水剂和 2 5 增塑剂制得的防水涂料涂膜拉伸 强度 为 1 96 M Pa 断裂伸长率为 271 22 关键词 聚合物水泥防水涂料 添加剂 性能 中图分 类号 TU 56 1 65 文 献标 识码 A 文章编号 100 1 702X 20 15 08 0059 03 Im p a c t o f a d di ti v es o n th e p o ly m er c em en t w aterp ro of c oati n g perfo rm an c e H U X i aoqi n L 1 Z h n g Sc hool of M aterials Sc i en c e and E ngi neeri ng Ji angxi U ni versi ty of Sc i enc e and Tec hnology G anzhou 34 1000 Ji angxi C hi na A b stra c t Polym er c em ent w aterproof c oati ng i s a ki nd of envi ronm ent friendly w aterp roof c oati ng w ith w ater as solvent Thi s thesi s mai nly di sc usses i nfl uenc e of all ki nd s of addi ti ves on the tensi le stren gth and frac ture elongati on of w aterproof c oati ng E xperim ental researc h sh ow s that T he tensi le strength and frac ture elongati on of waterproof c oati ng are 1 9 6 MP a and 27 1 22 i n the JS w aterp ro of c oati ng w hen addi ng 4 5 the perc entage of the em ulsi on qual i ty fi lm form i n g addi tives O 25 di spersant A 0 3 di spersant A 1 0 w aterp roofi n g agent and 2 5 plasti c i zer K ey w o rd s polym er c em ent w aterp ro of c oati ng addi ti ves perform an c e O引言 聚合物水泥防水涂料是以聚合物乳液和水泥为主要原料 的双组份水性涂料 1 兼具高分子材料和无机材料特点 具有 涂膜强度高 韧性好 良好的抗老化性和防水性 施工简便 成 本低廉等优点 添加剂是聚合物水泥防水涂料的重要组成 所占份额很 小但作用十分重要 5J W en Fu 等口 张智强和董松 61 董峰亮和 李栋梁 71分别研究了成膜助剂 分散剂和增塑剂等对聚合物水 泥防水涂料性能的影响 本文主要设计正交试验优化聚合物 水泥防水涂料的最佳配比 探讨成膜助剂 分散剂A 分散剂 B 防水剂和增塑剂5 种添加剂掺量对聚合物水泥防水涂料 涂膜拉伸强度和断裂伸长率的影响 1实验 1 1原材料 收稿 日期 2015 06 14 作 者简 介 胡小琴 女 1989 年 生 江 西南 昌人 硕 士研究 生 主 要研 究建筑 防水涂料 通讯作者 李之锋 地 址 江西省赣州市章贡区客家 大道 156 号 E mail jxlzfeng 163 c om 醋酸乙烯一 乙烯共聚 VAE 乳液 苏州永胜化工科技有限 公司 P 042 5 水泥 赣州章贡南方万年青水泥有限公司 成膜 助剂 乙二醇单丁醚 青岛雅各化学试剂销售有限公司 分散剂 A JR一 310 分散剂B 六偏磷酸钠 增塑剂 氯化石蜡 江西龙正 科技发展有限公司 防水剂 有机硅防水剂YN一 301 济南大作 兴化工有限公司 填料 重质碳酸钙 石英粉 硅灰石等 1 2防水涂层的制备及性能测试 A 组份 按聚灰比 乳液与水泥的质量比 为1 0称取VAE 乳液 依次加入一定量消泡剂 分散剂A 成膜助剂 防水剂 按 乳液质量计 等搅拌分散均匀混合制成液料 B 组份 称取一定 量水泥 重质碳酸钙 石英粉 硅灰石等填料 加入分散剂B 增 塑剂 按占 乳液总质量计 高速搅拌分散均匀混合制成粉料 然 后将液料缓缓加入到粉料中 低速搅拌分散至体系中无明显团 聚颗粒即制成JS 防水涂料 涂料中水泥及填料配合比见表 I 表 1水泥及填料质量配 比 根据 GB T 23445 2009 聚合物水泥防水涂料 进行防 水涂层涂覆和养护 将涂膜裁剪成尺寸为90 m mx25 m mx1 5 mm的试样 根据 G B T 16777 2008健 筑防水涂料试验方法 和GB T 1040 3 2006 塑料 拉伸性能的测定 第3 部分 薄 N EW B U I LD IN G M A T ERIA LS 59 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 胡小琴 等 添加剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 膜和薄片的试验条件 测试涂膜的拉伸强度和断裂伸长率 1 3 正交试验 通过正交试验优化聚合物水泥防水涂料的最佳配比 考 虑5 个因素 分别是成膜助剂 有机分散剂A 防水剂 无机分 散剂B 增塑剂的掺量 见表2 考察其对防水涂料拉伸强度 和涂膜伸长率的影响 实验结果分析见表3 表 2正 交试验 因素和水平 因素 水 平 l 掺量 A 掺量 B 掺量 c 掺量 D 掺量 E 编 号 A B c E 捌 M 糨 P a 度 断 长率 2结果与分析 2 1 成膜助剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 60 新型建筑材料 2015 8 水溶性涂料成膜机理是聚合物乳液粒子堆积成膜 涂膜 完整性取决于聚合物乳液玻璃化温度 和涂料最低成膜温 度 舰m 涂料中添加暂时性增稠剂 成膜助剂的作用在 于 促使乳胶粒子塑性流动和弹性变形 降低其 值 改善其 聚结性 同时降低涂料的M F 根据正交试验结果 成膜助剂 掺量对防水涂膜拉伸强度和断裂伸长率的影响见图1 图 1成膜助剂对防水 涂膜 拉伸强度和断裂伸长率的影响 由图 1可知 随着成膜助剂用量的增加 涂膜的拉伸强度 缓慢地先降低后提高 断裂伸长率先逐渐增大后减小 在聚合 物乳液中添加成膜助剂用来增塑 使乳液粒子软化 更容易产 生塑性流动和弹性变形 降低其 值 乳液分子链柔韧性增 加 涂料 降低 乳液粒子间聚结在一起 形成完整连续的 高分子网络结构 同时 成膜助剂提高了乳液对水泥和重 钙等填料的润湿性 使二者之间的界面结合更加紧密同 因此 涂膜拉伸强度降低 断裂伸长率增大 但过量成膜助剂会溶解 聚合物 破坏涂膜网状结构完整性 使涂膜拉伸强度增大 断 裂伸长率减小 当成膜助剂掺量为4 5 时 涂料拉伸强度最 低为2 1 1 MPa 断裂伸长率最高为 156 94 2 2分散剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 水泥及填料组成的粉料由于表面能较大 极易产生团聚 形成二次粒子 当粉料与水混合时 二次粒子表面水泥水化 阻碍水分子往内部渗透 使内部水泥粒子水化不充分 形成粘 结力薄弱部位 影响防水涂料的均匀性和性能 因此 本试验 在粉料分散时掺入分散剂B 而在液料中加入少量分散剂 A 对液料进行分散 分散剂用量对防水涂膜拉伸强度和断裂伸 长率的影响见图2 槲 垂 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 胡小琴 等 添加剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 料 岳 图 2分散剂对防水涂层拉伸强度和断裂伸长率的影响 由图2 可见 随着分散剂用量增加 涂膜的拉伸强度和断 裂伸长率都呈现先提高后降低趋势 分散剂 A 分散剂B 用 量分别在0 25 0 30 以内 提高了防水涂料的流动性 使粉 料更均匀地分散在液料中 更多水泥参与水化反应 提高涂膜 的拉伸强度 涂膜断裂伸长率增大是由于涂料分散性提高 避 免团聚颗粒在涂膜中形成缺陷 使材质更加均匀 当分散剂用 量过大时 导致涂膜的断裂伸长率降低 2 3 防水剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 在防水涂料中添加防水剂 降低水分侵入 阻止和延缓涂 膜性能破坏 提高涂膜耐久性嘲 有机硅防水剂用量对聚合物 水泥防水涂料拉伸强度和断裂伸长率的影响见图3 董 槲 量 图 3防水剂用量对防水涂膜拉伸强度和 断裂伸长率的影响 由图3 可知 在试验用量范围内 随着防水剂用量的增 加 涂膜的拉伸强度不断提高 断裂伸长率不断减小 有机硅 防水剂YN一 301与水泥水化产物化合成强憎水性产物 这些 产物填充在聚合物薄膜内 增加涂膜密实度 提高涂膜拉伸强 度 降低断裂伸长率 91 2 4 增塑剂对聚合物水泥防水涂料性能的影响 涂料中加入增塑剂可以降低涂料的M FT 改善涂膜柔韧 性 增塑剂量对防水涂层拉伸强度和断裂伸长率的影响见图4 由图4 可知 随着增塑剂用量的增加 涂膜拉伸强度呈现 降低趋势 而断裂伸长率呈先增大后减小的趋势 在增塑剂用 量在2 5 以内时 增塑剂分散于聚合物中 降低聚合物分子 间作用力 增强聚合物分子链的活动性 降低聚合物分子链的 图4增塑剂用量对防水涂层拉伸强度和断裂伸长率的影响 结晶性 提高聚合物柔韧性 因此 涂膜拉伸强度降低 断裂伸 长率增大 增塑剂用量过多时 会严重降低聚合物分子间聚结 力 引起断裂伸长率减小 3结论 通过正交试验优化聚合物水泥防水涂料的配比 确定涂 料中各种添加剂的用量 结果表明 在聚合物水泥防水涂料中 添加占乳液质量4 5 的成膜助剂 0 25 分散剂JR 一 310 O 3 分散剂六偏磷酸钠 1 0 防水剂YN一 301和2 5 增塑剂 氯化石蜡制得的防水涂料涂膜拉伸强度为 1 96 M Pa 断裂伸 长率为271 22 符合GB T 23445 2009 中 型防水涂料拉 伸强度大于1 8 M Pa和断裂伸长率大于80 的要求 参考文献 1 GB T 23445 2009 聚合物水泥 防水涂料 S 2 W ei Y ao Qi an Qi an Hu Yah M u et a1 Polym er m odi fi ed ee menti ti ous w aterproofi ng c oati ngs Appli c ati on and Problems J A dvanc ed M ateri als R esearc h 20 14 936 1378 138 1 3 W en F u Li W an g Jun Zuo H uan g Polym er eem ent w aterproof c oati ng and i ts properti es J Advanc ed M ateri als Researc h 20 11 189 193 252 255 4 李应 权 徐永模 韩 立林 低聚 灰 比高弹 性聚合物水 泥防水涂 料 的研蠲 J 新型建筑材料 2002 9 47 50 5 杨忠 敏 防水涂料助 剂的功能特 点及 应用 化学工 业 2015 33 2 3 33 37 6 张智强 董松 聚合物水 泥基 复合防水涂料各组份对其性能 的影 响IJ