提高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。奉1众．扰3港粉料的选待择及配合色机理形J泳S削防水涂料切中的粉料呀组分由水皇泥、粉煤翼灰、硅灰肉、石英粉叔、碳酸钙协和外加剂新组成。治水泥是构纯成防水涂鼻料中无机缝胶凝材料融的主要成强分，对提挨高防水涂雷料涂膜的零耐水性、蔬耐候性、判抗拉强度芬和粘结强召度具有至言关重要的音作用。允在斑J晚S浮防水涂料畜中，白水尊泥比普通的硅酸盐水踏泥在涂膜慌的耐水性钳方面贡献若率更大，萄因为白水盼泥一般为需高铝水泥膏，而普通斤硅酸盐水政泥为低价贼金属盐，拦当水泥水嚷化后，高华价金属铝宁盐同聚合枪物中的活总性基团产吓生的交联损作用要大哗于低价金低属盐。因缩此，白水尤泥或硫铝蜜酸盐水泥处更适合用怒于高耐水懒性发的蛙J眯S闭防水涂料虫中。尖磨细复合赌高钙粉煤匪灰，细桐度份30谊0菌目，主要课化学成份矮为杯SiO岂2果和烘A1抓2戴0篇3斥，含少痰量奋Ca怖O夕和碍Fe慈2从0摔3头，其矿物增组分为石德英、莫来烤石、尖晶璃石及玻璃戚相，明在疏J廉S凤防水涂料刊中可替瓜代乒2欣0坏％的水泥偏。由于粉唐煤灰颗粒爪表面具有捆憎水性和舒玻璃相的矩滚珠效应膀以及低廉涛的价格，愁可在一定螺程度上减许少茅J超S榆防水涂料狭的用水量那、增进流碎动性、提宴高可施工粒性、降低恨生产成本锦。躬硅灰，又程叫活性二估氧化硅微辣粉，主要庙成分为无庙定船型丛SiO界2取，细度嫩约况700删0辩目。厅在帜J寿S牲防水涂料呀中添加适温量硅灰，且其水化产再物效应相末当于普通哪水泥碑的驱5脂倍，细粒亦子通硅灰还有联极佳的渗恐透力，可猴有效地填雀充和堵塞愿涂膜及基丧材的毛细辛孔，提高衰涂膜的致泥密度和抗也水渗透性笑。纯石英粉和盒碳酸钙粉毒做为填料疯使用，一绢方面是为赔了降低成采本，另一气方面是为悬了提高涂宽膜的硬度凭和耐候性葛，同时也禽可以减少弯涂料的用示水量。霜经实验优猫化，粉料督组分的组支成如下：怪白水秆泥什3剩5近％冒~4遥0察％，粉煤拍灰常1曾0甜％，硅届灰担3弓％盆~帐5劫％，石英敲粉截2极0胡％晋~3君0邮％，碳酸锯钙弦2料0忠％我~3狂0纤％，减水叛剂、缓凝秆剂适量。糠从液料和累粉料以一膀定比例混返合搅拌开草始，直至睛涂膜干燥削固化全过链程，聚合呜物与水泥归，聚合物北与粉煤灰剃、硅灰，慢水泥与粉们煤灰、硅房灰发生了身一系列如贺下反应：栽2例偶联剂对税涂膜性能趟的影响话偶联剂具夺有节2徐种不同性祸质的反应闯基团，其咬中亲无机芬基团可与监无机表面县的化学基梯团反应，连形成牢固戏的化学键化合；亲有弄机基团可长与有机分坏子反应或估物理缠绕玻，从而使倚有机与无蔬机材料界敢面实现化衬学键接翻瘦。现当含有复征合偶联剂默的液料组储分与粉料谋组分以一沙定比例混丑合均匀并腥施工后，环钛酸酯偶瞧联剂中的侧烷氧基和匠硅烷偶联虾剂经水解址生成的硅礼醇基，都窃能与活性正无机物矿住粉表面的赵活性基团返形成氢键愈或缩合成旅一良Si秩O温～武M非共价键，宁同时硅烷娃分子间的独硅醇基互醋相缩合、才齐聚形成斜网络结构酷，增强了戏硅烷与无学机材料间顷的界面键混能。偶联丈剂的江分子链段域与乳胶粒恰子或是水张化后的高通分子膜通名过氢键、沈范德华力段缠绕结合肥，整个聚猾合物水泥挤界面由无削机胶凝层致、偶联责剂谊“妇分子度桥赏”抵及偶联剂耕的高分子婚链段与乳眨胶粒子缠着绕层构成参，偶联剂笋起到分子容桥作用问垦。另外，屈硅烷对惰嘴性颜填料哨颗粒进行膏包覆，使糟其取浓得蓝R随基熄团代(价不能水解叹的反应性熔官能郊团布)禽朝外取向谦的表面改壁性，而易亚被有机基透料润湿、眉分散，使吃涂料降低解黏度、增黑强流动性顷和流平性枪。研究认冶为阎，偶榆联剂同样缩能倚够脆“厚偶维联出”接两种无机振材料，坛用谈K驾H紧一坛57碎0焦涂刷大理瓜石再抹水顶泥净浆后至，抗拉强家度提强高射5房7明％丑~8目4承％。因此宽，可以推司测界面层客中可能产策生了大量哨化学键。术综前所述朵，偶联剂毕可以丸将室2旁种性质不盯同的有机浪与有机、罢有机与无策机、无机捧与无机材词料偶联桥壮接起来，朋从而提高涛了聚合物讨水泥复合倘防水涂膜过的力学性押能。铁按披m慕(病液尸)骄：示m分(宰粉孙)=膛1翁：逗1挎的配比混蹈合搅拌均劲匀后，按赔标准要求验制膜、养兽护，检测渐偶联剂怪对烛J悄S斧防水涂料骄涂膜抗拉南强度、断决裂延伸率手的影响，您见触图靠1旅、驴图趟2弃。死由腹图连1绢可见，随羽着偶联剂甜用量的增建加，涂膜卖的抗拉强赛度呈线性垫上升，当箱偶联剂用塔量达蠢到谣1残．歇0诵％时，涂施膜的抗拉炊强度最大肃，继续增觉加偶联剂咏用量时，答涂膜的抗缠拉强度呈尘下降趋势程。通过比愿较年3埋种偶联剂巩对涂膜抗透拉强度的用贡献率来仆看若，轻KH56蜻0挎贡献率最候大，复合嘴偶联剂居陶中劳，绸ND绣Z掀一易40窝1抬最低。学由设图新2犬可见，随木着配位型辽钛酸酯偶剃联剂和复胶合偶联剂凑用量的增湿加，涂膜捉的断裂伸惜长率呈线伤性上升，糊当醉2愉种偶联剂持用量达社到坊1累．钩0蹲％时，涂幕膜的断裂蓝伸长率分绵别达到峰动值，继续永增加偶联垒剂用量时套则伸长率候缓慢下降麦；随着环缘氧基硅烷膀偶联川剂但K泽H搬一宗56根0千用量的增瓜加，涂膜撒的断裂伸朝长率呈缓李慢下降趋缠势。由此缩说明，从汽提高涂膜述的抗拉强啦度比较，弹硅烷偶联宝剂锻K警H蚀一贯56陪0圆的促进作惧用大于钛括酸酯偶联租剂动NDZ-徒40挽1贸；从提高功涂膜的伸骂长率比较菠，钛酸酯按偶联妨剂害ND毙Z鼓一坑40抄1扭的作用优蝇于硅烷偶调联耐剂铅K巡H凑一芦56闭0企；采有用迎2苗种偶联剂躬复合枯对班J丙S茧防水涂料肚进行改性锐，可收到壳取长补短抹、优势互雾补的效果甚，添加量爽以亮0回．习8捞％躲~箩1垦．妇0拉％为宜。弊分别胜按掏m尝(竟液杨料扯)假：哪m枯(裹粉另料掀)=咐1弱：锤1厦和嫩1慕：谜1秩．塌5险配比搅拌涂制卖成直2铜组样品，距样品内均何含京有寿1略．另0拼％复合偶右联剂，简杆称样动品观A障、样厕品赖B炊；不含偶耻联剂的相巩同基础配廊方遣按匀m廊(拉液团)各：趣m柱(闻粉顽)=警1率：铺1陪搅拌成样旅品耻C归作为对照地。分别按书标准制膜莲、养袖护僻7康d丛，膜籍厚区1箱．像5m侄m况，同时放决入同一水絮槽内浸宏泡柱7卫d篮，取出后宋擦干浮水惑，测其吸贪水率、抗栋拉强度及惠断裂伸长侧率。偶联欠剂妄对全J严S因防水涂料自涂膜的耐最水性影响做见尖表桥1陕。遵由固表着1鼠可见，在谦基础配方掌相同、液裹粉比相同阅的前提下邪，含有偶扯联剂的涂安膜锦A夺比不含偶悉联剂的涂用膜亲C答在水中浸腊泡陵7周d峰的吸水率岂减少酬了舞3某6喇．佩5俊％，涂助膜沾A骑的湿膜抗近拉强度及暂断裂延伸社率的保留辈率均接类近辽10请0考％，比涂客膜圾C到有明显提雾高。由此辫证明，偶餐联剂对提珍高涂膜的明耐水性有形一定贡献蕉。特别应挖该关注的认是：经复裁合偶联剂铺改性汉的豪J婶S筹防水涂料瑞，费在熟m构(忆液蹲料乞)欢：伪m担(种粉遮料反)=潜1鉴：致1虹．秋5浓时，其涂墙膜的拉伸惧强度和断散裂伸长率露仍能达绵到银JCfr柔894-励200学1德标准中驾的记I殖型指标要盒求，这对起于扩甲展洽J做S开防水涂料值的应用范鼠围提供了葱条件，也着对降低其惕成本提供珍了一条新寺途径。3结语铃J吹S暗防水涂料峰以其环保