提高JS防水涂料涂膜耐水性的研究通過對原材料的優(yōu)選及合理配比，采用復(fù)合偶聯(lián)劑改性處理，制備的聚合物水泥防水涂料比普通Js防水涂料的綜合性能有顯著提高，尤其是耐水性更為突出，適用于屋面及長期浸水的地下構(gòu)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)，由液料和粉料組成。液料由聚合物乳液及助劑組成；粉料由水泥、填料及外加劑組成。將液料和粉料以一定比例混合攪拌均勻，經(jīng)無機粉料的水化反應(yīng)及有機乳液的交聯(lián)固化，復(fù)合成堅韌高強、剛?cè)岵⒌蜏厝嵝院玫姆浪磕ぁＴ摲浪苛霞染哂兴囝惸z凝材料強度高、易與潮濕基面粘結(jié)，又兼有聚合物涂膜彈性大、適應(yīng)基層變形能力強、防水性能好等優(yōu)點，是一種耐候、耐久性能優(yōu)異、施工簡便、無毒無污染的環(huán)保型復(fù)合涂料。該涂料可以在干燥或潮濕基面上施工，且與水泥砂漿及各種粘結(jié)材料結(jié)合牢固，適應(yīng)環(huán)境變化能力強，可廣泛應(yīng)用于各種新舊建筑物作防水施工。目前，市場上大部分JS防水涂料的性能雖然能滿足JC／T894--2001《聚合物水泥防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求，但是存在著不同程度的耐水性差、吸水率高、涂膜浸水后發(fā)脹變軟、強度降低等缺陷，尤其是在廁浴間、地下室及蓄水池施工的JS防水層，因長時間與水接觸或浸泡，涂膜的粘結(jié)強度、抗拉強度、抗?jié)B水性、低溫柔性等指標(biāo)均會下降，最終導(dǎo)致防水工程的失效。多年來，筆者經(jīng)過大量試驗工作和對防水工程應(yīng)用實踐的研究，研制出一種綜合性能優(yōu)秀的JS防水涂料。1技術(shù)路線及其原理1．1聚合物乳液的選擇及其改性原理聚合物的種類、性能及用量對防水涂膜性能起決定作用。目前，國內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)JS防水涂料使用的聚合物乳液為丙烯酸酯乳液和VAE707乳液。丙烯酸酯乳液中存在—COOH基團，通過交聯(lián)改性可使原有線性結(jié)構(gòu)在成膜過程中形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強其分子鍵能，形成大分子結(jié)構(gòu)，既降低分子降解的可能性，又降低水分子侵入高分子鏈間引發(fā)涂膜溶脹的程度，增強其耐水性和彈性。VAE乳液為線性高分子材料，分子中不含活性官能團，交聯(lián)困難，耐水性差，涂膜延伸率偏低，但是它的極性強，對基料粘結(jié)性能好，涂膜抗拉強度高。因此，選用交聯(lián)型丙烯酸彈性乳液為主體基料，配合一定比例的改性乳液，使涂膜性能達到優(yōu)勢互補。通過試驗對比，選用m(交聯(lián)型丙烯酸酯乳液)：m(VAE707乳液)=8：2的混合乳液效果較好。試驗中還發(fā)現(xiàn)，上述混合乳液或以其為基料制備的涂料，在放置一段時間后均出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，盡管分層現(xiàn)象涉及諸多因素，但2種乳液在一定程度上缺乏親和性、相容性是因素之一。為改進混合乳液的貯存穩(wěn)定性和交聯(lián)能力，本實驗采用配位型鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401和環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑KH一560復(fù)合對混合乳液進行改性處理，取得了理想效果。鈦酸酯偶聯(lián)劑除具有化學(xué)鍵合偶聯(lián)作用外，還兼具分散劑、潤濕劑、粘結(jié)促進劑、固化催化劑、交聯(lián)劑、防銹劑、阻燃劑等多種功能lIl。鈦酸酯偶聯(lián)劑中的烷氧基可以與無機填料粒子表面形成化學(xué)結(jié)合，在無機和有機物界面之間形成活性有機分子層；鈦酸酯偶聯(lián)劑中的有機分子鏈還可以與高分子基體之間的基團發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理纏繞，起到一種橋梁作用。同樣，環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的分子中也同時存在能與無機材料和有機材料結(jié)合的2種反應(yīng)性基團，分子中的環(huán)氧基團與乳液中的羥基進行反應(yīng)，使2種不同性能的材料界面形成“分子橋”，從而提高乳液的相容性和貯存穩(wěn)定性，同時也提高了JS防水涂膜的抗拉強度、耐水性等綜合性能。1．2助劑的選擇及液料組分的配制1．2．1助劑的選擇為了降低改性混合乳液的、提高涂膜的柔韌性，JS防水涂料中需要加入適量的增塑劑。經(jīng)試驗比較，選用氯化石蠟效果較好，因為氯化石蠟不僅可起到增塑作用，同時還可以起到阻燃和憎水作用，添加量以2％~4％為宜。為了降低改性混合乳液的，使其能在較寬的溫度范圍內(nèi)成膜，促使乳膠粒子的塑性流動和彈性變形，軟化聚合物粒子，使它們更好地融合在一起，需要加入適量的成膜助劑。試驗結(jié)果表明，松節(jié)油比酯醇類成膜助劑更適用于本體系，添加量以3％~5％為宜。為了避免水泥等礦物粉料粒子聚結(jié)，提高涂料體系的分散穩(wěn)定性，降低涂料的黏度，需要加入適量的分散劑，以聚羧酸鹽類分散劑為好，添加量為0．4％左右。為了消除防水涂料中的氣泡，防止因氣泡的存在導(dǎo)致涂膜內(nèi)產(chǎn)生大量氣孔、降低涂膜的抗拉強度和延伸率，消泡劑必不可少。與一般裝飾性涂料不同的是，彈性防水涂料因固含量高、體系的黏度大、泡沫的穩(wěn)定性強，用一般消泡劑和常規(guī)用量很難消除體系內(nèi)的氣泡，需要選擇具有特殊結(jié)構(gòu)的高效消泡劑并加大用量才能奏效，如高分子級消泡劑A36、D一334、SC一138等，添加量應(yīng)在0．5％以上。1．2．2液料組分的配制液料由乳液和助劑組成，其配制方法與普通JS防水涂料的配制工藝相同。需要特別提及的是偶聯(lián)劑在液料中的2種加入方法，即預(yù)乳化法和直接加入法。預(yù)乳化法是在一定的水量中加入陰離子和非離子表面活性劑攪拌成乳化液，在高速攪拌下將不同品種偶聯(lián)劑分別滴加進乳化液中，分散均勻后再加入液料中，此方法效果好，但工藝復(fù)雜；直接加入法是在液料中加入分散劑和表面活性劑的前提下，攪拌中分別滴加不同品種偶聯(lián)劑，分散20~30min。應(yīng)該注意的是，采用復(fù)合偶聯(lián)劑時，最好不要將2種不同品種的偶聯(lián)劑預(yù)先混合，以防發(fā)生反應(yīng)而失效。1．3粉料的選擇及配合機理坐J到S都防水涂料中的系粉料組分由水豎泥、粉煤灰、賞硅灰、石英粉置、碳酸鈣和營外加劑料組成。糠水泥是構(gòu)成防第水涂料中無機介膠凝材料的主絮要成分，對提尾高防水涂料涂砍膜的耐水性、傅耐候性、抗拉頂強度和粘結(jié)強憶度具有至關(guān)重筒要的作用。驚在幟J姻S臭防水涂料中，登白水泥比普通欺硅酸鹽水泥在嗚涂膜的耐水性助方面貢獻率更階大，因為白水撫泥一般為高鋁票水泥，而普通含硅酸鹽水泥為吩低價金屬鹽，蜜當(dāng)水泥水化后洞，高價金屬鋁廁鹽同聚合物中擴的活性基團產(chǎn)斤生的交聯(lián)作用欄要大于低價金魯屬鹽。因此，頃白水泥或硫鋁合酸鹽水泥更適召合用于高耐水袍性臉的旺J渡S荷防水涂料中。跡磨細復(fù)合高鈣言粉煤灰，細驢度蕩30淹0攜目，主要化學(xué)龜成份策為羽SiO吼2駁和桂A1枝2換0懲3僵，含少唇量介Ca冷O活和塑Fe培2僅0宴3蒼，其礦物組分成為石英、莫來博石、尖晶石及派玻璃相，衫在慘J遼S寧防水涂料中可食替隊代取2云0剛％的水泥。由幟于粉煤灰顆粒恭表面具有憎水媽性和玻璃相的穿滾珠效應(yīng)以及滴低廉的價格，傷可在一定程度際上減紋少徹J撓S能防水涂料的用弦水量、增進流兩動性、提高可倦施工性、降低海生產(chǎn)成本。聯(lián)硅灰，又叫活店性二氧化硅微蔑粉，主要成分位為無定賊型退SiO蒸2晶，細度鍛約彩700謊0約目。守在握J派S蜻防水涂料中添億加適量硅灰，仇其水化產(chǎn)物效畏應(yīng)相當(dāng)于普通伸水泥酒的午5陸倍，細粒子疊硅灰還有極佳腹的滲透力，可儲有效地填充和鑒堵塞涂膜及基室材的毛細孔，愁提高涂膜的致扶密度和抗水滲霞透性。鮮石英粉和碳酸早鈣粉做為填料您使用，一方面律是為了降低成底本，另一方面勢是為了提高涂摧膜的硬度和耐會候性，同時也趨可以減少涂料斬的用水量。達經(jīng)實驗優(yōu)化，爬粉料組分的組械成如下：白水叫泥系3介5火％車~叛4培0壓％，粉煤驅(qū)灰香1阿0你％，硅靜灰鐮3頌％拒~拆5掩％，石英丘粉汽2伯0斑％可~圾3捧0違％，碳酸瘦鈣你2搜0脖％鐮~悅3祖0比％，減水劑、諒緩凝劑適量。驅(qū)從液料和粉料牛以一定比例混濤合攪拌開始，爐直至涂膜干燥梯固化全過程，把聚合物與水泥樂，聚合物與粉州煤灰、硅灰，壁水泥與粉煤灰干、硅灰發(fā)生了渡一系禽列如零下反應(yīng)：膏2廢偶聯(lián)劑對涂膜脾性能的影響縫偶聯(lián)劑具匪有球2晶種不同性質(zhì)的且反應(yīng)基團，其航中親無機基團交可與無機表面泊的化學(xué)基團反恐應(yīng)，形成牢固效的化學(xué)鍵合；話親有機基團可俗與有機分子反昆應(yīng)或物理纏繞間，從而使有機圾與無機材料界桑面實現(xiàn)化學(xué)鍵張接翻。掏當(dāng)含有復(fù)合偶勞聯(lián)劑的液料組映分與粉料組分使以一定比例混喉合均勻并施工蠶后，鈦酸酯偶燈聯(lián)劑中的烷氧擔(dān)基和硅烷偶聯(lián)叫劑經(jīng)水解生成棟的硅醇基，都且能與活性無機衣物礦粉表面的鬼活性基團形成日氫鍵或縮合成念一便Si毛O腰～袍M須共價鍵，同時凝硅烷分子間的兆硅醇基互相縮渠合、齊聚形成君網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增結(jié)強了硅烷與無嬸機材料間的界陽面鍵能。偶聯(lián)想劑的跡分子鏈段與乳放膠粒子或是水齊化后的高分子煤膜通過氫鍵、辣范德華力纏繞梳結(jié)合，整個聚敏合物水泥界面玻由無機膠凝層羽、偶聯(lián)閉劑句“挑分子創(chuàng)橋等”嚷及偶聯(lián)劑的高岔分子鏈段與乳釋膠粒子纏繞層顏構(gòu)成，偶聯(lián)劑慰起到分子橋作融用問。另外，安硅烷對惰性顏膀填料顆粒進行乓包覆，使其取餅得匙R凍基糾團鄭(袍不能水解的反預(yù)應(yīng)性官能姨團滿)勺朝外取向的表國面改性，而易臣被有機基料潤由濕、分散，使領(lǐng)涂料降低黏度溜、增強流動性曲和流平性。研削究認為閻，偶小聯(lián)劑同樣能哲夠承“異偶炎聯(lián)刮”棋兩種無機材料印，趕用瀉K器H加一燙57麥0抓涂刷大理石再煩抹水泥凈漿后咱，抗拉強度提福高景5且7行％船~久8拿4欣％。因此，可俘以推測界面層策中可能產(chǎn)生了醉大量化學(xué)鍵。攪綜前所述，偶宏聯(lián)劑可以伸將計2兄種性質(zhì)不同的冷有機與有機、姨有機與無機、蒙無機與無機材傷料偶聯(lián)橋接起怠來，從而提高峽了聚合物水泥餃復(fù)合防水涂膜猾的力學(xué)性能。池按蝴m狼(繡液如)奉：盤m傍(密粉那)=掉1勾：晚1光的配比混合攪弄拌均勻后，按敬標(biāo)準(zhǔn)要求制膜被、養(yǎng)護，檢測渴偶聯(lián)劑羨對類J差S淚防水涂料涂膜撫抗拉強度、斷欺裂延伸率的影擇響，見波圖嬸1析、鍋圖廁2錄。笨由戶圖紫1你可見，隨著偶燃聯(lián)劑用量的增譽加，涂膜的抗屆拉強度呈線性躁上升，當(dāng)偶聯(lián)臭劑用量達賴到涂1磁．?dāng)?凍％時，涂膜的奇抗拉強度最大夕，繼續(xù)增加偶襲聯(lián)劑用量時，墳涂膜的抗財拉強度呈下降光趨勢。通過比酒較壞3掙種偶聯(lián)劑對涂稱膜抗拉強度的糟貢獻率來看夏，芬KH56工0莊貢獻率最大，堤復(fù)合偶聯(lián)劑居芳中較，確ND瘡Z罰一私40敲1架最低。轉(zhuǎn)由驟圖圍2槽可見，隨著配拍位型鈦酸酯偶闖聯(lián)劑和復(fù)合偶咸聯(lián)劑用量的增角加，涂膜的斷翅裂伸長率呈線郊性上升，枝當(dāng)蒼2釋種偶聯(lián)劑用量且達伶到勻1呆．批0牢％時，涂膜的因斷裂伸長率分牌別達到峰值，摘繼續(xù)增加偶聯(lián)依劑用量時則伸墊長率緩慢下降幼；隨著環(huán)氧基吐硅烷偶聯(lián)箱劑大K譽H偉一嘉56較0錄用量的增加，默涂膜的斷裂伸嚇長率呈緩慢下食降趨勢。由此光說明，從提高愚涂膜的抗拉強泄度比較，硅烷姐偶聯(lián)酬劑勁K套H悼一匹56梨0乏的促進作用大旗于鈦酸酯偶聯(lián)增劑想NDZ-40通1旅；從提高涂膜傭的伸長率比較腹，鈦酸酯偶聯(lián)尾劑香ND順Z周一禽40脖1造的作用優(yōu)于硅拉烷偶聯(lián)莫劑決K團H敗一嫩56輸0門；采戒用摔2愿種偶聯(lián)劑復(fù)合蒜對娃J毛S對防水涂料進行淺改性，可收到暖取長補短、優(yōu)灣勢互補的效果察，添加量睡以捎0取．哈8松％戶~靠1羅．謙0伏％為宜。分分別絮按梯m湊(蜓液編料悔)卸：獅m給(求粉箱料貌)=干1塞：銅1獄和見1于：孕1辮．膚5姑配比攪拌制歸成異2刻組樣品，樣品抬內(nèi)均含醋有墳1油．飯0危％復(fù)合偶聯(lián)劑棄，簡稱樣液品年A頂、樣樸品分B混；不含偶聯(lián)劑植的相同基礎(chǔ)配墻方云按驚m皺(愿液穴)揀：仔m領(lǐng)(咽粉般)=堵1怎：泰1肺攪拌成樣如品合C猾作為對照。分葡別按標(biāo)準(zhǔn)制膜語、養(yǎng)腦護匪7急d作，膜訪厚朱1巧．圍5mm斥，同時放入同脂一水槽內(nèi)浸農(nóng)泡奪7敏d選，取出后擦干堵浮水，測其吸侄水率、抗拉強格度及斷裂伸長斃率。偶聯(lián)劑譽對器J騾S稻防水涂料涂膜瘋的耐水性影響癢見課表點1攔。送由拴表網(wǎng)1汁可見，在基礎(chǔ)肝配方相同、液食粉比相同的前潑提下，含有偶線聯(lián)劑的涂冷膜窯A忠比不含偶聯(lián)劑語的涂岔膜鵝C暮在水中浸懷泡熟7吳d平的吸水率減少處了篇3勒6不．般5柳％，涂指膜拐A悶的濕膜抗拉強品度及斷裂延伸炸率的保留率均拖接蘿近舍10躺0臘％，比涂數(shù)膜始C應(yīng)有明顯提高。盡由此證明，偶斥聯(lián)劑對提高涂扔膜的耐水性有賴一定貢獻。特荒別應(yīng)該關(guān)注的吐是：經(jīng)復(fù)合偶昆聯(lián)劑改性京的烏J乞S勵防水涂料，權(quán)在茶m良(皺液堆料渣)轉(zhuǎn)：述m晉(采粉耍料曉)=雖1證：減1滿．笨5演時，其涂膜的拖拉伸強度和斷傍裂伸長率仍能肉達視到房JCfr89洲4躍-棒200最1水標(biāo)準(zhǔn)中購的馳I窩型指標(biāo)要求，墻這對于擴愿展琴J揉S伯防水涂料的應(yīng)扮用范圍提供了沫條件，也對降擔(dān)低其成本提供間了一條新途徑資。3結(jié)語總J亭S衰防