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JS防水涂料性能影响因素研究

来源:胜利油田营海建材有限责任公司 作者:彭利 时间:2012-10-10 点击:
导读:分析了聚合物乳液、添加剂、粉料的种类和用量对JS 防水涂料性能的影响,讨论了配方设计中液粉比和水灰比对JS 防水涂料性能的影响以及施工工具和工艺对防水效果的影响。

   JS 防水涂料是一种以聚丙烯酸酯乳液或乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液与各种添加剂组成的有机液体,和水泥、石英砂及各种添加剂、无机填料组成的无机粉料,通过合理的配比复合制成的一种双组分、水性建筑防水涂料。它施工便利,易与潮湿基层粘结,涂膜的施工性和防水效果好,用水作分散剂,对环境友好,所以越来越受到人们的关注。本文综合研究了JS防水涂料性能的影响因素。

1 聚合物乳液对JS 防水涂料性能的影响
聚合物乳液是防水涂料的主要成膜物质,是影响涂料性能的主要因素,它关系到涂膜的耐水性、硬度、柔韧性及对基层的粘结强度等性能,因此,聚合物乳液作为基料起着十分重要的作用。

1.1 聚合物乳液的品种
一般来说,现在市场上有聚丙烯酸酯乳液和乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液(VAE 系列)两大类。JS 防水涂料的性能主要由聚合物乳液决定。传统的聚丙烯酸酯乳液存在以下的问题:1)水挥发型固化剂材料的固化速度慢,施工周期长,在通风不畅的地方不易干燥;2)耐水性差,在地下工程中使用后,涂膜会吸水溶胀,强度下降,从而影响防水效果。针对这些问题,很多厂家做了大量的工作,现在一些厂家生产的乳液已经解决了这些问题,如上海宝立佳的953B、北京东方永宇的2002N 以及日照广大的3400,它们可以应用于JS 防水涂料的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型配方中。传统VAE 乳液配制的JS 防水涂料通常存在着以下的不足:液粉比大而弹性并不高,涂膜长期浸水后明显软化,强度下降,抗紫外线能力不强、耐候性差,一些产品在屋面暴露两三年后明显变硬,延伸率下降。一些厂家开始对VAE 乳液进行改性,改性后的VAE 乳液已经克服了上述一些缺点。如Celanese 生产的1318 和1319 已经可以很好地应用于JS 防水涂料Ⅱ型和Ⅲ型配方中,而且其成本较聚丙烯酸酯要低得多。在JS 防水涂料的Ⅱ型配方中,VAE 乳液已经占有一定的份额,但在JS 防水涂料的Ⅰ型配方中,仍以聚丙烯酸酯乳液为主。整体而言,在寒冷的北方地区,VAE 乳液的低温柔性不如聚丙烯酸酯乳液,因此,目前JS 防水涂料仍以聚丙烯酸酯乳液为主要原料。

1.2 聚合物乳液的玻璃化温度
玻璃化温度是非晶态高聚物玻璃态与高弹态两态转变的温度。玻璃化温度一般取其起始值,但对于一个变化过程来说,取这个温度区域的中间值更适用。微观上来说,玻璃化温度是内部分子处于不同运动状态的宏观表现。在玻璃态下,由于温度低,高聚物的链段处于被冻结状态,只有那些较小的单元如侧基等可以运动;达到玻璃化温度后,大的链段可以运动,因此也引起了高聚物一些性质的变化。乳液的玻璃化温度对涂料的性能有很大的影响,一般来说,乳液的玻璃化温度越低,生产的JS 防水涂料的柔韧性越好,断裂伸长率和低温性能也越好。

1.3 聚合物乳液的用量
聚合物乳液是JS 防水涂料的主要组成部分,聚合物乳液的用量关系到JS 防水涂料的性能。随着聚合物乳液用量的增加,涂膜的断裂伸长率增加,低温柔性变好,而拉伸强度则下降。

1.4 聚合物乳液的黏度
聚合物乳液的黏度大一些,生产出来的JS 防水涂料的层流流动多一些,剪切和分散效果也越好。但是,过稠的涂料往往会导致涂料中间的漩涡高度不够,影响其循环。如果涂料有过大的触变性,物料一开始就可能会“贴死”在料桶侧壁上,从而使这一部分涂料失去循环流动性,严重时涂料可以与分散盘脱离接触。所以,将JS 防水涂料的液料和粉料混合时,应采用黏度适宜的乳液作为液料。

2 添加剂对JS 防水涂料性能的影响
添加剂可以提高涂膜的质量,改善涂料的施工条件和性能,虽然它是辅助成膜物质,但它在涂料中却是不可缺少的部分。在不改变涂料其他组分时,添加剂的加入与否对涂料的性能有很重要的影响。消泡剂的加入,减少了膜片中气孔的大小和数量;分散剂的加入,使液粉料的混合更加均匀,使搅拌过程更加容易;增塑剂的加入,提高了涂料的断裂伸长率;防沉剂的加入,改变了涂料的触变性。这些助剂的加入,优化了JS 防水涂料的施工性和力学性能。

2.1 消泡剂
JS 防水涂料在生产和施工过程中很容易产生气泡,原因有很多方面:一方面,所使用的乳液含有表面活性剂或具有表面活性剂的性质,本身容易产生气泡。另一方面,施工过程中,JS 防水涂料液粉料间需要搅拌,搅拌工具选用不当,会使涂料容易产生气泡;如果搅拌后涂料的停放时间过短,产生的气泡没有机会逸出,就会留在涂料中;即使气泡破了,由于涂料已失去流动性,也会在涂膜中形成裂纹和气孔。另外,为了保证JS 防水涂料容易立面施工,不发生流淌,需要加入部分增稠剂,这样,就会使涂料的黏度增大,造成气泡不易逸出。气泡会影响JS 防水涂料的表观和防水效果,不仅大大减少了涂膜抵抗水压作用的有效面积,而且在气泡周围容易产生应力集中,引起细微裂纹的展开,使涂膜失去防水效果。可以采用物理方法消除气泡,如改变搅拌桨叶的型式,使桨叶的叶片与JS 防水涂料的液面垂直,避免不必要的气液接触,减少气泡的生成。同样,也可以采取化学方法消泡,如减少甚至不用润湿分散剂,减少不必要的助泡剂。因为在大多数情况下,无法找到起泡的原因,所以现在最常使用消泡剂。对消泡剂既要求具有消泡能力、无严重负面作用,又要求经济实用、贮存稳定、易于释放活性成分、效力持久、对环境友好。单一的消泡剂很难满足上述所有要求,建议在生产和施工过程中使用复合型消泡剂。

2.2 增塑剂
在JS 防水涂料的配方设计中,为了达到更好的柔韧性和合格的延伸率,在很多情况下必须加入一定量的增塑剂。如果乳液本身的玻璃化温度较低,增塑剂的用量可以相对减少。因为增塑剂会随着时间的推移而发生迁移,导致涂膜变硬、老化,增塑剂用量越大,这种现象越明显。一般说来,无处理的JS 防水涂膜的延伸率随着增塑剂用量的增加而增大,碱处理及热处理后涂膜的延伸率随着增塑剂用量的增加没有明显变化。

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