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高性能聚合物水泥防水涂料研究

来源:陕西宝塔山油漆股份有限公司 作者:王存军,刘宪文,陈鑫 时间:2014-09-06 点击:
导读:通过选用功能性助剂制备了一种低聚灰比的聚合物水泥防水涂料,其涂膜具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、耐候性和耐水性。
0 引言
聚合物水泥防水涂料由有机材料和无机材料复合而成,兼有柔韧性和刚性特点。其对环境无污染,防水性能较好,越来越受到人们的重视,是近几年来发展较快的一种建材产品。目前市场上这类涂料还存在一些不足,主要表现在涂料的聚灰比较大、成本高,通常液粉比为10∶7(聚灰比为1~2)而延伸率为150%~250%,且拉伸强度一般在1.5 MPa 以下。
聚合物水泥防水涂料(简称JS 防水涂料)是一种兼具挥发固化和反应固化双重特点的涂料。通常由水泥、填料、添加剂及聚合物乳液复合而成。常用的填料包括石英粉、重质碳酸钙、硅灰石、粉煤灰等。其成膜机理是,在液料和粉料混合搅拌均匀后,聚合物乳液把水泥颗粒包裹起来,乳液中的一部分水分挥发,使高分子微粒脱水而粘接在一起,从而形成连续的弹性薄膜;同时水泥吸收乳液中其余水分,发生水化反应固化,并与有机高分子聚合物链共同组成互穿网络的防水涂膜结构,从而加快了涂膜固化的速度。
本试验研发了一种低聚灰比的聚合物水泥防水涂料,其涂膜具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、耐候性和耐水性。
 
1 试验部分
1.1 主要原料和实验仪器
1.1.1 主要原料
水泥:42.5 级,国产;石英粉:100 目,国产;重质碳酸钙粉:200 目,国产;金属藻类消泡剂:日本诺普科;乳液:市售丙烯酸乳液;减水剂:MELMENT F10,BASF;复合助剂,自制。
1.1.2 仪器及试验装置
CP-25 防水卷材冲片机、CMT2202 微机控制电子万能试验机、卧式低温保存箱、中低温热试验箱、ZN-P紫外灯耐气候试验箱、分散搅拌机。
1.1.3 性能测试
按GB 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》进行相关项目的测试。
依据GB/T 16777—2008 规定,将标准条件下放置的液料和粉料混合均匀,搅拌5 min 后,开始制模,分2次或3 次涂覆,后道涂覆应在前道涂层实干后进行,在72 h 内使试样厚度达到(1.5±0.2) mm,模具可采用聚四氟乙烯或易脱模的基材,试样脱模后在标准条件下养护96 h,然后放入(40±2) ℃干燥箱中处理48 h,取出后置于干燥器中2 h,用切片机冲切试件,待用。

2 结果与分析
2.1 功能助剂的加入量与拉伸强度、断裂伸长率、涂膜吸水率的关系
功能助剂的加入量对涂膜性能的影响见图1~图3。
功能助剂的加入量与拉伸强度的关系
功能助剂的加入量与断裂伸长率的关系
图3 功能助剂的添加量与涂膜吸水率的关系
从图1、2、3 曲线可以看出,功能助剂能显著提高合物涂膜的力学性能和耐水性。这是因为功能助剂带有的官能团在成膜过程中可与聚丙烯酸酯乳液的反应基团发生化学交联作用,涂膜的交联程度提高,使涂膜的拉伸强度、断裂伸长率明显提高,同时降低了涂膜的吸率。但当功能助剂的加入量进一步增大后,由于交联程度提高,限制了涂膜的变形,使其断裂伸长率下降。可见,涂膜力学性能的变化与功能助剂的交联作用有关。
2.2 耐水性与涂膜吸水率、拉伸强度的关系
耐水性是指涂膜对水作用的抵抗能力,即涂膜不吸水、不渗水的性能。作为好的防水涂料,其干透的涂膜在遇水后不发生泛白、起泡、膨胀、脱落等弊病,离水后,水份蒸发,涂膜能恢复原来的外观。耐水性的好坏直接影响涂料在基材上的附着能力。在室内较为潮湿的场所,如厨房、卫生间或南方的室内也应考虑使用耐水性好的防水涂料。
本试验研究了不同浸水期对涂膜吸水率和拉伸强度的影响,取聚灰比为1.0 时制备的试样,分别得到了不同浸水期对涂膜吸水率和涂膜厚度的影响关系,试验结果见图4 和表1。
图4 浸水时间与涂膜吸水率的关系
涂膜在水中的浸泡时间对涂膜厚度和涂拉伸强度的影响
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