聚合物水泥防水涂料的制备及其性能的研究

聚合物水泥防水涂料的制备及其性能的研究

钱明光1 刘翠娟2 郝吉武3, 杨治伟2 慎爱民2
(1.抚远县志诚监理有限责任公司。黑龙江抚远156500;2.佳木斯大学。黑龙江佳木斯154007;3.抚远县宏盛建筑3-程有限公司。黑龙江抚远156500)

0 引 言
聚合物水泥防水涂料是防水涂料的一个大类,它属于有机和无机的复合材料,是一种有机的聚合物乳液和无机的水泥相互结合而成的复合防水涂料.是一种液料(聚合物乳液与添加剂)、粉料(水泥、无机填料以及助剂)双组分水性防水涂料,是中国建设部重点推荐的防水材料之一,属国家大力提倡的绿色环保型产品.它以其高强柔性,粘结力强,抗冻融,耐高温,耐腐蚀,冷施工,可湿作业,施工简单,无毒无害,绿色环保等特长, 而得到了迅速的发展,成为近几年来防水涂料发展的热点之一.

1 试验部分
 1.1仪器
乳化分散机FM200型 上海佛卢克流体机械制造有限公司
力学性能试验机 CMT一5150型 深圳新三思技术有限公司
力度测定仪 Zetasize Nano Zs型 英国Malvem公司
旋转粘度计 NDJ一7型 上海天平仪器厂
电动搅拌器 JJ一1型 江苏国华仪器厂

1.2 原料、试剂及药品

1.3 试验步骤
1.3.1 丙烯酸酯乳液的合成
根据表1配比,取一定量的去离子水加入非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂,用电动搅拌器搅拌5min,边搅拌边加入单体丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯,乳化搅拌15rain~20min,再加入功能单体丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等搅拌5min以后加入一定量的碳酸氢钠,搅拌均匀后备用.

1.3.2 聚丙烯酸酯乳液的合成
取上述乳液总量的1/4加入四El反应烧瓶中,搅拌、加热升温,当温度升到6o℃左右时取引发剂总量的3/4投入四口瓶中(剩余1/4的引发剂加入到左右时反应液开始渐渐泛蓝,经过20min左右的诱导期,反应液温度开始迅速上升,当温度升到最高温度95℃时开始回降.此时控制滴加速率,缓慢的滴加剩余3/4的乳液单体,并控制反应液温度在80℃,在4h~5h滴加完毕.滴加完毕后升温到9o℃并补加适量引发剂继续反应50min,使其反应完金.冷却,用筛网过滤出料,得到白色乳液,用三乙剩余的3/4的乳液中),继续升温,当温度升至70"C 胺醇调节pH至6.5~7.5,摇匀备用.

1.3.3 聚合物水泥防水涂料的制备
用制备好的丙烯酸酯乳液,根据表2配比加入分散剂、消泡剂、成膜助剂、增塑剂及其他助剂,混合均匀成为液料备用;用白水泥和轻质碳酸钙、滑石粉、大白粉等填料按比例混合均匀成为粉料备用.将液料和粉料按不同的液粉比混合,在自制的模具中分三次涂敷成厚度为1.5 nlnl左右的涂层,在室温条件下养护1周.

1.3.4 聚合物水泥防水涂料的防水性能测试
对产物的耐水性、不透水性、潮湿基面黏结强度等防水性能进行测试.

2 结果与分析
2.1 聚丙烯酸酯乳液的性能测试结果
聚丙烯酸酯乳液的性能测试结果见表3

2.2 聚合物水泥防水涂料的防水性能测试结果
聚合物水泥防水涂料的防水性能测试结果见表4.

2.3 丙烯酸乳液玻璃化温度的确定
在聚合物水泥防水涂料中,由于水泥是一种刚性极强、硬度极高的无机胶凝材料,而聚合物乳液是弹性体,而且乳液胶膜的弹性随着玻璃化温度的降低而增大,因此,当在乳液中加入水泥后必然会导致防水涂料涂膜低温柔性的下降,并且低温柔性下降的程度与水泥的加入量有关.当液粉比(乳液与水泥的质量比)固定时,通过涂膜低温柔性的变化来确定适宜的乳液玻璃化温度.不同玻璃化温度乳液的聚合物水泥防水涂料的对比试验结果见表5.

考虑到聚合物水泥防水涂料必须具备良好的弹塑性、延伸率,来抵抗建筑结构因沉降、位移、干缩、热胀冷缩等造成的变形,聚合物水泥防水涂料的聚合物乳液的较佳玻璃化温度应选取一20ºc~一15 ºc.

2.4 丙烯酸乳液乳化剂的确定
采用了十二烷基苯磺酸钠(DSB)为阴离子乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚(OP一10)和平平加为非离子乳化剂,将合成的乳液按照相同的液粉比与水泥复配,进行性能对比,结果见表6.

由表4可知,当m(OP一10):m(平平加):m(DSB)=5:3:2时,合成的聚合物乳液与水泥的复配性最佳.

2.5 液粉比对聚合物水泥防水涂料防水性能的影响
(1)液粉比对聚合物水泥防水涂料低温柔性的影响(见图1)
聚合物水泥防水涂料的低温柔性主要由聚合物的玻璃化温度来确定.从图1的曲线形状可以看出,随着液粉比的逐渐增大,聚合物水泥防水涂料的低温柔性也逐渐增加.当液粉比为2.5时,聚合
物水泥防水涂料的低温柔性最佳,可达到一25º c.
(2)液粉比对聚合物水泥防水涂料拉伸强度的影响(见图2)
从图2可以看出,聚合物水泥防水涂料的拉伸强度随着液粉比的增加而降低.在相同条件下,液粉比在1.2 1.6时试样的拉伸强度随着液粉比的增加而减小,但变化不大.而当液粉比在1.66~ 2.5O时,拉伸强度降低明显.
(3)液粉比对聚合物水泥防水涂料断裂伸长率的影响(见图3)

断裂延伸率是聚合物水泥防水涂料刚柔性能的宏观体现.聚合物水泥防水涂料的柔性随聚合物加入量的增加而提高.在聚合物水泥防水涂料中,随着液粉比的不断增加,聚合物乳液在体系中的含量:噌加,聚合物逐渐成为主要组分,而水泥为次要或改性成分.从微观上看,在高液粉比的体系中,水泥胶体链已很不完整,聚合物的柔性链部分完全包裹住了水泥胶体颗粒.聚合物的柔性链起抵抗外界应力的主导作用.从图3可以看出,聚合物水泥防:水涂料的断裂延伸率随液粉比的增加而增大.

3 结 论
(1)采用单体丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯以及:功能单体丙烯酸、丙烯酸羟乙酯,以十二烷基硫酸钠、OP一10和平平加的复合乳化剂为乳化体系,通:过控制聚合物乳液玻璃化温度合成的丙烯酸乳液与水泥复合配比后,可以制备出性能优良的聚合物:水泥防水涂料.
(2)通过试验可知:液粉比对聚合物水泥防水涂料的拉伸性能和低温柔性产生影响.随着液粉比的增加,产物的拉伸强度下降,断裂延伸率增加,低温柔性也增加.

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注