高分子聚合物防水涂料的研发与应用

高分子聚合物防水涂料的研发与应用

王立军

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摘要：高分子聚合物防水涂料是以苯丙乳液为主要原材料，添加多种助剂，经聚合反应而成的一种高性能防水涂料。增强了防水涂料的粘接强度、抗紫外线性能、耐老化性能、耐水长期浸泡性能等，重点解决了老旧屋面维修时防水层裸露快速老化的问题，以及内防水工程粘接面长期被水浸泡，同时在地下水渗漏水压作用下防水层剥离的问题。在工程应用中，大面积防水施工，可以使用机械喷涂作业，节省了大量人力和工期，创造了较大的经济效益和一定的社会效益。

关键词：高分子；聚合物防水涂料

引言

二十世纪六十年代，我国防水材料基本使用纸胎油毡，改革开放后，我国防水技术有了突破性发展，先后研制出了SBS改性沥青防水卷材、自粘防水卷材、聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料、聚合物水泥基防水涂料、速凝喷涂橡胶防水涂料等众多防水材料，这些材料的使用，对我国防水工程质量的提升起到了推动作用。但每种防水材料又有其自身局限性，再加上有的项目在设计时忽视对材料特性的深入研究，没有因地制宜根据使用环境和使用部位不同，结合不同材料性能侧重点不同有针对性地选择材料，形成“一方治百病”的设计方案，从根源上造成防水工程质量不达标。施工质量也是影响防水工程质量的重要因素，防水材料的研发以及性能检测都是在实验室环境下完成的，要想接近或达到实验室检测数据，对施工现场基面、施工环境、温度要求非常高。另外对阴阳角、伸缩缝、管根等关键部位的处理也是施工中的重中之重。

1.聚合物防水涂料分析

1.1合成高分子防水涂料

合成高分子防水涂料的成膜物质为多种高分子聚合材料，为达到优良的高弹性和防水性能，还需添加触变剂、防流挂剂、流平剂、催化剂和增稠剂等。此种材料环保性较高，无毒、无味、无污染，且延展性、耐水性、耐碱性、自我修复能力都较强。合成高分子防水涂料能够在-20～170℃的环境下依然保持良好的防水效果，且涂料能够渗透到材料的孔隙中，具有极强的抗断裂性能，断裂伸长率可达到600%。

1.2聚合物水泥防水涂料

聚合物水泥防水涂料主要有高分子聚合物乳液和各类添加助剂组合而成的双组分防水涂料，其中包含了有机聚合物乳液和无机水泥，此种防水涂料所形成的涂膜弹性较高，无机材料的添加也会增强涂料的耐久性，有效抵抗基层的变形，增强与基层的粘结性。聚合物水泥防水涂料中的有机聚合物的成膜柔性佳，表面张力低，但耐老化性能弱，所以通过添加无机水泥，既能够强化涂料的抗湿性和抗压强度，又能弥补有机材料的耐老化性和自身的柔性。

2高分子聚合物防水涂料的研发

2.1研发背景

“反应粘”卷材施工复杂，需要在水泥内掺建筑胶（例如107胶），水泥与胶反应形成水泥素灰浆，在卷材上涂抹水泥素灰浆后，将卷材粘在基面上。同时，它还有卷材类防水材料共同的缺点，接缝多，拼接部位多，施工效率低。丙烯酸防水涂料成本太高，性价比低。速凝喷涂橡胶防水涂料粘接强度低，在实际测试中甚至不能达到涂料类防水的规范要求。综上所述，在实际应用中，我们需要一种价格适中，粘接强度高，拉伸性能好，耐候性好，抗紫外线性能好，抗老化性能好的绿色环保材料。这种材料应具备即可应用于室外自然环境，又可应用于室内环境，即可应用于外防水部位，又可应用于内防水部位，即可应用于屋面工程，又可应用于地下工程的优越性能。

2.2研发

根据以上述求，在对丙烯酸防水涂料、聚合物水泥基防水涂料、水泥基渗透结晶防水材料防水原理进行深入研究基础上，通过对乳液改性工艺创新，添加助剂创新，配方比例创新的方法，研制出了一种高分子聚合物防水材料。该材料是利用自主创新的改性技术对丙烯酸乳液进行物理化学改性、复配，并添加多种助剂，与硅酸盐水泥进行科学配比而成。执行国家GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》标准，综合性能突出。

苯丙乳液的选择对产品质量的影响很大，TG（玻璃化温度）值是一个重要参数，TG值过高，材料的耐低温性不好，粘接强度不够，TG值过低，材料硬度不好，会像口香糖一样，粘接性好，延伸性好，但硬度不够。乳液中苯丙聚合物的固体含量也是影响材料质量的重要因素，总体来说，固体含量高的乳液性能要好，但成本也会上升。

2.3生产过程

将苯丙乳液和增稠剂、防腐剂、防冻剂等按比例倒入反应釜中，温度升至80℃，当反应单体转化率趋于恒定时，升温至90℃，保温45分钟。然后将PH值调到8-9，冷却至40℃，对聚合物进行过滤即可。粉料将物质按比例放入搅拌器中，搅拌30分钟左右，均匀即可。

液料每袋10kg封装，粉料每袋8kg封装，然后按1:0.8比例封装在一个包装桶内，现场按1:0.8比例直接调配即可使用。

2.4高分子聚合物防水涂料的性能特点

高分子聚合物防水涂料可以看做是聚合物水泥基防水涂料的升级材料，除了继承了聚合物水泥基材料的所有优点之外，同时还兼具一些自有性能特点。使用前，除了对基面进行常规处理外，基面一定要浇充足的水，因为混凝土基面一般都有大量的气孔，让土建专业全部封堵，难度太大，通过浇水，让水渗入气孔中，使气孔中空气排出，以免造成因气温升高，空气膨胀，防水层起鼓现象。另一方面，材料需要以水作为引导，使高分子物质和硅酸盐水泥渗入到基面微孔和细缝中，固化结晶后，与基面紧密结合在一起，形成“皮肤式”防水层，大大提高粘接强度，而不像一般防水材料，仅仅粘接在基面表层。浇水作业以基面吸水基本饱和，基面表面潮湿但无明水为标准。

由于丙烯酸乳液具有抗紫外线照射，耐热性好的特点，所以这种材料可在室外自然环境下使用，可在钢结构厂房屋面、老旧小区屋面直接涂刷，无需保护层覆盖，节省材料和人工。

这种材料以水（苯丙乳液中含水约30%）作为溶剂，属于水溶性材料，在施工中同样需要水起到辅助引导作用，所以，也是亲水性材料，通过助剂的改性调配，新的聚合物分子结构更加稳定，不怕水长期浸泡，水的浸泡反而使材料与基面的结合更加牢固。内防水工程是防水工程的一个难点，沥青基的油性材料与基面的黏结面被水长期浸泡都会出现剥离、脱落现象，需要选择粘接强度高的亲水性材料才能满足粘接要求，所以，这种材料可以很好地应用于内防水工程。

3.高分子聚合物防水涂料的应用

3.1高分子聚合物防水涂料应用的调研与验证为了更好地对高分子聚合物防水涂料性能进行验证，对其工程应用案例进行了详细调研，防水材料的性能是防水工程质量保证的关键。在伸缩缝、管根、龟裂纹等特殊部位结合非固化嵌缝胶（非固化胶具有很强的弹性，可以适应热胀冷缩产生拉力）使用，会产生很好的防水效果。

3.2机械喷涂施工方法的应用

当施工作业面积大时，高分子聚合物防水涂料采用了机械喷涂方式进行施工，使用双管专业喷涂机，用一个喷管中的压缩空气，将另一个喷管中的物料喷射而出，在喷枪出口处进行雾化，喷涂在基层表面，节省了大量人力及工期。

结语

本文以高分子聚合物防水涂料基本研发生产理论为基础，重点根据材料工程实际应用情况对其性能特点、性能优势、应用场所等情况做了详细论述。高分子聚合物防水材料即具有一般防水材料性能，可广泛应用于厨房、卫生间、屋面、地下等众多部位，还可应用于玻璃、金属、木材、地砖等多种建材表面，重点解决了在渗漏严重的潮湿环境下及基面条件较差条件下的防水维修难题，对从事防水专业的技术人员在设计、实施防水工程项目过程中，针对防水材料的选择、应用具有一定借鉴意义。

参考文献

[1]沈春林.建筑防水卷材[M].化学工业出版社，2004-01：152.

[2]邓超,李谷云等《聚合物水泥防水涂料》GB/T23445-2009：6.2.