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0 前言
近些年来，随着人们生活水平的不断提高，都越来越注重自己的家庭装修，墙面装饰是一个重要的装饰环节，高档涂料或是壁纸是大家关注较多的装修主材之一，其费用在整体装修费用中也占有相当大的比例。如果在选用了高档的涂料或是壁纸后，其配套辅材(腻子)质量不过关，将会后患无穷。即使使用好的非耐水腻子进行打底，其寿命仅能达到5 a，如果遇到屋内墙面潮湿的情况，其寿命更短。相比之下，如果使用耐水腻子，其寿命可以长达15 a以上。因此，普及耐水腻子将成为腻子行业一个重要的趋势。常见建筑腻子都有两种形态，一种是粉状，一种是膏状，耐水腻子也不例外。相比之下，膏状腻子使用方便，性能更易得到保证，但是与普通腻子膏相比，膏状的耐水腻子技术相对不够成熟，没有得到广泛的推广。本文主要从原料选择及其相应的作用方面进行研究讨论，目的在于通过对原料的系统了解和严格控制实现对耐水腻子膏质量的控制。
1 试验部分
1.1 原料及设备
重钙粉325目(河北曲阳)，灰钙粉两种(氧化钙完全消化和未完全消化)，羟丙基甲基纤维素HPMC(7.5万黏度，浙江中维)，VAE乳液(707K，瓦克)，杀菌防腐剂(BIT-10W，科莱恩)，分散剂(DA-4100，科莱恩)。
1.2 腻子膏制备
将搅拌罐中加入适量的水，然后加入杀菌剂、分散剂和VAE乳液，搅拌一段时间后将灰钙、重钙粉和HPMC混合后的粉料加入到水中，搅拌均匀即可得到耐水腻子膏。表1为基础配方及各成分的作用。
2 原料选择
2.1 分散剂
耐水腻子膏中使用了分散剂可以起到减水作用。一方面，降低了腻子施工后由于水挥发产生的收缩，通常在施工时里面含有20%～30%的水，施工后随着水分的挥发，腻子层就会开始收缩，腻子中含有的水分越多，其收缩就会越严重，到了一定的程度就会出现开裂的情况，所以腻子在保证施工的前提下，通过降低含水量可以降低其收缩率。通过试验发现，减水剂的加入可以将耐水腻子膏的含水量降低5个百分点以上。同时减水剂还可以提高腻子膏的流动性，有助于提高腻子膏的施工性。分散剂可以使用常规的乳胶漆分散剂，也可以使用液体的砂浆减水剂。
2.2 杀菌防腐剂的选择
耐水腻子膏必须考虑其贮存稳定性，因为体系中有乳液以及纤维素，因此长时间存放必然会被霉菌破坏，从而导致腻子膏变质，耐水腻子膏体系比较特殊，因为体系中使用到了灰钙，碱性非常强(pH值大于12)，因此通常使用的涂料杀菌剂(要求pH值小于9.5)在这个体系中不适用。建议选择适用于碱性环境的苯并异噻唑啉酮(科莱恩BIT-10W)作为防腐剂。
2.3 保水增稠剂的选择
腻子中常用的保水增稠剂有各种类型的纤维素，耐水腻子由于体系中含有大量的碱性物质，因此不能使用离子型的纤维素如羧甲基纤维素钠CMC，否则纤维素会与氢氧化钙水解产生的钙离子发生反应从而导致纤维素无法实现保水作用。综合性价比，选择羟丙基甲基纤维素，最佳用量控制在0.2%～0.4%，推荐使用5万～7.5万黏度的HPMC。因为内墙耐水腻子在室内施工，因此保水性方面要求没有外墙高，这种黏度的HPMC完全能够达到使用的要求，另外，黏度稍低的HPMC有利于施工。
2.4 VAE乳液对耐水腻子膏的影响
耐水腻子膏中添加VAE乳液功能和腻子粉体系中添加胶粉的功能一样，添加乳液后可以显著提高腻子与基材之间的粘结强度，原因在于亲水性的乳液可以向基体的孔隙及毛细管内渗透，乳液在孔隙及毛细管内成膜并牢牢地吸附在基体表面，从而保证了胶结材料与基体之间的粘结强度[1]。乳液的添加量控制在2%～4%，乳液添加量低无法局部连续成膜，从而无法形成交叉的网络，起不到应有的作用，但是如果添加量过高又会阻碍无机胶凝材料凝结，从而降低了耐水性[2]。
2.5 灰钙对耐水腻子膏的影响
2.5.1 灰钙质量的鉴定
灰钙粉是一种无机气硬性胶凝材料。化学名氢氧化钙[Ca(OH)2]，是由氧化钙(CaO)通过消化，再经过高速灰钙机粉碎、排渣、旋风提升而成。它之所以能够起到耐水作用主要是因为体系中含有的氢氧化钙吸收空气中的CO2碳化后构成紧密交织的碳酸钙结晶网。因此灰钙中的纯度是确定其质量的一个关键参数。
本文所说的灰钙纯度是指灰钙中氢氧化钙的含量。检测方法如下：
用分析天平称取样品0.5 g(精确到万分之一)放入锥形瓶，再称取4 g蔗糖加入(蔗糖的主要作用是可以加速氢氧化钙在水中的溶解速度)，加入40 mL新煮沸并冷却的蒸馏水(驱除二氧化碳)和小玻璃珠晃动搅拌15 min，然后用0.5 mol/L的盐酸(已标定)溶液滴定(酚酞作指示剂)，记录第一次达到终点所用盐酸的体积V(单位为mL)。氢氧化钙含量(X)计算如下：
X=3.7c · V/m ×100%
式中：c为盐酸浓度；m为称取的灰钙的质量。
在测定的过程中发现有两种终点现象，一种是到达终点粉红色消失不再重现，另一种是粉红色消失后放置几分钟又重现“( 返色”现象)，反复多次滴定才能最终达到粉红色消失不再重现。这种情况可以说明氧化钙未完全消化的灰钙当氢氧化钙被完全滴定后，下面反应由于生成物被消耗掉，从而使得反应继续向右进行：
CaO+H2O → Ca(OH)2
通过这样一个过程可以较为精确地计算出灰钙中氢氧化钙(第一次达到终点消耗盐酸的用量)和氧化钙(第一次达到终点后到完全滴定至不“返色”所消耗的盐酸用量)的含量。
2.5.2 灰钙成分对耐水腻子膏的影响
石灰消化的反应条件要求较高，消化时搅拌强度、石灰粒径、消化水温度以及H2O/CaO比等因素都会有很大的影响，常温条件下是无法让氧化钙完全消化的[3]。因此，消化工艺设备落后，都会导致生产的灰钙中残留氧化钙。理论上，氧化钙可以与CO2反应生成碳酸钙，但实际上反应程度非常微弱，也就是说氧化钙必须先消化成氢氧化钙才能和CO2反应，从而在腻子体系中起到耐水的效果。本文将灰钙粉按照是否含有氧化钙分为两种，分别进行了纯度检测，将滴定至终点后有返色现象的灰钙用水浸泡[(60～80)℃，生石灰的最佳消化温度]2 d，然后再次进行滴定，滴定结果与未浸泡前接近，说明氧化钙即使在加热条件下都很难消化，在耐水腻子膏中消化程度就更加微弱了，因此可以确定灰钙中的氧化钙对耐水腻子的耐水性几乎没有贡献。
在试验过程中，使用两种灰钙按照相同的配方制备成耐水腻子膏，放置1周后发现，含有氧化钙的腻子膏稠度发生了很大的变化，硬化严重，无法施工，无氧化钙的灰钙制备的耐水腻子膏则稠度没有发生变化。从这个结果来看，灰钙中的氧化钙在耐水腻子膏中有负面作用。分析原因如下：(1)灰钙中的氧化钙在腻子膏中存在时会缓慢消化，从而反应掉体系中部分的自由水；(2)消化的氧化钙会发生体积膨胀，从而产生增稠作用。由于这两方面的原因使得用这种灰钙制备的耐水腻子膏有后增稠“硬化”的现象发生。
从上面的结果可以看出在生产耐水腻子膏时，灰钙中的氧化钙非但不能起到耐水的作用，还对耐水腻子膏的贮存稳定性产生了负面影响，因此，可以根据纯度检测方法，一方面可以检测体系中氢氧化钙的含量，另一方面还能够检测体系中是否有未消化的氧化钙及其含量，在制备耐水腻子膏时杜绝使用含有氧化钙的灰钙。
2.5.3 灰钙添加量对耐水腻子膏的影响
耐水腻子膏之所以能够有耐水的效果主要是源于体系中含有的氢氧化钙，根据试验测试只要耐水腻子膏体系中纯氢氧化钙的含量大于10%，就能够达到JG/T 298－2010《建筑室内用腻子》中N型腻子规定“浸水48 h无气泡、开裂及明显掉粉”的要求。同时也建议体系中含有的纯氢氧化钙的含量不要超过20%，氢氧化钙含量高虽然能提高耐水性，但是也会造成腻子强度过高(性能过剩)，从而导致打磨性差，同时也有可能由于刚性强从而易产生开裂现象。通过本文推荐的检测方法，厂家可以在采购原料的环节选择出合格的原料，另外也可以将这种检验方法作为标准要求对供应商提供的原料作出约定(通常建议灰钙中氢氧化钙的纯度高于60%)。另外，根据检测出的灰钙纯度，生产厂家就可以自行调整配方。根据推荐的氢氧化钙添加量10%～20%。厂家可以在生产耐水腻子膏时每吨膏中添加10%/X～20%/X的灰钙(X为灰钙中氢氧化钙的含量)就能保证生产的耐水腻子膏的质量。
3 结语
制备耐水腻子膏的关键之处在于原材料的选择，本文通过试验确定了各个组分对耐水腻子膏的影响及其选择方法和添加比例，结论如下：
(1)耐水腻子膏中添加适量的分散剂可以降低其含水量，从而减少开裂情况发生。分散剂还可以提高耐水腻子膏的流动性，有利于施工。
(2)耐水腻子膏由于使用了灰钙作为无机胶凝剂，体系的pH值较高，因此需要选择适应较高pH值环境的防腐剂BIT-10W。
(3)耐水腻子膏中选择5万～7.5万黏度的HPMC可以起到很好的保水增稠作用，同时也有利于提高施工性能。
(4)耐水腻子膏中可以选择VAE乳液作为粘结剂，通过连续成膜可以有效提高腻子与基层之间的粘结力。相比与干粉腻子使用胶粉，腻子膏中使用的VAE乳液选择范围更加广泛。
(5)耐水腻子膏之所以能够有耐水的功能在于关键原料灰钙的使用。其耐水原理主要是依靠灰钙中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应碳化成结晶碳酸钙，从而具有耐水性。通过试验结果分析认为灰钙中未消化的氧化钙对耐水腻子膏的耐水性没有帮助，并且对其贮存性有负面作用。另外，本文给出了一种灰钙纯度的检测方法，以及根据纯度确定耐水腻子膏配方的方法，以便生产厂家借鉴。
