用于聚合物水泥防水涂料中的新型VAE乳液性能初析

聚合物水泥防水涂料是由有机聚合物乳液和无机粉料组成的双组分防水体系,其中,乳液的品种、性能与用量对材料的最终性能有极大的影响。当前很多厂家都在防水体系中使用一些常见的乳液,并添加有…

聚合物水泥防水涂料是由有机聚合物乳液和无机粉料组成的双组分防水体系,其中,乳液的品种、性能与用量对材料的最终性能有极大的影响。当前很多厂家都在防水体系中使用一些常见的乳液,并添加有机助剂来提升乳液的性能,以提高材料的最终性能。但是助剂的加入会引入一些有机挥发物,尤其是在室内使用时,此类挥发物将成为室内空气污染的一部分。HJ 457—2009《环保标志产品技术要求防水涂料》明确规定,聚合物水泥防水涂料和单组分聚合物乳液防水涂料产品中不得人为添加下列物质:1)乙二醇醚及其酯类:乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇、乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯。2)邻苯二甲酸酯类:邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)。3)表面活性剂:烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、支键十二烷基苯磺酸钠(ABS)。4)酮类:3,5,5-三甲基-2-环乙烯基-1-酮(异佛尔酮)。5)有机溶剂:二氯乙烷、二氯甲烷、三氯乙烷、四氯化碳、正已烷。6)二元胺:乙二胺、丙二胺、丁二铵、正已铵。同时规定,单双组分防水涂料VOC:≤10.0 g/L;甲醛≤100.0 mg/kg。邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)是聚合物水泥防水涂膜体系中应用非常广泛的一种助剂,而该环保标准明确规定其不能再使用。缺少了DBP 的聚合物水泥防水体系,如何保证其柔韧性,将是一个新的课题。塞拉尼斯提供的新型VAE 乳液,为此问题提供了解决方案。

1 原材料
试验选用了塞拉尼斯提供的3 种不同Tg 值的新型VAE 乳液,其基本性能见表1。
表1 3 种VAE 乳液的基本性能

试验选用了3 种粉料,其配比见表2。
表2 粉料配比

根据JC/T 894—2001《聚合物水泥防水涂料》行业标准相关要求,测试标养、耐热和耐碱3 种养护条件下防水涂膜的拉伸强度及延伸率。测试中液体组分与粉体组分的混合比例为1∶1,其中液体组分的配比见表3。

2 试验结果
2.1 无处理条件下粉体中水泥掺量对防水涂膜性能的影响
将粉体与液体组分按比例混合, 高速分散搅拌5min(搅拌机转速为400 r/min),将拌和均匀的浆料在膜腔厚度为1.5 mm 的模具中制膜。试验均一次成膜。24 h 后脱模,脱模后的试样在标准条件下放置168 h,然后在(50±2)℃的干燥箱中处理24 h,取出后置于干燥器中,在标准条件下至少放置2 h,然后用切片机裁切成试件。测试其拉伸强度与延伸率,此为无处理条件下防水涂膜的强度与延伸率。
图1 为表1 所示的3 种乳液应用于防水涂膜中,无处理条件下防水涂膜的延伸率数据。所采用的液体配方中没有任何增塑剂成分。从图1 数据可以看出,乳液B 与乳液C 很轻松就可以达到JC/T 894—2001 标准中II 型产品的延伸率要求(≥80%),比起最常用的乳液A,延伸率有近一倍的增长。

图2 是同等条件下,防水涂膜的拉伸强度数据。在不同粉体水泥量的情况下,其拉伸强度基本都能达到JC/T 894—2001 标准中II 型产品的要求(≥1.8MPa)。

对于VAE 基的防水涂膜,强度高是其优势之一,延伸率则相对较弱。笔者曾对市场上常见的VAE 乳液作过测试,这些常见的VAE 乳液在不添加增塑剂的情况下,基本无法达到JC/T 894—2001 标准中II型产品的延伸率要求。而根据本研究结果,塞拉尼斯提供的VAE 乳液B 与乳液C,在没有增塑剂的情况下也能很轻松达到标准要求。
2.2 热处理条件下粉体中水泥掺量对防水涂膜性能的影响
将防水涂膜在标准条件下养护,按测试要求制成试件,置于(80±2)℃恒温烘箱中处理168 h,冷却至室温,然后测试其拉伸强度与延伸率。图3 是表1 所示的3 种乳液应用于防水涂膜中,在热养护条件下防水涂膜的延伸率数据。同样,乳液B 与乳液C 在没有加入增塑剂德条件下,其延伸率都有非常不错的表现。

图4 是同等条件下,防水涂膜的拉伸强度数据,3种VAE 乳液配置的聚合物水泥防水涂料的拉伸强度基本都能达到JC/T 894—2001 标准中II 型产品的要求(≥1.8 MPa)。

2.3 碱处理条件下粉体中水泥掺量对防水涂膜性能的影响
将防水涂膜在标准条件下养护后切成120 mm×25 mm 的小块,置于(23±2)℃的碱液中(碱液为0.1%的NaOH 水溶液中加入氢氧化钙至饱和状态),浸泡168 h 后取出,用水冲洗并擦干,在标准条件下放置4 h,然后测试其延伸率与拉伸强度。图5 为表1 所示3 种VAE 乳液应用于防水涂膜中,碱处理条件下防水涂膜的延伸率数据。同样,乳液B 与乳液C 在没有加入增塑剂的条件下,其延伸率都有非常不错的表现。

图6 是同等条件下防水涂膜的拉伸强度数据。该数据表明,其拉伸强度基本都能达到JC/T 894—2001 标准中II 型产品的要求。

3 结论
1) 从整体来讲,VAE 基的聚合物水泥防水涂膜有极好的拉伸强度,很轻松就能达到2 MPa 左右,即粉体组分中的水泥掺量对涂膜的拉伸强度影响很小。
2)普通VAE 基聚合物水泥防水涂膜在延伸率上的表现相对较弱。本研究所采用的3 种塞拉尼斯VAE 乳液中,乳液B 与乳液C 在没有增塑剂加入时,在无处理、热处理及碱处理条件下都能轻松地达到JC/T 894—2001 中II 型产品的延伸率要求。
3)因配方中无需加入增塑剂,符合环保要求。塞拉尼斯的这两种VAE 新产品(乳液B 与乳液C)将成为应用于环保型VAE 基聚合物水泥防水涂膜较为理想的选择。

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