原材料对丙烯酸酯防水涂料性能的影响

王俊达1，张永先2
（1.辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站，辽宁沈阳110003；2.辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳110003）

1 引言
防水涂料是指能防止雨水或地下水渗漏的一类涂料，主要用于屋面、地下建筑、浴室、厕所、卫生间、厨房、粮仓、水库等多水、潮湿场合的防雨、防水和防潮。随着建筑业迅速发展，建筑涂料作为一种新型建筑材料也随之活跃起来。但近20 年来，由于涂料助剂的研究和生产在国内处于低水平，使涂料技术一直在较低水平徘徊。近几年，以丙烯酸酯共聚乳液为基料的防水涂料，因其耐酸性、耐碱性和不适水性好，低温柔韧性佳，耐候耐久性能优异，无环境污染，与水泥制品附着力好．施工方便等诸多优点，已较广泛地用于许多重要的工业与民用高层建筑的屋面防水，使用年限可达15 年以上。

2 实验方案
2.1 原材料
纯丙乳液，苯丙乳液，醋丙乳液，聚醋酸乙烯；钛白粉，工业级；滑石粉，工业级；碳酸钙，工业级；分散剂，天格化有限公司；增稠剂，消泡剂等，中佳化工有限公司。

2.2 实验方法
涂料制备工艺如图1 所示：

3 性能测试
3.1 基本性能测试
外观：乳液呈乳白色带较明显兰光，无凝聚物。
拉伸强度： 0.86MPa 钙离子稳定性：不絮凝，不分层
固体含量：称量法， 50± 2％
机械稳定性：稳定无析出物
断裂伸长率： 970%
粘度： 800—1 600 mPa·S
pH： 8—9

3.2 使用性能测试
经测试，防水涂层的耐粘污性、耐老化性、耐热性、、低温性能、耐酸性、耐碱性均达到国家一等品标准。
4 影响防水涂料性能的因素
4.1 乳液种类和用量对防水涂料性能的影响
本文选择了四种乳液进行了对比试验，并对其不同用量对乳液涂料性能的影响进行了试验，由表2 可知：纯丙乳液、苯丙乳液作为防水涂料的主要成膜物质具有较好性能[1,2]。

4.2 颜填料对涂料性能的影响
根据涂料的不同种类和要求，我们对颜填料添加量对涂料性能的影响作了试验。从表3 中可以看出随着颜填料的增加，涂料的光泽下降，形成了不同种类的涂料；颜料的添加量直接影响乳
液涂料的对比率（遮盖力），颜料加量达到15%，才能满足于应用的要求（标准要求对比率为0.93）；在临界PVC 之前，因颜料增强效果，涂膜的抗拉强度随着PVC 增加而升高，直到临界PVC 时，抗拉强度达到最大。但是，如果超过临界PVC,由于涂膜内部出现基料聚合物没有能充满的空隙，因此抗拉强度将随着PVC 的增加而降低。延伸率则呈现相反的趋势，在临界PVC 之前是，延伸率随着PVC 的增加而急剧降低，但超过临界PVC,变化就变得缓慢了[3,4,5

4.3 各种助剂对乳液涂料性能的影响
分散剂可吸附于颜填料表面，通过双电层/屏蔽作用，使其分离并保持不重新凝聚，可使颜料及填料的二次颗粒分散成初级颗粒，并使其保持稳定；润湿剂降低体系表面张力，使颜填料表面
易于被连续相亲合，导致颜填料颗粒的分离；由水、乳液和颜料、填料构成的体系粘度低，各种材料的比重不同，在涂料制备、贮存和施工方面不能满足要求，因此在乳液涂料中必须添加增稠剂，以改善涂料的流变性能和储存稳定性。常用的增稠剂为HEC，丙烯酸类共聚物和缔合型聚氨酯。单独使用任何一种增稠剂均不能满足于良好的开罐性和流平性的统一，必须配合使用；酯醇是较好的成膜助剂，其添加量为乳液固体含量的1%-10% [6]。

4.4 不同颜基比的拉伸强度
不同的颜料和填料与乳液的比称为颜基比。不同的颜基比对涂料的拉伸强度影响不同。选用163 乳液，在加入同样的水和助剂下，对其作拉伸试验，从中可以找出最佳的颜基比，从而可以确定涂料大致的配方。从图2 中，可以看出随着颜基比的不断增加，其拉伸强度也由0.286 递增到到0.608。这是由于颜填料起到填充的作用，使涂料更加致密，对其强度有明显增加。颜基比的增加，也就是颜填料比重的增加，因而，涂料的拉伸强度也会增加[7,8]。

4.5 纯丙乳液与163 乳液混合不同配比后的拉伸强度和断裂延伸率
为了互相弥补不足，并考虑经济性（纯丙乳液价格贵，而163 乳液价格便宜），在众多乳液中选纯丙乳液和163 乳液两种乳液为主要研究对象。两种乳液进行混合试验，并对其性能进行测试。通过观察图3，我们可以看出随着纯丙乳液所占比例的增加，其拉伸强度也在增加，并趋向线性增加。随着纯丙乳液加入量的增加，其断裂延伸率明显下降。这是由于纯丙乳液强度高，脆性大；而163 乳液具有高弹性，但强度不高，当两者互相混合后，表现出拉伸性能和断裂延伸率都介于两者之间，综合性能好，通过分析得出，20%纯丙乳液和80%的163 乳液混合时的拉伸性能和断裂延伸率综合性能最佳[9]。