摘要：介绍了聚合物乳液防水涂料的配方，讨论了不同聚合物乳液对防水涂料性能的影响。实验表明：丙烯酸防水涂料断裂延伸率较大，储存稳定、抗冻性好，但吸水后溶涨率较大，不适合长期浸水的工程使用；VAE防水涂料断裂延伸率和粘接强度都能达到国标，在水中浸泡后溶涨率较小，但低温柔韧性较差，不适合北方较冷地区使用；由丙烯酸和VAE乳液混合配制的防水涂料性能居中。
关键词：聚合物乳液；聚丙烯酸乳液；VAD乳液、防水涂料
0 前 言
聚合物乳液防水涂料由于不含有机溶剂，无环境污染，防水性能较好，越来越受人们的重视，应用正逐年增加。特别是受室内VOC的限制，使聚氨酯防水涂料在厕卫间的应用迅速减少，而聚合物乳液防水涂料的应用则随之增加[1]。但是不同聚合物乳液防水涂料在性能上相差较大，了解它们的性能，对生产和应用都具有较大的实际应用价值。
1 实验部分
1.1 原材料及配方(见表1)
表1 原材料及参考用量
┏━━━━━┳━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━┓
┃原材料名称┃ 规格 ┃ 产地 ┃ 质量分数 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃聚合物乳液┃ 工业级 ┃ 北京东方化工厂 ┃ 20～70 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 成膜助剂 ┃ 工业级 ┃ 北京东方化工厂 ┃ 5～20 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 分散剂 ┃ 工业级 ┃ 河南化工二厂 ┃ 1～5 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 增塑剂 ┃ 工业级 ┃ 河南化工二厂 ┃ 1～5 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 流平剂 ┃ 工业级 ┃ 开封化工三厂 ┃ 1～5 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 增稠剂 ┃ 工业级 ┃ 北京 ┃ 1～5 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 填料 ┃ 工业级 ┃ 河南 ┃ 20～40 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 防腐剂 ┃ 工业级 ┃ 浙江 ┃ 0.01～1 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 防霉剂 ┃ 工业级 ┃ 上海 ┃ 0.01～1 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 消泡剂 ┃ 工业级 ┃ 上海 ┃ 0.01～1 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 水 ┃ 自来水 ┃ ┃ 10～20 ┃
┗━━━━━┻━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━┛
1．2 生产工艺流程
聚合物乳液防水涂料生产工艺流程为：水→分散剂、防腐剂、防霉剂→填料→砂磨机研磨→聚合物乳液、成膜助剂、增塑剂、流平剂→增稠剂→消泡剂→检测→过滤→包装→成品。
2 结果与讨论
2．1 不同聚合物乳液对防水涂料性能的影响
聚合物乳液目前市面上品种较多，有聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、乙烯—聚醋酸乙烯(VAE)乳液、丁苯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、氯偏乳液等。就断裂延伸率和防水性能而言，只有聚丙烯酸酯乳液和VAE乳液符合防水涂料的基本要求，能应用于配制防水涂料[2]。目前这2种乳液的实际应用中也最多，本文就这2种乳液开展研究。
在其它条件不变的情况下，使用不同的聚合物乳液配制防水涂料，其基本性能检测结果见表2。
表2 不同聚合物乳液配制的防不涂料性能
┏━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┓
┃ 项 目 ┃继裂延伸率/％,≥┃ 低温柔性(Φ10mm棒)┃
┣━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫
┃ JC/T864-2000标准要求 ┃ 300 ┃ -10℃，无裂纹 ┃
┣━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫
┃聚丙烯酸酯乳液 ┃ 750 ┃ -20℃，无裂纹 ┃
┣━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫
┃ 聚丙烯酸酯+VAE乳液 ┃ 450 ┃ -10℃，无裂纹 ┃
┣━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━┫
┃ VAE乳液 ┃ 350 ┃ -10℃，断裂 ┃
┗━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┛
注：测试数据由河南省建筑研究院防水涂料室检测。
由表2可知，以聚丙烯酸酯乳液、VAE乳液或由聚丙烯酸酯和VAE乳液混合为基料配制的防水涂料，断裂延伸率都能符合行业标准要求。而VAE防水涂料低温柔性达不到行业标准。这就提示我们，用VAE乳液配制的防水涂料不适合在北方较冷地区使用。
2．2 乳液用量对防水涂料断裂延伸率的影响
在其它条件不变的情况下，以不同用量的丙烯酸乳液配制成防水涂料，其性能见图1。
图1 聚合物乳液用量对防水涂料断裂延伸率的影响
由图1可知，断裂延伸率随着聚合物乳液的增加而递增；当使用相同量的聚合物乳液时，3种乳液中聚丙烯酸乳液的断裂延伸率最大，VAE乳液最小，聚丙烯酸乳液与VAE乳液的共混物居中。这就提示我们，在某些变形性较大的工程中，应该首选丙烯酸防水涂料，而VAE防水涂料则达不到要求。
2．3 不同乳液对防水涂料储存稳定性的影响
按1．1的原材料及配方、1．2的生产工艺配制的防水涂料，在室温下存放，观察其变化，结果如表3。
表3 防水涂料储存稳定性
聚合物乳液 放置1个月 放置6个月
聚丙烯酸乳液 无沉淀、分层 无沉淀、分层
聚丙烯酸乳液＋VAE乳液 无沉淀、分层 分层
VAE乳液 沉淀、分层 沉淀、分层
由表3可知，聚丙烯酸防水涂料的储存稳定性最好，其次是聚丙烯酸乳液和VAE乳液共混配制的防水涂料，全部由VAE乳液配制的防水涂料随贮存时间的增长黏度逐渐变大，1个月后就出现分层、沉淀的现象。
2.4 耐水性实验
按GB／T16777—1997中8．1．4要求制作玻璃涂膜模具，按JC／T864—2000中5．4．2要求制作涂膜试样，截取试验所需试件。在室温(23±2)℃，相对湿度：45％～70％时，把试件放入水中浸泡，每隔一定时间取出，用干布擦干，称量并测量厚度。结果如表4～表9。
表4 丙烯酸乳液防水涂膜浸水后质量变化
序号 水中浸泡后质量变化/g 浸泡7d质量增加
0 7d 14d 21d 28d /g /%
1 13.148 14.841 15.280 15.496 15.805 1.693 12.9
2 11.483 13.260 14.118 14.540 14.912 1.777 15.5
3 11.980 13.954 14.740 15.220 15.433 1.974 16.5
4 15.032 17.310 18.111 18.752 19.310 2.278 15.2
5 11.709 13.200 13.930 14.552 14.964 1.491 12.7
6 10.596 11.990 12.581 12.978 13.185 1.394 13.2
7 12.679 14.586 15.366 15.718 16.002 1.907 15.0
8 13.301 15.288 16.012 16.602 16.963 1.987 14.9
9 11.091 12.998 14.107 14.899 15.295 1.907 17.2
10 10.996 12.905 13.814 14.425 14.997 1.909 17.4
表5 VAE乳液防水涂膜浸水质量变化
序号 水中浸泡后质量变化/g 浸泡7d质量增加
0 7d 14d 21d 28d /g /%
1 11.497 12.016 12.147 12.693 12.924 0.519 4.5
2 11.460 11.931 12.263 12.541 12.782 0.471 4.1
3 10.947 11.430 11.731 11.925 12.102 0.483 4.4
4 9.998 10.430 10.801 11.060 11.184 0.432 4.3
5 9.710 10.176 10.520 10.791 10.939 0.466 4.8
6 13.976 14.548 14.902 15.168 15.327 0.572 4.1
7 15.442 16.290 16.838 17.207 17.481 0.848 5.5
8 15.463 16.335 16.845 17.228 17.424 0.872 5.6
9 15.493 16.400 16.833 17.094 17.282 0.907 5.9
10 11.310 12.036 12.504 12.896 13.110 0.726 6.4
表6 丙烯酸乳液＋VAE乳液防水涂膜浸水后质量变化
序号 水中浸泡后质量变化/g 浸泡7d质量增加
0 7d 14d 21d 28d /g /%
1 17.618 19.032 20.010 20.660 21.152 1.414 8.0
2 17.946 19.850 20.993 21.761 22.216 1.904 10.6
3 16.645 18.028 18.902 19.624 20.162 1.383 8.3
4 12.972 14.258 15.132 15.800 16.218 1.286 9.9
5 12.433 13.700 14.542 15.150 15.515 1.267 10.2
6 10.998 12.029 12.847 13.421 13.794 1.031 9.4
7 17.180 19.128 20.182 20.981 21.489 1.948 11.3
8 13.014 14.454 15.166 15.800 16.241 1.440 11.1
9 13.842 15.174 15.854 16.360 16.745 1.332 9.6
10 13.651 15.074 15.829 16.357 16.725 1.423 10.4
表7 丙烯酸乳液防水涂膜浸水后厚度变化
序号 水中浸泡后厚度变化/mm 7d厚度增加
0 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d /mm /%
1 2.40 2.56 2.60 2.62 2.62 2.64 2.68 2.70 0.16 6.7
2 2.00 2.12 2.16 2.16 2.18 2.20 2.20 2.22 0.12 6.0
3 1.50 1.60 1.62 1.62 1.64 1.64 1.68 1.68 0.10 6.7
4 1.30 1.38 1.38 1.40 1.40 1.42 1.42 1.42 0.08 6.2
5 1.10 1.18 1.20 1.20 1.20 1.22 1.22 1.24 0.08 7.3
6 2.10 2.26 2.26 2.28 2.28 2.28 2.30 2.30 0.16 7.6
表8 VAE乳液防水涂膜浸水后厚度变化
序号 水中浸泡后厚度变化/mm 7d厚度增加
0 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d /mm /%
1 2.26 2.30 2.30 2.32 2.32 2.34 2.34 2.34 0.04 1.8
2 2.06 2.16 2.18 2.18 2.20 2.20 2.22 2.22 0.06 2.9
3 2.04 2.12 2.12 2.14 2.14 2.16 2.16 2.16 0.08 3.9
4 1.76 1.82 1.82 1.84 1.84 1.84 1.86 1.86 0.06 3.4
5 1.96 2.00 2.00 2.04 2.04 2.06 2.06 2.06 0.04 2.0
6 2.16 2.22 2.24 2.24 2.26 2.26 2.28 2.28 0.06 2.8
表9 丙烯酸乳液＋VAE乳液防水涂膜浸水后厚度变化
序号 水中浸泡后厚度变化/mm 7d厚度增加
0 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d /mm /%
1 2.48 2.60 2.64 2.64 2.68 2.70 2.72 2.74 0.12 4.8
2 1.88 1.98 1.98 2.00 2.00 2.02 2.02 2.02 0.10 5.3
3 1.50 1.58 1.58 1.60 1.60 1.60 1.62 1.62 0.08 5.3
4 2.50 2.60 2.62 2.62 2.64 2.64 2.68 2.68 0.10 4.0
5 1.82 1.90 1.94 1.94 2.00 2.02 2.02 2.04 0.08 4.4
6 1.80 1.88 1.88 1.90 1.90 1.92 1.92 1.94 0.08 4.4
由表4～表9数据可以明显看出，由VAE乳液配制的防水涂膜在水中浸泡后厚度和质量增加都较小，即在水中的溶涨率较小。它的耐水性、耐酸碱性和耐候性较好，价格也较便宜，但是它的断裂延伸率较小，不适合基层变形较大的工程；丙烯酸防水涂料的溶涨率较大，因此不适合长期在水中浸泡的工程中应用。它的最大优点是具有优良的耐候性、耐热性和耐紫外线照射性，在-30~80℃范围内性能无多大变化。断裂延伸性能好，能适应基层一定幅度的开裂变形；聚丙烯酸乳液和VAE乳液混合配制的防水涂膜溶涨率居中，它具有聚丙烯酸乳液和VAE乳液的共同优点，又弥补了它们的不足，是一种性能优良的防水涂料。
3 结 语
丙烯酸防水涂膜断裂延伸率大，抗冻性能好，储存稳定，在水中浸泡后溶涨率较大，厚度和质量增加率较多，不适合长期在浸水的工程；VAE乳液防水涂膜断裂延伸率小，在水中浸泡后溶涨率较小，厚度和质量增加率较少，但是低温柔韧性能差，不适合在北方较冷地区使用；聚丙烯酸乳液和VAE乳液混合配制的防水涂膜性能居中，无污染，性价比优良，是有推广前景的一类水性防水涂料。
参考文献：
[1] 宋新华．防水涂料耐水性能的研究．中国建筑防水，2005，(2)：14-16．
[2] 沈春林．建筑防水涂料．北京：化学工业出版社，2003，9． |
