聚合物水泥防水涂料的制备及其性能研究

data-full-width-responsive="true"> 近几年发展起来的聚合物水泥基防水涂料，又称为JS防水涂料，是一种环境友好型高分子防水涂料，它是由无机胶凝材料和水性聚合物乳液两部分组成的，既有无机材料的刚性，又兼具聚合物的韧性和高粘结性，已经成为防水涂料发展的热点。但是并非所有的聚合物乳液均能与水泥进行复配。有的聚合物乳液的钙离子稳定性差，与水泥复合后容易导致乳液破乳而失效：有的与水泥的相容性差，水泥在乳液中分散不均，导致涂料性能下降。丙烯酸酯胶乳作为一种含有一C00H的聚合物．能够与水泥水化产物中的Ca(OH) 发生作用，从而能与水泥进行复配，制备出具有高强度、高耐水性的聚合物水泥涂料。本实验以丙烯酸酯胶乳为聚合物基体，掺人一些助剂进行改性，制成液料；以水泥及其他惰性填料组成粉料；通过调整液料及粉料的配方工艺．制备出具有高性能的聚合物水泥防水涂料。1 实验部分1．1 主要原料丙烯酸酯胶乳：I型．福州金凤涂料有限公司：白水泥、轻质碳酸钙、石英砂：市售产品；分散剂、消泡剂：工业级．均为市售产品。1．2 实验仪器及设备电子万能试验机：WDW～2型．济南试金集团有限公司：电热恒温干燥箱：101A一3型，上海东星建材设备有限公司。1．3 丙烯酸酯胶乳流变性的测定将丙烯酸酯胶乳置于旋转粘度计中测量其粘度及流变性能。1．4 防水涂料的制备先将丙烯酸酯胶乳与各种助剂掺合制成液料，白水泥与轻质碳酸钙、石英砂搅拌均匀制成粉料，然后将上述粉料及液料按比例混合均匀，按JC／T 8942001《聚合物水泥防水涂料》的要求制备成涂料试样。1．5 力学性能测试参照JC／T 894-2001《聚合物水泥防水涂料》，测定涂料试样的拉伸强度及断裂伸长率。1．6 吸水率的测定将涂料均匀地涂敷在6块大小为120 mm~50mmx0．5 mm的水泥板上，将其置于盛有蒸馏水的容器中，7 d后取出，擦干表面的水分。用分析天平分别称取试件浸水前后的质量，计算出其吸水率。2 结果与讨论2．1 丙烯酸酯胶乳的流变性分析流变性是高分子乳液的重要性能之一，在生产及应用高分子乳液的过程中，常常要求其具有与生产工艺相适应的流变性。因此，对丙烯酸酯胶乳的流变性进行研究具有很好的现实意义图1所示是丙烯酸酯胶乳的粘度与剪切速率之间的关系。从图1中可以看出，丙烯酸酯胶乳的粘度随着剪切速率的增加而迅速下降，当达到某一数值后，下降趋于缓和，呈现出切力变稀的现象。这说明本实验所采用的丙烯酸酯胶乳具有假塑性流体(Pesudoplasitc Fluid)的流变性质t 。对于乳液呈现出切力变稀的现象，我们认为这是因为丙烯酸酯聚合物分子链中含有-COOR、一0H、一C00H等极性基团，它们都能与水产生溶剂化作用以及氢键作用，从而在胶乳颗粒与水的两相界面上形成一定的作用力。当剪切速率增加时，这些作用力会遭到破坏，从而使得胶乳粒子的相对运动变得容易，表现出粘度下降；而当剪切力速率增加到一定程度后，作用力已经被完全破坏，粘度达到某一稳定值而不再继续降低。2．2 液粉比对涂料拉伸性能的影响液粉比是涂料中聚合物乳液量与所用粉料量之间的比值，它不仅影响到涂膜的各种性能，而且涉及到涂料的经济性，因此是一个重要的指标。图2为不同的液粉比对涂料拉伸强度及断裂伸长率的影响。从图2中可以看出，随着液粉比的增大，涂料的拉伸强度呈现出先升后降的趋势，并在液粉比为1时达到峰值1．15 MPa。这是因为：一方面，液粉比的提高，使得体系中的水量增多，涂料中水泥的水化反应也比较完全，使得涂料的拉伸性能不断提高；另一方面，乳液量增加后，体系中的颜填料体积浓度减小，容易导致涂料拉伸强度的急剧下降。因此，涂料拉伸强度的大小由两者互相竞争所决定。对于本实验研究，当液粉比小于1时，前者占决定因素，表现为拉伸强度逐渐上升：当液粉比超过1时，后者占决定因素，表现为涂料拉伸强度的迅速下降。涂料的断裂伸长率呈现出逐渐上升的趋势．这是因为一方面，聚合物的增加使得体系中的柔性成分不断上升：另一方面，聚合物能与粉料中的无机粉体形成网络结构，从而改善了无机粉料与聚合物的界面粘结，使得体系的断裂伸长率上升。