改性MD聚合物防水涂料的性能与应用

　　1.前言

　　建筑防水涂料分油性涂料和水性涂料两大类。油性涂料主要是聚氨酯防水涂料和聚脲防水涂料,油性涂料的涂膜耐水性能优异,但含有大量的有机溶剂,施工现场易燃且对工人健康危害大,在现实中越来越难推广。水性涂料主要是有机高分子乳液类防水涂料,无毒不易燃,越来越受到施工工人的欢迎,但其涂膜耐水性远不及油性涂料,在长期水浸的情况下,涂膜易溶胀从而逐渐失去防水性能,所以,提高水性涂料的耐水性能成了防水行业致力解决的问题。

　　在兼顾水性涂料其它性能的同时,为提高水性涂料涂膜的耐水性,主要从以下几个方面做工作:(1)选择耐水性能好的高分子乳液:人们选择了以聚丙烯酸酯乳液为主要成分的高分子乳液,并通过比较不同企业生产的聚丙烯酸酯乳液涂膜的耐水性和其它性能,确定高分子乳液供应商。(2)选择耐水性好的填料:人们逐步抛弃了惰性填料,放弃了生产单组份聚合物乳液防水涂料,选择可参与固化反应的水泥作为填料,生产双组份水性防水涂料。(3)选择水泥的掺加比例:聚合物乳液与水泥混合,随着水泥比例的增加,涂膜的耐水性越来越强,柔韧性越来越差,从而衍生出聚合物水泥防水涂料Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型产品以及聚合物水泥防水浆料Ⅰ型和Ⅱ型产品,过渡到聚合物防水砂浆。在这一过程中,防水涂膜逐步由水泥改性聚合物过渡到聚合物改性水泥,从最初的以聚合物为连续相、水泥为分散相过渡到水泥为连续相、聚合物为分散相。

　　2.技术特点

　　郑州赛诺建材有限公司生产的改性MD聚合物防水涂料为双组份材料,甲组分为聚合物乳液以及改性助剂,乙组分为水泥及其它填料。

　　改性MD聚合物防水涂料具有三个技术特点:(1)在基层表面生成耐水性好的柔性防水涂膜:第一,甲组分选择了耐水性好的防水乳液;第二,乳液中添加的憎水性助剂可以降低涂膜吸水率,从而提高了涂膜的耐水性;第三,涂膜以水泥为填料,有利于提高涂膜耐水性。第四,该产品执行《聚合物水泥防水涂料》GB/T23445-2009中Ⅱ型产品的技术指标要求,涂膜具有不小于1.8Mpa的拉伸强度和不小于80%的断裂伸长率。通过上述四个措施,改性MD防水涂料在基层表面形成一道耐水性能较好的柔性防水涂膜。(2)在混凝土表层形成一道刚性防水层:涂料中添加的憎水性助剂和其它改性材料,可渗入混凝土基层0.5~1mm深,提高混凝土表层的密实性,并赋予混凝土表层具有憎水性能,形成了一道刚性防水层。(3)混凝土裂纹自动愈合性能:按照《水泥基渗透结晶型防水材料》GB18445-2012进行性能检测,检测报告显示,该产品可使混凝土基层具有二次抗渗性能,说明该产品可使混凝土微孔隙自动愈合。

　　2.1防水机理

　　使用该时,将甲乙组分按照1:2.5的比例均匀混合,把混合料涂布在基层上。乳液中的水有三个去向:(1)挥发到空气中;(2)与水泥发生化学反应;(3)向基层中渗透。

　　随着水分的消失,混合料在基层表面结成了一道柔性防水涂层,部分憎水性助剂留在涂膜中,与空气中的二氧化碳和混合料中的水分发生化学反应,生成带有烷基和硅羟基的新物质,这种新物质通过自身的硅羟基快速聚合,生成具有憎水性的聚硅氧烷,从而提高了涂膜的耐水性。

　　渗入基层中的水分,携带着该产品中的水溶性改性剂,改性剂有数种,其中就有带活性基团的憎水性助剂。憎水性助剂渗入基层毛细孔后,与水、二氧化碳气体以及基层中的碳酸根离子发生化学反应,同样生成带有烷基和硅羟基的新物质,新物质中的硅羟基通过自身聚合以及和混凝土表层中的羟基聚合,在毛细孔内表面生成不溶于水且具有憎水性的聚硅氧烷,在这一过程中,吸水性的羟基消失,憎水性的烷基分布在混凝土未孔隙内表面(图1),使混凝土的密实性得到提高,并赋予基层表面和毛细孔内表面憎水性能。因聚硅氧烷和混凝土基层之间存在化学键结合,可牢固的粘结在混凝土基层上。

 

　　

　　因此,MD改性聚合物防水涂料形成了两道防水层:(1)聚合物水泥柔性防水涂层;(2)混凝土基层表面刚性防水层。

　　2.2产品性能

　　2013年6月,河南建院建筑材料检测有限公司依据《聚合物水泥防水涂料》GB/T23445-2009和《水泥基渗透结晶型防水材料》GB18445-2011对改性MD聚合物防水涂料进行了检测(报告编号20130618003),其产品性能见表1.

　　表1改性MD聚合物防水涂料的性能指标

 

 

　　检测报告显示,该产品不仅符合《聚合物水泥防水涂料》GB/T23445-2009中Ⅱ型产品的技术要求,而且二次抗渗性指标显示产品中的改性剂可使混凝土裂纹具有自动愈合功能。

　　在郑州赛诺建材有限公司进行的产品性能测试中,剥离试块表面的防水涂层,在基层表面滴水,显示出试块表层具有增水性能(见图2),将试块破碎,浸入水中,可观察到试块表层0.5~1mm厚度的表层不吸水,呈干燥状态,而试件其它部位完全被水浸湿。

　　图2 试块表面的憎水性能

　　3.操作要点

　　3.1 基层要求

　　改性MD聚合物防水涂料适用于混凝土、砂浆、砖石基层,要求基层坚固、平整、干净、无明水。

　　基层表面的疏松层、钢筋头、灰疙瘩应予剔除,可采用钢刷、抛光机、凿子、铁锤等施工工具。基层表面的孔洞、凹槽,应采用本产品甲组分拌合水泥砂浆抹平。通过基层处理措施,做出平整、坚固的基层。基层表面平整,容易控制涂层厚度的均匀性。基层表面坚固,有利于提高涂层与基层的粘结强度。

　　虽然本产品可以在潮湿的基面上施工,但处于干燥状态的基层,更有利于水把携带活性基团的改性剂带入基层内部,有利于形成较厚的刚性防水层。

　　3.2环境要求

　　与大多数聚合物水泥类防水涂料施工的环境条件要求相似。应用本品时,环境温度应在5℃~40℃之间,不应在高湿度环境和雨天施工。温度低于0℃时,涂料结冰不能成膜,温度在0℃~5℃之间,不利于涂料中的水分挥发,温度高于40℃时,拌合料表面快速失水结膜,内部的水分挥发受阻,易造成涂膜起鼓;在高湿度的环境中,不利于水分向空气中挥发,涂膜难以形成;在雨中施工,涂层未形成时拌合料就被雨水冲走。采用喷涂工艺施工时,不得在5级以上大风下施工,以免拌合料料被吹得四处飞溅。

　　3.3施工工艺

　　涂布改性MD聚合物防水涂料可采用刮涂法和喷涂法施工,采用多遍成活工艺。在基层上涂布涂料后,水分在向大气会发的过程中,会在涂膜上形成微孔,影响涂膜的不透水性,采用多遍成活工艺时,第二遍涂布的涂料可以封闭第一道涂层上的微孔,第三遍涂布的涂料可以封闭第二道涂膜上的微孔,以此类推,通过多遍涂布,最终获得一定厚度的不透水性防水涂层。

　　3.3.1细部处理

　　在管根、阴阳角、分格缝等易变形的基层部位,采用一布两涂施工工艺,在细部节点部位涂布胎体增强附加层,胎体材料可选用网格布。在易变性部位采用胎体增强,目的在防止涂层产生0延伸断裂现象,对于任何高延伸性的涂层,都难以抵挡基层细微的开裂。当基层产生细微的开裂时。使粘结在其表面的涂层产生无限大的拉伸,由于任何涂层都不可能有无限大的延伸性,所以,基层开裂时,涂层必遭破坏。当涂层中含有胎体增强材料,基层开裂时,胎体下的涂层被拉断从基层上剥离,胎体上的涂层完好无损,从而保证涂膜的完整性。

　　3.3.2大面积涂布

　　在工程现场,细部节点之外基层也会产生开裂,开裂的位置无法预计,为防止涂层产生0延伸断裂现象,也应先采用一涂一布工艺铺设胎体增强材料,然后开始大面积涂布。

　　将甲组分放入拌料桶中,用手提式电动搅拌器边搅拌边徐徐加入乙组分,甲乙组分控制在1:2.5,搅拌均匀,形成拌合料。采用一涂一布工艺,用拌合料铺设胎体增强层,然后用喷涂设备将拌合料均匀喷涂在胎体增强层表面,也可用橡皮刮板、毛刷或滚刷将拌合料均匀刮涂在胎体增强层表面。第一遍涂料成膜后,涂布第二遍,以此类推,经3~5遍涂布,形成一道致密的、达到设计厚度的防水涂层。

　　拌合料应在30分钟内用完,拌合料变稠时,应对拌合料加强搅拌,不得加水稀释。

　　4结束语

　　郑州赛诺建材有限公司自2013年初成功研发改性MD聚合物涂料后,先后在马鞍山某地下车库顶板和外墙、洛阳某消防水池、青岛某小区卫生间等工地进行了施工,达到了预期的防水效果,对于该产品的长期防水性能,尚应进行进一步的观察和总结。