淺談聚合物水泥防水涂料的成膜機理及應用探討

梁志豪

科順防水科技股份有限公司 廣東 佛山 528300

前言

聚合物水泥防水涂料是以水泥和聚合物乳液作為主要原料制成，又被簡稱為JS防水涂料(J代表的是聚合物，S代表的是水泥）。JS防水涂料為綠色環保材料，其基礎功能比如性能、耐老化性、防水壽命等方面十分優異，并且比起其他種類涂料，在其彈性、延伸率、操作的安全性、成膜效果、美化裝飾等方面也是優勢明顯。適用范圍也極其廣泛，比如有飾面材料外墻的防水，斜面和頂面上的施工。

1 聚合物水泥防水涂料的防水與成膜機理

1.1 防水機理

調查目前市場上已有的防水涂料，發現其防水機理主要可分為兩大類：一類是物理結合，也就是通過聚合物在建筑表面形成完整的涂膜，固化后阻擋水分子的滲透；另一類是化學結合，則是通過憎水作用，靠涂料中的憎水分子與助劑和空氣中的CO2和水反應，最終形成致密的保護膜來防止水分透過。聚合物水泥防水涂料是柔性防水涂料，通過化學結合方法也就是用涂膜來阻擋水的透過的。聚合物乳液和水泥均勻共混攪拌，無機粉料的水化反應及其物化性質形成高強堅韌的防水涂膜。許多高分子材料在混合涂抹干燥后會形成完整連續的膜，但是固體的分子與分子之間不會緊密結合，總會存在一些間隙，單從間隙寬度來講，單個的水分子是可以從中通過的，但是由于氫鍵之間的互相作用形成一個水分子團，也就是說出現締合狀態。這樣，締合水分子團就很難通過高分子之間的間隙，但是空氣分子可以進入這些空隙，形成了聚合物水泥涂料防水又透氣的特性。

1.2 成膜機理

聚合物水泥防水涂料是由聚合物乳液和水泥組成的雙組分產物，因為水泥是一種活性極強的無機材料，當其與聚合物乳液中的一部分水接觸時會發生水化反應，反應析出氫氧化鈣晶體，并生成鈣礬石和其他凝膠體。與此同時，另一部分水會逐漸揮發至大氣中使乳膠脫水，促進聚合物顆粒進一步粘連在一起[1]。就在這個不斷與水發生水化反應及失水的過程中交聯成膜，最終形成立體網狀結構。粉料與液料進行一定比例的混合攪拌時，水泥顆粒與聚合物微粒的互相包覆就是聚合物水泥防水涂料的成膜機理。

2 影響聚合物水泥防水涂料的性能因素

第一，聚合物乳液用量配比,由于聚合物水泥防水涂料性能主要由聚合物乳液來決定，但并不是膠乳的用量越大越好，而是粉料與水料達到一個合適的配比，嚴格按照涂料產業規定配比混合才能使其性能達到最優；第二，外界溫度,溫度是影響防水涂料性能的主要因素之一，溫度過低會造成脆性破損，而過高又會使材料彈性改變，造成變形；第三，涂膜厚度,再好的防水材料都需要一定的涂層厚度和涂覆遍數，否則都會對延伸率造成一定影響,使拉伸強度變差；第四，溫濕度,涂料的成膜和防水都依靠水分的揮發與水化反應，溫濕度會直接影響到水分的揮發，所以要保持適宜的施工溫濕度，也要考慮其聚粉比，聚灰比，液粉比等值[2]。

3 聚合物水泥防水涂料測試的注意事項

除了以上提到的配方影響因素，在聚合物水泥防水測試過程中的一些細節也會影響測試結果，具體注意事項如下：

3.1 養護

為了保證涂膜達到預期技術標準并延長使用壽命，要依據一定的養護標準對其進行養護工作。施工溫度一般在5℃～35℃之間，濕度在50%～70%之間；養護溫度與濕度則與施工時不同，最佳溫度最好在21℃～25℃之間，最佳濕度45%～70%。但是由于夏季冬季的氣候差異，還需要根據實際氣候情況采取不同的養護標準。由于聚合物水泥防水涂料包含兩個體系，分別是有機高分子體系和無機高分子體系，兩個體系在不同的環境中互相作用。在溫度方面，較低的溫度會使聚合物高分子鏈凍結，反之，較高的溫度會促進其移動；在濕度方面，聚合物水泥防水涂料的成膜和防水需要水分的揮發，所以干燥的環境較為適宜，但是水化作用則需要相對潮濕的環境。所以，相對潮濕的環境和較高的溫度比較適宜養護工作的進行。

3.2 涂膜厚度

防水涂料必須具有一定的厚度儲備，才能有適宜的耐久性、抗滲性及延伸率。為保證這些性能的優異，一定要控制涂膜厚度，而在實際工程中，有時只追求涂覆次數而忽略厚度把關，造成拉伸強度與延伸率的弱化[3]。施工中應嚴禁厚涂并分次涂覆，每次間隔時間以涂覆后形成的涂膜干燥后為基準。較厚的涂層，其內部的氣泡會比較大，甚至貫穿涂層內部；較薄的涂層也會出現問題，其內部氣泡雖較小且為封閉狀，但是會造成涂膜強度減小。最佳涂膜厚度一般在1.5～2.0mm之間。不同的涂覆方法會對產品的合格性產生影響，所以一定要選擇合適的涂覆工具，嚴格按照涂覆標準進行施工，保證聚合物水泥防水涂料的防滲性、耐久性、延伸率等。

4 結束語

由于其使用范圍廣、無毒害無污染、性能優良、抗滲性強、耐老化等優點，聚合物水泥防水涂料已經成為工程中備受青睞的環境友好型產品。對于聚合物水泥防水涂料的深層次研究有助于使其在以后的工程中發揮更大、更優異的作用。為此我們應當規范施工工藝，正確掌握其性能、成膜原理、防水原理及影響因素，進一步研發高性能聚合物水泥防水涂料，奠定我國在防水涂料的市場基礎。

參考文獻

[1] 戴飛亮,胡劍青,涂偉萍.聚合物水泥防水涂料的成膜機理及應用[J].新型建筑材料,2016,43(5):116-119.

[2] 林良,邱談,張海慧,等.聚合物水泥防水涂料粘結強度的影響因素探討[J].中國建筑防水,2016,3(10):5-7.

[3] 黃凱,王會元,羅偉新,等.不同處理方式對聚合物水泥防水涂料拉伸性能的影響研究[J].中國建筑防水,2016,5(24):1-4.