JS复合防水涂料配方指导

JS复合防水涂料配方指导

原材料用量(质量份)

乳液 100

分散剂 0.1-2

增塑剂 2-10

成膜助剂 2-10

pH调节剂适量

消泡剂适量

水泥 80-100

填料 20-40

性能：

配方指南：

一、各组分的作用

双组分聚合物水泥防水涂料由液料和粉料(固体)两部分组成。液料部分由高分子乳液、增塑剂、助剂组成。常用的乳液有VAE乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、丁苯胶乳、氯丁胶乳以及它们的混合物。粉料部分则由水泥、石英粉、粉煤灰、石灰、填料及助剂等构成。

我们选择乳液不仅要考虑到乳液本身的性能，还要充分考虑到乳液与固体组分的界面性能、产品的贮存稳定性及施工稳定性。例如丙烯酸酯乳液有塑性体与弹性体之分，二者玻璃化温度悬殊，钙离子稳定性也不尽相同，因此应根据用途来选择不同的乳液。

粉料部分最常选用的是32.5-42.5级硅酸盐水泥、白水泥等水泥品种。采用白水泥可制造彩色聚合物水泥，也可掺人的胶凝物质有粉煤灰、石灰等。水泥应经磨细处理，细度越高，其分散及水化作用越剧烈，形成凝聚结构的接触点越多，越有利于产品性能的提高。填料主要是砂子，但因CaCO3和水泥水化产物之间的微界面区结构更加紧密，因此采用方解石粉作填料比用石英砂作填料的强度高，故究竟采用何种填料，可依据用途要求而选择。

双组分聚合物水泥防水涂料的常用助剂主要有分散剂、增塑剂、消泡剂及水泥外加剂。分散剂的加入可使双组分混合时粉料较易分散。水泥的分散度越大，

水化反应速度越快。液料与粉料比例确定后，若水分太少，就不足以在固相表面形成吸附水层，水泥粒子就无法依靠热运动作用下的相互碰撞而凝聚，从而造成和易性差及乳液很快破乳；如采用外加水的方法则会使涂料制品的性能变得很不稳定，故宜在粉料中加入减水剂。

二、配方设计的机理

从表可以看出，JS复合防水涂料的配方设计机理是基于有机聚合物乳液失水而成为具有黏结性和连续性的弹性膜层，水泥吸收乳液中的水而硬化，从而使柔性的聚合物膜层与水泥硬化体相互贯穿而牢固地黏结成一个坚固而有弹性的防水层。柔性的聚合物填充在水泥硬化体的空隙中，使水泥硬化体更加致密而又富有弹性，涂膜具有较好的延伸率；水泥硬化体又填充在聚合物相中，使聚合物具有更好的户外耐久性和更好的基层适应性。因此聚合物水泥防水涂料是一种高强、坚韧、耐久的弹性涂膜防水层。

三、决定JS防水涂料性能的因素

决定JS防水涂料性能的因素主要有以下几个方面。

①液料与粉料的配比通常在2:1至1:2之间。

②粉料中，碳酸钙用较细的目数(如600目)，并增加乳液用量，做成的膜其断裂伸长率、黏结性、耐水性更好。

③提高粉料的比例，可以提高拉伸强度。若在干粉混合物中提高水泥组分的浓度，则拉伸强度提高，但涂料的柔韧性降低，且涂膜变硬。

从上述3点可知，JS防水涂料通过调节液料和粉料的配比或调节粉料中不同组分的用量，可生产出不同强度和伸长率的产品。根据防水工程应用部位的不同特点和要求来设计防水涂料自身的性能，既可有针对性地满足技术上的要求，同时也可以在一定程度上节约防水工程的造价。

技术文章：聚合物水泥防水涂料的应用及其乳液选择

摘要:介绍聚合物水泥防水涂料的性能特点及其在防水工程上的应用。聚合物水泥防水涂料是由有机聚合物乳液和无机粉料组成的双包装防水涂料。乳液的品种、性能及用量对防水涂料涂膜性能起决定性作用。选择合适的乳液品种，对防水涂料的配制非常重要。详细探讨选择乳液应当遵循的基本规律，为正确、合理地选择乳液提供理论和实践指导。

关键词:聚合物水泥防水涂料;乳液;防水涂料

前言

聚合物水泥防水涂料(以下简称JS防水涂料)，作为新型防水涂料适用范围较广，可在潮湿或干燥的砖石、砂浆、混凝土、金属、木材、硬塑料、玻璃、石

膏板、沥青、橡胶、SBS，APP、聚氨酯等基层上施工，对于各种新旧建筑物、构筑物均可使用。JS防水涂料在国外已有较长的应用历史，日本对该涂料的开发和应用较早，水平也较高。1991年，我国开始研制这种防水涂料，并于1994年底开发成功。该材料于1995年底通过建设部部级鉴定，2000年实际年产量达1.2万t,以3 kg/m2(涂层厚度约1.4 mm)计，应用面积达400万m2。

1 JS防水涂料的性能及特点

1.1 JS防水涂料的性能

JS防水涂料是将一定比例的有机聚合物乳液(如丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液、丁苯胶乳及各种助剂组成)和无机粉料(如高铝高铁水泥、石英粉及添加剂等)均匀共混搅拌，经无机粉料的水化反应以及水性乳液交联固化复合形成高强坚韧的防水涂膜。由于是由有机材料和无机材料复合而成，该涂膜兼有了这2类材料的优点，即具有弹性高、延伸率大、耐久性和耐水性好的特点。

1.2 JS防水涂料的特点

JS防水涂料因原料选材和配方设计机理的独特，形成了该涂料独有的性能特点。其主要特点为:(1)能在潮湿或干燥的多种材质的基面上直接施工;(2)对基层的微裂缝追随性强，涂层坚韧高强;(3)涂层耐水性、耐候性、耐久性优异;(4)可添加颜料，以形成彩色涂层;(5)无毒、无害、无污染、施工简单，工期短;(6)与外层水泥砂浆及各种粘结材料结合牢固。

2 JS防水涂料在工程上的应用

2.1 厕浴、厨房间防水

厕浴、厨房间如果不作防水设防，一旦发生渗漏水对高档装饰的损坏将是严重的。因节点多、管道多，用卷材防水显然不合适，涂料防水是最适宜的。但传统的一些防水涂料均要求具有干燥的基层，而且容易剥落或有污染。因此，厕浴、厨房间选择JS防水涂料是较理想的。

2.2 外墙防水补漏

近年来，建筑物外墙渗漏水己成为严重的质量通病，尤其是沿海高层建筑以及条型面砖外墙的渗漏水已严重影响到人们的生活、工作;墙面及室内空气的潮湿使霉菌繁殖，既会造成室内物体霉变，又恶化居住环境，影响人体健康，并对高档装饰造成极大损失，但至今未找到合适的外墙面防水涂料。JS防水涂料既有较大韧性、又有很高的粘结性，涂层又可以做得很薄。在墙体材料为空心砖、轻质墙体、多孔材料及当地基本风压不大于0.6 kPa的条件下，一般的工业与民用建筑外墙面上涂刷厚涂膜就有较好的效果。经调整配比，还可做为面砖粘结层，其防水效果更佳。目前，用它来修补条型面砖勾缝漏水也获得了良好的防水效果。

2.3 坡瓦屋面防水

目前，建筑屋面常以坡瓦面作为檐口、顶部的装饰，即在现浇混凝土面上贴波型瓦或瓷砖作为饰面，因常不做防水设防，发现渗漏往往很难处理。由于JS 防水涂料既适应复杂不平整基层，粘结力又强，耐候性好，不会发生下滑现象，非常适合坡屋面防水。

2.4 屋面天沟、女儿墙、压顶的防水

目前，刚性细石混凝土防水和卷材防水屋面的天沟、女儿墙、压顶大多由于刚性防水层开裂、卷材防水搭接口多，可靠性差。JS防水涂料很适用于天沟、女儿墙、压顶等部位的防水，涂层掺入一定颜色刷成彩色防水层，还能美化屋面环境。

2.5 地下工程和储液池工程防水

地下建筑和储液池均以结构本体混凝土自防水为主并作辅助防水，辅助防水宜用柔性材料作迎水面设防。结构混凝土刚性好，受温差变形小，但毛细孔和混凝土干缩会产生裂缝导致渗漏，JS防水涂料的延伸性、防渗性和耐水性完全能满足技术要求。同时地下工程和储液池混凝土拆模或找平层硬结后就可以立即进行涂敷施工，可大大加快施工进度。由于该防水涂料无毒、无臭、不污染环境，也很适用于水池内的防水。

3 JS防水涂料用乳液的选择

乳液的品种、性能及用量对涂膜性能起决定性作用。正确选择乳液的品种，对JS防水涂料的配制非常重要。在选择乳液时，必须遵循下列基本规律。

3.1 乳液的选择

3.1.1 根据聚合物的玻璃化温度来选择乳液

聚合物物理性能对硬化后JS防水涂料性能有重要影响。用于JS防水涂料乳液的典型物理特性是其玻璃化温度，当温度高于Tg时，材料行为类似橡胶，受载时产生弹性变形;当温度低于Tg时，材料行为像玻璃易于产生脆性破坏。热固性聚合物Tg值相对较高，弹性体聚合物Tg值较低，热塑性聚合物居于两者之间。用于JS防水涂料的聚合物乳液Tg值的重要意义在于其弹性或塑性将对防水涂料的性能产生影响。

3.1.2 根据果合物的最低成膜温度来选择乳液

聚合物的另一个特征是其最低成膜温度，它是聚合物形成连续膜的最低温度。如果水泥水化温度低于该值，所供给的能量不足以开始成膜，这时聚合物将以间断的颗粒形式存在于防水涂料中。只有当水泥水化温度高于乳液的最低成膜温度，乳液才可以形成均匀膜结构分布于水化产物之间，才能在有应力时起到架桥作用，有效吸收和传递能量，从而抑制裂缝的形成和扩展。用于JS防水涂料的聚合物乳液其最低成膜温度应比养护温度低。

3.1.3 根据聚合物的离子稳定性来选择乳液

水泥在水化过程中形成的水化物常含有活泼的Ca,Al等离子，聚合物乳液必须具有很高的离子稳定性，否则，聚合物乳液会因破乳而失效。因此，JS防水涂料用聚合物乳液的离子稳定性要高。这可以在乳液聚合过程中，通过控制阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的配比来达到。一般来说，在乳液聚合过程中，阴离子表面活性剂通常能够提高聚合物乳液的机械稳定性，而非离子表面活性剂能够提高乳液的化学稳定性。因此，防水涂料用聚合物乳液中，通常都含有适量的非离子表面活性剂。

3.2 不同类型乳液的选用

3.2.1 根据涂膜的粘结性、致密性和耐水性来选择乳液

JS防水涂料可分为2类:一类是非反应型的聚合物，如氯丁胶乳、丁基胶乳、醋酸乙烯共聚乳液等，在复合材料结构中，聚合物成膜覆盖于水泥胶凝体表面或水泥水化物填充于聚合物网络之间，有机物和无机物仅为惰性的、机械的相互填充。这种类型的防水涂料，涂膜的粘结性、致密性和耐水性相对较差。另一类则是反应型的聚合物，有2种反应形式:一种是聚合物之间(或与硬化剂)的交联固化反应，从而形成大分子;另一种是聚合物活性基团与水泥水化产物之间发生了化学反应，形成以化学键结合的界面结构，通过界面增强提高材料的性能。通过适当的改性工艺，可大大加强聚合物与水泥水化产物的化学结合。

研究表明:改性丙烯酸共聚乳液可与水泥水化生成的Ca(OH)2发生化学反应，生成离子键结合的大分子网络交织结构，且随着水化龄期的延长，水化程度越高，这种反应生成物的量就越大。含有-COOH等官能团的聚合物，能与水泥水化产物中的Ca2+发生作用，从而显著提高材料的强度和耐水性，所以国外将其称为反应型JS防水涂料.

3.2.2 根据气候条件来选择乳液

气候条件的不同对JS防水涂料的低温柔性要求也不同。例如在我国南方地区的屋面防水耐低温-10℃可以满足要求，而在北方地区要求耐低温-20℃才可以满足屋面防水要求。一般地，在南方地区JS防水涂料用聚合物乳液的玻璃化温度要高于北方地区。

3.2.3 从乳液的单体分析来选用乳液

丙烯酸醋乳液从单体结构来看，其耐水性、耐候性和柔韧性都较好;而VAE 乳液从单体组成来看，因其含有85%左右的醋酸乙烯，分子极性相对较大，耐水性较差。所以单从单体组成的角度来分析，丙烯酸醋类乳液做防水涂膜要比VAE 乳液做防水涂膜在耐水性、耐候性等方面更具有一定的优势。

3.2.4 根据乳液与水泥所起的作用点来选用乳液

丙烯酸醋类乳液本身软，其伸长率大、活性基团少，与水泥的作用点也少，所以可多用水泥等粉料。其缺点是比较难做到2.0 MPa以上的拉伸强度，同时断裂伸长率难达到200%以上;也正因为活性基团少，与水泥的作用点不多，所以不适合用作高强度的刚性防水涂料。而VAE乳液采用大量聚乙烯醇作保护体，再加上醋酸乙烯本身的活性，同水泥的作用点多，所以生产厂家均采用减少水泥等填料的配方来作弹性水泥基防水涂料。

3.2.5 根据JS防水涂料的不同使用部位来选用乳液

JS防水涂料使用部位不同，其选用的乳液也不同。例如屋面防水涂料必须具有优异的耐紫外线老化性能，而耐水性要求相对较低，但必须满足间歇耐水、抗积水要求;而厕卫间防水涂料，一般对耐紫外线抗老化无要求，但耐水性必须满足间歇耐水、较高的耐水性。丙烯酸醋聚合物乳液的分子中不含C=C不饱和键，分子相对稳定，不易受外界热能、紫外线、臭氧干扰而断裂降解造成材料老化，而水泥水化产物也具有优越的抗老化性能。而VAE乳液为线形高分子材料，分子中不含活性官能团，交联比较困难，导致分子键能较低，在受热或紫外线照射等外界能量作用下，部分分子键易断裂，造成分子降解，使涂膜变脆、发硬以致破裂，因而其耐紫外抗老化性能较差。而且醋酸乙烯结构因极性较强，造成耐碱性差。

3.3 不同牌号乳液的选用

同一大类不同牌号的JS防水涂料其品质各不相同，选用不同特点的乳液品种也非常重要。例如广东粤新化工厂生产的YX-400,YX-500，是同一类型、同一生产厂家的2个不同牌号的丙烯酸酷乳液，它们与市场上某些乳液产品相比，其活性助剂有所不同。市场上某些乳液产品主要是采用酸类单体为活性体，所以在配制涂料产品时，要用氨水或有机氨来调成偏碱性，否则其涂料产品对水泥、砂石等填充料的分散效果不好。而且高分子也是靠-COO基同水化水泥起作用，高分子聚合物乳液中，-COO基团有很大部分是伸向乳液颗粒里面，而不是水相，通过加碱中和可以提高其亲水性，使部分转相伸展到接触水相，这也是含-COO

的乳液在调节pH值后稳定性会更好的原因。-COO伸展到水相同水泥的作用机会就加强，只有合适的作用点才会同水泥等填充料混合后形成具有较高强度又有较好伸长率的柔性15防水涂料。但酸类单体是一种活性比较强的物质，同水泥作用力比较强，不能用的太多，否则同水泥混合易成刚性体。

而且这种乳液的最大缺点是伸展在乳液颗粒内的-COO因其是亲水性基团，随着时间的推移，-COO会慢慢转向伸展到水相。这些转向伸展在柔性水泥成型过程中与水泥的作用机会就增大。YX-400乳液就是在此理论基础上产生的，在研制过程中，选用了一些活性较小的助剂，而且这些活性基团在聚合物乳液中的分布是稳定的。这些基团不会随着时间的推移而改变其伸展方向，也就是不会随着贮存时间的延长，改变乳液同水泥作用的大小，也不用调节pH值来调整其活性。YX-400乳液其本身与水泥、砂石等的配伍性能也很好，用此乳液按相同配方来配制柔性水泥涂料产品，同市场上某些乳液产品相比较，其断裂伸长率和拉伸强度都接近，而且其与水泥的作用点多，所以在耐水、耐酸等方面都体现出了更好的性能。而YX-500乳液则是在YX-400乳液的基础上，通过增强与水泥作用

点而研制的。YX-500乳液与YX-400乳液虽然加的水泥量少，但作用点多，所以在耐水、耐酸等方面都能体现出更好的性能。由此可见，同一厂家的不同牌号的产品，也需要进行详细的了解、比较，有时需要进行材料实验，才能看出不同牌号产品的优势。从而根据防水工程的不同需要来正确选用适当的乳液配制JS防水涂料。

4 结语

JS防水涂料防水效果突出、工期短、成本较低，且使用方便安全，受到建设管理部门和建设设计、施工单位的普遍欢迎。一种性能良好的JS防水涂料，在于正确选择聚合物乳液、水泥、助剂及施工工艺。加强对JS防水涂料的研究、总结及施工应用实践，该材料将会得到更加合理的应用。