JS复合防水涂料的研制及其应用

JS复合防水涂料的研制及其应用

摘要：本文综述了目前在我国防水材料市场迅猛发展的聚合物水泥基复合的研制及分析其配方设计基理、材料性能特点,并探索拓宽其在工程应用中的新领域。

关键词：聚合物胶乳水泥基复合设计机理性能特点应用

1 前言

由于防水涂料具有冷施工、工艺操作简便，涂层干燥成膜后具有弹性整体无缝的防水层，能在一定范围内适应基层开裂、适用工程结构复杂部位等优点，是防水卷材所不能代替的。因此，其在整个防水材料中占有不少的市场份额。然而，一些传统的防水涂料因施工受气候、基层干燥度等条件限制（如聚氨酯防水涂料等），且抗老化性能差、污染、毒性也较大（如焦油型改性防水涂料）等原因，已越来越不被人们所接受，有的正逐步被市场淘汰。各地均大力开发环保型绿色建材，涂料也逐步朝水性化、高固含量、高弹性等方向发展，以适应新时期工程建设的需要。聚合物水泥基复合防水涂料（简称JS复合防水涂料）作为一种新型的环保型防水涂料应运问世，由于其符合环保要求、技术性能优良、经济性好等原因发展十分迅速，显示出强大的优势。

JS复合防水涂料在国外已有较长的研究应用历史，日本对它的开发和应用较早，水平也较高。我国1991年开始研制这种复合防水涂料，但直到1994年年底才由中国科学院化学所与北京东海防腐防

水公司合作开发成功。1995年底通过建设部部级鉴定，为我国增加了一种新型防水涂料。目前我国从北到南，各省市陆续都有大量此类产品开发投产，工程应用上也较成功，市场扩张速度很快。1998年建设部以10号文件把该材料列为首批推荐的13种防水材料之一。

2 JS复合防水涂料配方设计机理、材料性能及特点

2.1 JS复合防水涂料基本配方

2.1.1 基本配方

表1 JS复合防水涂料基本配方

2.1.2 按配方分别取基料、分散剂、增塑剂、增稠剂、消泡剂等严格按先后顺序投入搅拌锅，在调速分散机中搅拌均匀，制得乳白色液料。

2.1.3 按配方将特种水泥、填料在粉料混合机中混合均匀制得粉料。

2.2 JS复合防水涂料配方设计机理

从表1 JS复合防水涂料的原料选材上可以看出，该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粘结性和连续性的弹性膜层，水泥吸收乳液中的水而硬化，柔性的聚合物膜层与水泥硬

化体相互贯穿而牢固地粘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，使其具有更好的户外耐久性和更好基层适应性。因此水泥聚合物防水涂料是一种高强坚韧耐久的弹性涂膜防水层。

2.3 JS复合防水涂料的性能

JS复合防水涂料是将一定比例的有机聚合物乳液（例如丙烯酸酯乳液，醋酸乙烯乳液、丁苯胶乳及各种助剂组成）和无机粉料（例如高铝高铁水泥、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。由于是有机材料和无机材料复合组成，该涂膜兼有了这两类材料的优点，弥补了这两类材料的弱点，既具有有机材料弹性高、延伸率大又有无机材料耐久性耐水性好的特点。其主要性能技术指标见表2。

表2 JS复合防水涂料主要技术指标

注：按其聚灰比不同分为I类、II类。I类适用于地下室、厕浴间、水池等防水工程；II类适用于工业与民用建筑屋面、外墙等防水工程。本表摘自福建省宁德市建工防水材料工程有限公司企标Q/NDJF0 1-2001《聚合物水泥复合弹性防水涂料》。

2.4 JS复合防水涂料的特点

聚合物与水泥的结合主要是通过离子键而实现化学相互作用： nP-Coo-+Men+ ———（P-Coo）nMe

（聚合物乳液）（水泥水化物）（聚合物水泥涂膜）

生成（P—Coo）nMe 聚合物水泥新体系，是一种高强度高弹性的致密复合材料。聚合物与水泥的水化新产物之间的化学相互作用是水泥聚合物防水涂料研制的重要问题之一，调节聚合物乳液与水泥填料配比，将得到一系列材料，如柔性防水涂料、刚性防水层、粘结剂、密封材料等。JS复合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。

2.4.1 分子互穿网络结构

该涂料选用了有机聚合物乳液和建筑工程中最基本的原料——水泥与石英砂，通过这两大类材料巧妙的结合，在最终形成的防水涂膜中，聚合物相与水泥固相互贯穿，交联固化，形成互穿网结构，既有有机高分子材料的柔性网络，又有无机胶凝网络结构。在保持了无机硅酸盐材料抗老化能力强，强度、硬度大，粘结力强等特点的基础

上，引进了有机高分子材料变形性好、结构封闭性、易涂刷等优点，使刚柔防水结合在化学建材的研究中得到了圆满的体现。

2.4.2 力学性能变化合理

JS复合防水涂料可以通过调节聚合物乳液与粉填料的配比，生产出不同强度和延伸率的产品，根据防水应用部位的特点和要求来设计防水材料自身的性能，既可有针对性地满足技术要求，同时也可以在一定程度上节约工程造价成本。且它的抗拉强度变化规律为当涂膜受拉时最大拉伸强度呈现在受拉前期（一般合成高分子涂膜最大强度呈现在断裂时），类似与加筋型防水卷材的力学性能变化规律，当基层出现裂缝变形时，容易产生剥离区，而后跟随裂缝变形，易保证防水效果。

2.4.3 对基面适应性强

普通防水材料使用时，对砼基层的干燥度都有较严格的要求，给地下室等一些防水工程的施工带来很大的困难。JS复合防水涂料中的聚合物乳液一般都是水乳型树脂，水介质对它无破坏作用，成膜固化通过水份挥发而成，而水泥是水硬化物质。因此，该类产品对砼基层干燥度要求不高，甚至为了赶工期，在潮湿基层上也可以顺利地施工。同时由于复合涂料中水泥是重要成份之一，对砼基层亲和粘结性良好，与砼基层的结合十分有利。

2.4.4 与面层、保护层结合牢靠

普通的防水材料在厕、浴间、水池以及潮湿的内防水层工程中应用时，面层或保护层与防水层的结合是个大难题。JS复合防水涂