簡述四種防水涂料（丙烯酸、聚氨酯、聚脲、JS）在實(shí)際...
日期：2020-09-03 訪問量：6552
隨著人們對環(huán)境，健康要求的逐步提高，有毒，污染的溶解型防水涂料逐漸淡出人們的關(guān)注和應(yīng)用，開發(fā)新型，高效，環(huán)保的防水涂料成為當(dāng)前的主要討論話題。聚丙烯酸酯類防水涂料具有良好的粘結(jié)性，耐候性和較好的力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于民用、工業(yè)建筑防水，而聚氨酯（脲）具有較高的拉伸強(qiáng)度，快速應(yīng)用效果等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于京滬高鐵，機(jī)場，大壩等工程領(lǐng)域，據(jù)不完全統(tǒng)計，2019年聚脲全球用量已經(jīng)超過10萬t以上。Js防水涂料由于環(huán)保、價格較低與水泥基材粘接力強(qiáng)被大家廣泛接受。通常情況下，材料部分為骨料，硅酸鹽水泥功能性有機(jī)添加劑按一定比例混合而成的干粉砂漿，液料由各地生產(chǎn)商根據(jù)自己的特點(diǎn)而使用一些乳液制備而成，（可用VAE乳液，丙烯酸乳液等）?，F(xiàn)場按規(guī)定比例攪拌后直接使用。具有操作簡便，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高，環(huán)境污染小等眾多優(yōu)點(diǎn)。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)以上產(chǎn)品存在如下缺點(diǎn)：改性VAE和醋丙乳液的耐酸堿性較差，丁苯，苯丙乳液由于含有苯環(huán)，因此其防紫外線、耐候性較差。聚氨酯雖然成膜性好、耐磨性高、易加工，柔韌性好，但其價格高。Js防水涂料在使用過程中，由于環(huán)境溫度和濕度變化大，以及施工環(huán)節(jié)等帶來的影響，出現(xiàn)諸如局部堆積（火山堆效應(yīng)）、溝壑現(xiàn)象、工作時間短等問題，使得最終的防水效果大打折扣。
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丙烯酸防水涂料
1.1環(huán)氧樹脂改性
丙烯酸和環(huán)氧樹脂反應(yīng)生成環(huán)氧丙烯酸酯，達(dá)到降低吸水率，提高鹽水的耐腐蝕性，目前有通過共聚改性加入環(huán)氧樹脂E-44，用量為單體的9%，檢測吸水率下降8%，對鹽水的抗腐蝕性提高了3倍。
1.2有機(jī)硅改性
目前，國內(nèi)最廣泛用此類樹脂乳液（硅丙乳液）生產(chǎn)外墻涂料?？梢杂霉簿鄹男?，研究發(fā)現(xiàn)隨著有機(jī)硅膠凝劑含量的增加，使得乳液粒的粒徑減小，分布變窄涂抹的吸水率降低，拉伸強(qiáng)度增大，當(dāng)有機(jī)硅含量為4%時，吸水率降到6.5%，拉伸強(qiáng)度達(dá)到5.4MPa，也可以用簡單的物理共混的方法，由于有機(jī)硅與聚丙烯聚合物的表面能相差較大，聚合物相容性差，需要采用方案（如加入增溶劑，偶聯(lián)劑等）來提高抗分離性。
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聚氨酸防水涂料
2.1丙烯酸樹脂改性
目前，合成帶有雙鍵的不飽和聚氨酸與丙烯酸單體共聚成為改性主要方法。
研究發(fā)現(xiàn)，采用陰離子型核殼結(jié)構(gòu)水性聚氨酸復(fù)合乳液，用丙烯酸羥乙酯對聚氨酸封端生成性能穩(wěn)定的乳液，最終拉伸強(qiáng)度為4.12MPa，斷裂伸長率為408%，可以試著從其他途徑進(jìn)行探索性研究，如，共混改性，共聚反應(yīng)，種子打底反應(yīng)和溶劑型制備。
2.2環(huán)氧樹脂改性
可以采用接枝共聚和機(jī)械共混方法，研究表明，采用不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂時，環(huán)氧值越低，相對分子質(zhì)量越大，羥基越多，反應(yīng)活性越強(qiáng)，可以將拉伸強(qiáng)度提高到7.5 MPa，斷裂伸長率達(dá)480%，大大提高應(yīng)用性能，相比之下，機(jī)械共混方法對于斷裂伸長率提升不及接枝共聚方法有效。
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聚脲彈性體
聚脲彈性體是由端氨基聚醚和二異氰酸酯反應(yīng)制得，含有脲鍵（-NHCONH-）的高分子聚合物，噴涂聚脲彈性體（Spray Polyurea Elastomer，SPUA）,也是國內(nèi)外適應(yīng)環(huán)保、高性能需求而開發(fā)的一種新型綠色防水產(chǎn)品。
3.1聚脲性能改性
3.1.1環(huán)氧樹脂改性
將環(huán)氧樹脂和端氨基聚醚或胺類擴(kuò)鏈劑混合后在一定溫度下反應(yīng)得到端氨基的環(huán)氧加成物，再與二異氰酸酯反應(yīng)生成環(huán)氧改性的聚脲，但從目前來看，需要注意的是：環(huán)氧改性過程中，會生成一部分羥基，但由于-NH2的反應(yīng)活性比-OH高千倍以上，因此，這部分羥基不會和-NCO反應(yīng)，生成的羥基提高了聚脲與基材之間附著力，降低固化收縮率，這也是防水涂料性能的保證。
3.1.2有機(jī)硅改性
主要改性方法有二：一是預(yù)聚法，有聚硅氧烷二醇和半預(yù)聚體反應(yīng)得到含有硅烷骨架半預(yù)聚產(chǎn)物，二是反應(yīng)法，環(huán)氧基硅烷和胺類反應(yīng)得到含硅烷骨架的胺，后者再與異氰酸酯反應(yīng)，可以得到耐高溫，耐腐蝕性提高，延長凝結(jié)時間，改善施工性。
3.2氨基氫活性的改性
眾所周知，伯胺的反應(yīng)活性很高，會給施工帶來困難，使得施工面還來不及流平，就會形成連續(xù)均勻?qū)幽z固化。經(jīng)研究表明，伯胺與-NCO反應(yīng)，速率非?？欤彀放c-NCO反應(yīng)相對較慢，而叔胺與-NCO不反應(yīng)?？梢詫⒈┧狨ヒ耄纷兂芍侔?，同時仲胺氫的空間位阻變大，且由于給電子效應(yīng)，使得仲胺活性降低，反應(yīng)變慢，凝膠時間由原來13s延長到48s。
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JS防水涂料
就現(xiàn)有市場應(yīng)用情況來看，主要有以下3個問題需要：工作性能保持，收縮性能，凝結(jié)硬化。
目前改性方案主要是采用鋁酸鹽基膠凝材料進(jìn)行粉料改性，通過如下反應(yīng)方程式可知：
6Ca2++2Al(OH)-4+3SO42-+4OH-+26H2O→3CaO?M2O3?3Ca SO4?32 H2O
隨著Ca2+ ，SO42-等快速消耗，鈣礬石得到更充分溶解，反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，同時也在更多溶解水化礦物 ，達(dá)到工作性持久，收縮更小，快速凝結(jié)，干燥速度快的特點(diǎn)。
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發(fā)展方向
隨著環(huán)保型等推進(jìn)，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進(jìn)一步深入，再加上人們環(huán)境意識增強(qiáng)，涂料將朝著資源節(jié)約，能源量化，施工性優(yōu)，提高涂噴質(zhì)量和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)這個方向發(fā)展。
比如：雜環(huán)二胺擴(kuò)鏈劑引入解決伸長率的提高，利用VAE改性基耐水性提高JS防水涂料應(yīng)用領(lǐng)域，解決材料黃變的等問題。
