聚合物水泥防水材料用乳液的选择

孟祥刚    周海件

（上海保立佳化工股份有限公司）

摘要：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组份防水涂料。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：乳液、品种、选择

前言：

聚合物水泥防水材料是由聚合物乳液或可再分散性乳胶粉、水泥、填料与集料等配制而成，可形成柔性涂膜或刚性构造体。常见的聚合物水泥防水材料，主要有聚合物水泥防水涂料（JS 防水涂料）、聚合物水泥防水浆料（JJ 防水浆料，市场俗称K11）、聚合水泥防水砂浆（JF 防水砂浆）三大类，横跨了柔性防水涂料和刚性防水材料两大类。聚合物水泥防水材料常用的聚合物乳液有EVA 乳液、丙烯酸酯乳液等。

乳液的选择：

1. 根据聚合物的离子稳定性来选择

水泥在水化过程中形成的水化物常含有活泼的Ca²⁺、Al³⁺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。 因此水泥基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。

2. 根据涂膜的粘结性、致密性和耐水来选择

聚合物水泥防水涂料可分为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（如：BLJ-6000A，BLJ-6319等），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水泥聚合物防水涂料^［１］。

3. 根据乳液的玻璃化温度（Ｔｇ）来选择

用于聚合物水泥基防水涂料的聚合物乳液Tg值的重要意义在于其弹性或塑形将对防水涂料的性能产生影响。在做JS防水砂浆时，我们会选择Tg较低的乳液（如：BLJ-5699、BLJ-6179、BLJ-6000A等）；在做防水砂浆、灰浆时，我们会选择Tg较高的乳液（如：BLJ-6311、BLJ-6319）。用于聚合物水泥基防水涂料的聚合物乳液Tg值的重要意义在于其弹性或塑形将对防水涂料的性能产生影响。

4. 根据乳液的最低成膜温度（MFFT）来选择

MFFT是聚合物形成连续膜时所需的最低温度。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MFFT,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

于聚合物水泥基防水涂料的聚合物乳液其MFFT 应比养护温度低^[2]。

5. 根据气候条件来选择

气候条件的不同对防水涂料的低温柔性要求也不同。如在我国的南方地区的屋面防水耐低温要求是-10℃，而在北方地区屋面防水的耐低温要求是-20℃。所以我们在选择乳液时，南方的一般会使用Tg相对高点的，而北方Tg相对低点的。

6. 从乳液的单体来选择

丙烯酸酯乳液从单体结构来看，其耐水性、耐候性及柔韧性都比较好；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，耐水性差。所以单从单体组成的角度来分析，丙烯酸酯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。

7. 从防水涂料的工作性来选择

丙烯酸酯类乳液与水泥的作用点少，所以可以多用水泥等粉料，施工性差；而VAE乳液采用大量的聚乙烯醇作保护体，再加上醋酸乙烯本身的活性，同水泥的作用点多，所以可以少用水泥等粉料，工作性能优异。所以从工作性能来分析，VAE乳液要优于丙烯酸酯乳液。

8. 根据使用的部位不同来选择乳液

聚合物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。丙烯酸酯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]

结论：

聚合物防水涂料优异的特性深受广大消费者的喜爱。因此对聚合物防水涂料的选择的要求也逐渐提高，一种性能良好的防水涂料在于正确的选择聚合物乳液及施工工艺。加强对聚合物防水涂料的研究、总结及施工应用实践，该材料将会得到更加合理的应用。

参考文献：

[1] 李应权,徐永模,韩立林.新一代PMC 聚合物水泥防水涂料的研究.建筑技术开发,2002,29(12):72-76.

[2] 刘志勇.聚合物水泥基材料研究综述.新型建筑材料,2000,(1):26-28.

[3] 陈立军,陈焕钦.聚合物水泥防水涂料的应用及其乳液的选择.防水材料与施工,2004,(12):32-34.