聚合物防水涂料的EVA和丙烯酸乳液性能比较

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本文就用于配制开盖即用型的聚合物乳液防水涂料的两大类国内常用的乳液进行了常规性能检测的比较。从聚合物胶乳的吸水率、防水涂

本文就用于配制开盖即用型的聚合物乳液防水涂料的两大类国内常用的乳液进行了常规性能检测的比较。从聚合物胶乳的吸水率、防水涂料的强度/延伸率和低温柔性等方面可以看出乳液本身的性质对配制防水涂料配方和性能的影响。

关键词：聚合物；防水涂料；丙烯酸乳液；EVA乳液

在防水涂料的市场，目前应用较为广泛的有聚合物乳液防水涂料，聚氨酯防水涂料，和聚合物改性沥青防水涂料。聚合物乳液防水涂料的突出特点是具有良好的性能价格比，可在潮湿基面上施工，环保、无残留单体无异味、对人和环境友好等优势，长期发展前景颇为广阔。

用以配制聚合物防水涂料最广泛使用的乳液为乙烯-醋酸乙烯酯和丙烯酸类乳液，这两类乳液从本质到性能表现都有很大的不同，而且每一大类乳液无论是EVA还是丙烯酸类乳液，都存在着各种变化的可能，其衍生出来的产品林林总总，本文仅对防水市场中常用的EVA和丙烯

酸乳液进行一系列的比较。

1．乳液的性能

首先，乳液的本质是一种悬浮液，是大量聚合物的固体小颗粒在介质水相中稳定分散的状态。为了达到长期的稳定状态，防止固体颗粒的沉降，典型的方法有两种，一种是在聚合物颗粒表面包裹外端可溶于水的介质，在表面形成一层水膜以在水相中稳定存在，典型的乳液是采用聚乙烯醇包裹EVA聚合物颗粒，所形成的EVA乳液，其颗粒大小约在1um的数量级；另一种是在聚合物颗粒表面吸附一定量的乳化剂，通过乳化剂的静电斥力和空间位阻共同效应，达到长期稳定存在的效果，典型的乳液是丙烯酸系列的乳液，根据乳化剂所带电荷的不同，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型，常见的为阴离子型的乳液，乳液的粒径通常在0.1um的数量级，选取聚合物乳液建筑防水涂料中常用的乳液进行比较，结果见表1。

1.1乳液的憎水性/吸水率

为了测定乳液胶膜的吸水率，按照JC/T1017-2006《建筑防水涂料用聚合物乳液》的测试

电力系统负荷预测方法进行吸水率测定，测试的结果见图1，在涂膜完成吸水率测试后又将膜放入50C烘箱烘干后测试其重量，测定经过泡水过程后涂膜是否能够恢复原始重量，结果见图1。

由图1可见，EVA乳胶膜的24小时吸水率高于13%，而丙烯酸乳液膜的吸水率仅为5%左右，具有很大程度的下降。进而，将浸水后的胶膜再烘干，与浸水前原始重量比对，发现EVA胶膜的重量损失约为4%，而丙烯酸乳胶膜的重量损失仅为0.88%。这一部分的失重在本次试验中是在浸水操作中产生的，可能为可溶性物质的析出，具体分析需进一步确认。

2．聚合物乳液建筑防水涂料的性能

将EVA乳液和丙烯酸类乳液分别按照JC/T864《聚合物乳液建筑防水涂料》标准配制I类防水涂料，主要性能指标要求为涂膜的强度和延伸率，以及低温的柔性。

2.1防水涂膜的强度和延伸率

采用相同的配方体系，配方以聚合物乳液，DOP，填料碳酸钙粉与适量水和消泡剂进行配制聚合物乳液防水涂料，保持干聚合物用量一致，充分混合搅拌均匀后制样，测试结果见图2。

由图2所示的结果可见，采用相同的PVC的前提下，丙烯酸乳液配制的涂料能很好地符合标准要求，且拉伸强度和延伸率相对于标准要求均有50%左右的余量。而EVA涂料膜的强度高于标准要求，延伸率偏低，由于5%增塑剂-DOP的用量已较高，进一步提高其掺量，延伸率较难进一步上升，需要在目前配方的基础上进一步添加多类助剂。

2.2防水涂膜的低温柔性

按照JC/T864的标准，对防水涂膜的低温柔性进行了测试，按照2.2中所制的涂膜，丙烯酸类产品完全可通过-10oC低温柔性的要求，而EVA类涂膜在-10C测试时，产生了断裂现象，当温度上升至-5C时，可通过测试，具体见表3。

表3防水涂膜的低温柔性

由表3可见，使用EVA乳液配制防水涂膜的低温柔性较难通过测试，与延伸率的表现类似的是在现有的配方基础上进一步提高DOP用量，对低温柔性无明显的帮助。

3．结论

选用的乳液为聚合物乳液建筑防水涂料市场上常用的EVA和丙烯酸乳液，结果可见：

1．使用丙烯酸乳液制备的膜和防水涂料的吸水率低，耐水表现优异。而EVA乳液的24小时吸水率为丙烯酸乳液的两倍左右，浸水失重为丙烯酸乳液的四倍左右。

2．在低温柔性方面，丙烯酸乳液也易于通过-10oC的标准要求。使用EVA乳液复配增塑剂，可在一定程度上提高低温柔性的表现，但是难以达到要求。进一步提高增塑剂的用量，对于EVA乳液的低温柔性却没有进一步的提高。

3．结合产品价格分析，EVA乳液的单价相对便宜些，随着近期价格不断上升，其相对于丙烯酸乳液在价格上的优势逐渐缩小。另由于EVA乳液的粉体包容性较低，配制符合标准的产品的乳液需求量上升，综合成本随之上升。因此，笔者认为从需求出发，整体定位，寻求到最高性价比的产品。

全宋文

不同聚合物乳液防水涂料性能比较研究
聚合物乳液防水涂料由于不含有机溶剂，无环境污染，防水性能较好，越来越受人们的重视，应用正逐年增加。特别是受室内VOC的限制，使聚氨酯防水涂料在厕卫间的应用迅速减少，而聚合物乳液防水涂料的应用则随之增加[1]。但是不同聚合物乳液防水涂料在性能上相差较大，了解它们的性能，对生产和应用都具有较大的实际应用价值。
1 实验部分
1.1 原材料及配方(见表1)
表1 原材料及参考用量
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┃原材料名称┃ 规格 ┃ 产地 ┃ 质量分数 ┃
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┃聚合物乳液┃ 工业级 ┃ 北京东方化工厂 ┃ 20～70 ┃
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┃ 成膜助剂 ┃ 工业级 ┃ 北京东方化工厂 ┃ 5～20 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫ 动物冬眠之谜
┃ 分散剂 ┃ 工业级 ┃ 河南化工二厂 ┃ 1～5 ┃
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┃ 增塑剂 ┃ 工业级 ┃ 河南化工二厂 ┃ 1～5 ┃
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┃ 流平剂 ┃ 工业级 ┃ 开封化工三厂 ┃ 1～5 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 增稠剂 ┃ 工业级 ┃ 北京 ┃ 1～5 ┃
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乘车

┃ 填料 ┃ 工业级 ┃ 河南 ┃ 20～40 ┃
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┃ 防腐剂 ┃ 工业级 ┃ 浙江 ┃ 0.01～1 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 防霉剂 ┃ 工业级 ┃ 上海 ┃ 0.01～1 ┃
┣━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━┫
┃ 消泡剂 ┃ 工业级 ┃ 上海 ┃ 0.01～1 ┃
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┃ 水 ┃ 自来水 ┃ ┃ 10～20 ┃
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1．2 生产工艺流程
聚合物乳液防水涂料生产工艺流程为：水→分散剂、防腐剂、防霉剂→填料→砂磨机研磨→聚合物乳液、成膜助剂、增塑剂、流平剂→增稠剂→消泡剂→检测→过滤→包装→成品。
2 结果与讨论
2．1 不同聚合物乳液对防水涂料性能的影响
聚合物乳液目前市面上品种较多，有聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、乙烯—聚醋酸乙烯(VAE)乳液、丁苯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、氯偏乳液等。就断裂延伸率和防水性能而言，只有聚丙烯酸酯乳液和VAE乳液符合防水涂料的基本要求，能应用于配制防水涂料[2]。目前这2种乳液的实际应用中也最多，本文就这2种乳液开展研究。
在其它条件不变的情况下，使用不同的聚合物乳液配制防水涂料，其基本性能检测结果见表2。
表2 不同聚合物乳液配制的防不涂料性能
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┃ 项目 ┃继裂延伸率/％,≥┃ 低温柔性(Φ10mm棒)┃
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杨立青

┃ JC/T864-2000标准要求 ┃ 300 ┃ -10℃，无裂纹 ┃
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┃聚丙烯酸酯乳液 ┃ 750 ┃ -20℃，无裂纹 ┃
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┃ 聚丙烯酸酯+VAE乳液 ┃ 450 ┃ -10℃，无裂纹 ┃
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┃ VAE乳液 ┃ 350 ┃ -10℃，断裂 ┃
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注：测试数据由河南省建筑研究院防水涂料室检测。
由表2可知，以聚丙烯酸酯乳液、VAE乳液或由聚丙烯酸酯和VAE乳液混合为基料配制的防水涂料，断裂延伸率都能符合行业标准要求。而VAE防水涂料低温柔性达不到行业标准。这就提示我们，用VAE乳液配制的防水涂料不适合在北方较冷地区使用。
2．2 乳液用量对防水涂料断裂延伸率的影响
在其它条件不变的情况下，以不同用量的丙烯酸乳液配制成防水涂料，其性能见图1。
图1 聚合物乳液用量对防水涂料断裂延伸率的影响
由图1可知，断裂延伸率随着聚合物乳液的增加而递增；当使用相同量的聚合物乳液时，3种乳液中聚丙烯酸乳液的断裂延伸率最大，VAE乳液最小，聚丙烯酸乳液与VAE乳液的共混物居中。这就提示我们，在某些变形性较大的工程中，应该首选丙烯酸防水涂料，而VAE防水涂料则达不到要求。
2．3 不同乳液对防水涂料储存稳定性的影响
按1．1的原材料及配方、1．2的生产工艺配制的防水涂料，在室温下存放，观察其变化，结果如表3。
表3 防水涂料储存稳定性
聚合物乳液放置1个月放置6个月
聚丙烯酸乳液无沉淀、分层无沉淀、分层
聚丙烯酸乳液＋VAE乳液无沉淀、分层分层	磷酸锂

本文发布于:2023-08-15 20:20:29，感谢您对本站的认可！

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