0 前言

聚合物水泥防水涂料将有机材料的柔韧性、防水性和无机材料的耐水性、环保性、价廉等特性结合于一体，而且施工简单、防水效果可靠，并可以很方便地通过调整有机组分与无机组分的比例而适用于不同场合，因而近十几年来得到广泛应用。不过，该防水涂料目前在应用中也存在一些问题。一是由于市场原材料的价格变动很大，使得成本偏高。由于其成本主要集中在聚合物乳液组分上，因而降低成本的直接方法是降低防水涂料中聚合物组分的用量。而不适当地降低聚合物组分的比例则会由于有机组分的比例过低影响涂料的性能。二是由于防水涂料为双组分，需要施工前现场拌和，防水涂料中助剂的使用会对性能产生一定影响，而助剂的使用常常得不到应有的重视。三是由于该涂料配方简单，没有引起足够的重视，进行的研究很少（生产商往往是从材料供应商那儿得到简单的配方），当无根据地降低成本时导致配方不合理，影响防水涂料的性能。四是目前聚合物乳液商品很多，质量差异很大，某些低价商品由于性能差而影响涂料性能。这些问题的存在，影响该类防水涂料的使用，有时造成不应该有的浪费以及对该种防水涂料性能的误解。笔者根据实际情况，针对这些问题进行了一些研究。

 

1 配方合理性的研究

聚合物水泥防水涂料的现行标准是JC/T 894—2001《聚合物水泥防水涂料》，因而，配方研究应以此标准为基础。配方参数主要是聚灰比、聚粉比和液料-粉料比，因而其配方研究主要是确定防水涂料的这几个参数。

1.1 聚灰比的确定

聚灰比即乳液中的固体聚合物与水泥的质量比，这是决定涂料柔性-刚性变化的重要参数。聚灰比越大，涂料中有机组分的含量越高，涂膜的柔性越好；反之，聚灰比越小，涂膜的柔性越差。笔者使用苯丙乳液（进口试验组A）和复合型乳液（试验组B）进行了2 组试验，结果如表1 所示。

从表1 可以看出，随着聚灰比的增大，涂膜的拉伸强度和断裂延伸率随之提高。当聚灰比为0.50 时，B 组试样（复合型乳液涂料） 的拉伸强度和断裂延伸率分别为1.86 MPa 和81.6%，能够满足JC/T 894—2001 标准中规定的Ⅱ型产品的要求。而为了满足该标准中规定的Ⅰ型产品的拉伸强度和断裂延伸率指标，需要使用苯丙乳液（即A 组试样），在聚灰比为0.55 时，拉伸强度1.39 MPa，超过标准要求的不小于1.2MPa；断裂延伸率为201%，勉强达到要求。因而，如果作为满足Ⅰ型产品生产，还应将聚灰比稍微提高。根据试验结果，可以确定为了生产满足Ⅰ型产品的聚合物水泥防水涂料，应使用质量良好的苯丙乳液，如巴斯夫公司的Acronal S400 乳液、国民淀粉化学有限公司的Cembond601 乳液和上海石化联碳合成乳胶有限公司（UCAR） 的R-161 乳液等，其配方中的聚灰比应稍大于0.55；而为了生产满足Ⅱ型产品的聚合物水泥防水涂料，应将质量良好的苯丙乳液和其它拉伸强度高并且能够和水泥浆混合的聚合物乳液（例如VAE 乳液）进行复合使用；其配方参数中的聚灰比应稍大于0.50。

1.2 聚粉比的确定

聚灰比是决定聚合物水泥防水涂料柔性-刚性变化的重要配方参数，但除此之外还应该注意涂料的聚粉比[聚粉比中的粉是水泥和填料（细砂）的质量之和]，即聚合物和粉料比例的确定，该指标直接关系涂膜断裂延伸率的大小。在保持聚灰比不变的情况下，当聚粉比发生较大变化时，涂料的性能同样会产生显著变化。

水泥是一种应用广泛、应用量大的胶凝材料，本身能够对涂料中的惰性粉料产生良好的粘结作用。例如，采用m（水泥）∶m（砂）∶m（石子）=1∶2∶4 的基本配合比，在原材料选择适当的情况下能够得到抗压强度很高的结构材料。从这一点来说，惰性填料和水泥的比例可以很高，即涂料的聚粉比可以很低。但实际上聚粉比会显著影响涂膜的柔韧性和拉伸粘结强度。因而必须考虑聚粉比变化给涂料性能（主要是拉伸强度和断裂延伸率）带来的影响。在保持涂料的聚灰比不变的情况下进行了聚粉比对涂料性能的影响试验，结果如表2 所示（聚合物乳液为国产苯丙乳液）。

从表2 可以看出，聚粉比对涂膜断裂伸长率的影响与对拉伸强度的影响同样显著，但二者的变化趋势相反。实际上，从涂料的配方原理来说，聚合物水泥防水涂料的聚粉比的含义和涂料配方理论中的颜基比相似；与涂料的颜料体积浓度直接相关。作为无机胶结料的水泥来说，对于涂膜的柔韧性已经没有任何贡献，对柔韧性能够产生贡献的只能是柔性的聚合物膜。但是，由于水泥是活性材料，毕竟和普通液体涂料中的惰性填料不同，因而聚粉比降低时涂膜的拉伸强度提高，同时导致断裂伸长率急剧降低。可见，聚粉比的大小直接影响涂膜的断裂伸长率。

1.3 液料-粉料比的确定

涂料的聚灰比和聚粉比确定后，并不能确定涂料的配方。只有确定了液料-粉料比后，才能固定涂料的基本组分不会发生影响涂料主要性能的变动。涂料的液料-粉料比主要决定涂料的固体含量这一性能指标。对于Ⅰ型和Ⅱ型涂料，市场上早期多数采用的粉料与液料的配比分别是1∶1.5 和1∶2。从实际情况看，这种配方是合理的。但从涂料的成本控制看，又存在可以改变的地方。因为在这种情况下，当采用较高的聚灰比时，涂料的固体含量可以分别高达75%和85%。如果粉料与液料的配比改变成1∶1，则在同样能够满足JC/T 894—2001 中固体含量不小于65%，且涂料的聚灰比和聚粉比没有变化的情况下，涂料的成本可以降低约15%。因而，从满足标准规定并追求低配制成本的角度看，涂料采用1∶1 的粉料与液料质量比是适当的。应指出，采用1∶1 的液料-粉料比，由于涂料的聚灰比和聚粉比没有变化，因而涂料的主要物理力学性能并不会发生显著变化，这时涂料成本的降低仅是由于涂料的固体含量降低的结果。
 

从表3 可以看出，在涂料配方相同的情况下，使用不同的乳液得到完全不同的结果。相对于质量较差的聚合物乳液而言，进口品牌和国产品牌虽然固体含量基本相同甚至稍低些，但使用进口乳液的涂料其拉伸强度和断裂延伸率却分别高出65%和142%。

此外，表1 中使用的是进口苯丙乳液，表2 中使用的是国产苯丙乳液，二者的结果差别也很大，这都可以说明聚合物乳液不同所得到的结果不同。当然，这并不是说使用每种国产聚合物乳液和每种进口聚合物乳液都可能得到这样的结果。这里只是说明一个问题：聚合物乳液的质量显著影响涂料的性能，即使在聚合物乳液固体含量相同的情况下亦如此。因而，涂料配方的确定只是针对一种聚合物乳液，当聚合物乳液的来源或者品牌变化时应当根据试验结果进行调整。

4 结语

（1）聚灰比、聚粉比和液料-粉料比是确定聚合物水泥防水涂料性能的主要配方参数，且仅对具体的聚合物乳液有效。当聚合物乳液发生变化时，相同配方的涂料其性能可能存在很大差别。

（2）润湿分散剂和消泡剂对涂料性能会产生显著影响，应选择高效、廉价的润湿分散剂和抑泡性能好的消泡剂。
（3）聚合物乳液的质量能够显著影响涂料的性能，应注意选择优质苯丙乳液或苯丙乳液和VAE 乳液复合，才能在保持较低成本下得到质量满足JC/T 894—2001 标准要求的防水涂料。

（4）认为聚合物水泥防水涂料配方技术很简单是一个误区，要在成本低的情况下满足标准要求，是需要一定的配方设计技术指导和对很多试验结果的综合分析，甚至于需要经过反复调整才能达到目的。