日期：2022-06-15
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124 核心提示：0 前言聚合物胶乳由微米尺寸的聚合物微粒分散在水中形成。根据合成过程单体选择和组合的变化，可形成不同类型的聚合物胶乳产品，
0 前言
聚合物胶乳由微米尺寸的聚合物微粒分散在水中形成。根据合成过程单体选择和组合的变化，可形成不同类型的聚合物胶乳产品，如丙烯酸胶乳、丁苯胶乳、乙烯2 醋酸乙烯胶乳等。不同的聚合物胶乳在应用性能上各具特色，构成了广阔的应用领域。聚合物胶乳在水分散常态下，具有良好的流动性和分散性，容易对其进行某些物理性能的改性；应用过程中水分不断蒸发，聚合物微粒相聚成膜后，则具有了类似一般聚合物的形态和性能。聚合物胶乳这一形态上的变化过程，为其应用的多样性奠定了基础。就防水材料而言，聚合物胶乳的水分散形态使其便于生产加工，可用其十分方便地分散、包容填料，也可将其很容易地分散在其它体系中；同时，聚合物胶乳的成膜性能是其防水应用和材料改性的基础，既能以防水涂料、水泥改性材料的形态在应用现场固化成膜，又能以粘料或改性材料的面目在防水卷材生产中发挥作用。本文在综述聚合物胶乳在防水材料应用的基础上，重点讨论聚合物胶乳在防水涂料和防水砂浆中的应用。
1 聚合物胶乳在防水中的应用综述
聚合物胶乳常态下流动、分散性好，水分蒸发后具有粘接、成膜等技术特性，使其广泛应用于各类防水材料，表1 简述了聚合物胶乳在防水材料中的典型应用。
1. 1 防水涂料
与各类溶剂型防水涂料不同，聚合物胶乳型防水涂料均为水基产品，一般不含挥发性有毒溶剂，即便在较封闭的小空间施工，除了需要更长时间干燥成膜的技术要求外，不会危害施工人员的人身安全。在单组分聚合物胶乳型防水涂料、聚合物改性水泥基防水涂料中，聚合物胶乳单独或与水泥协同作为成膜物质，防水涂膜耐老化性能、机械性能优良，具有防水透气、环保安全、施工便利、应用广泛等优点，是近年来发展较快的新型防水涂料。乳化沥青基防水涂料曾以其水性产品和经济性受到关注，但在早期应用中，固含量偏低、老化性能较差和耐温范围较窄等缺点，制约了乳化沥青防水涂料的发展，且由于聚合物胶乳选择类型的局限，对乳化沥青改性的效果也不甚理想。近年来各类性能各异的聚合物胶乳进入市场，这就为乳化沥青的改性提供了更多选择。利用聚合物胶乳改性乳化沥青可有效拓宽沥青基材料的应用温度范围、改进其物理性能，相信经济性好、性能可靠、施工便利的新型改性乳化沥青防水涂料会有进一步发展。
1.2 防水卷材
虽然目前改性沥青卷材以固体聚合物（SBS、APP 等）添加在沥青中进行改性为主，但固体聚合物存在与沥青混合过程分散困难、耗能高、聚合物网络状况不良等缺点。与此相比，高固量胶乳在改性热沥青时，具有分散容易、能耗低、聚合物颗粒细致均匀、聚合物网络形成好、改性效果显著等优点，成为改性热沥青的另一个有技术优势的选择。高固量丁苯胶乳改性热沥青已在道路沥青中大量采用，在防水材料中的应用也必将发挥其应有的技术特点。聚合物胶乳基防水卷材是一类新开发的防水材料，与传统的沥青基卷材、高分子卷材相比，聚合物胶乳卷材的粘料体系和填料体系对水基粘合剂的亲和性很好，卷材本身可用聚合物胶乳粘合剂或水泥进行粘贴，这就使卷材的施工过程变得更简便、安全、环保和可靠。聚合物胶乳基防水卷材具有防水透汽、物理性能良好的技术特点，是一类极具开发前途的新一代防水材料。
1.3 防水砂浆
提高防水砂浆的密实性（抗渗）、克服砂浆干缩带来的开裂危险，是刚性防水材料的技术关键，由此进行的水泥改性可谓见仁见智，品种繁多的水泥外加剂、短纤维增强材料和聚合物胶乳等均在其中有所应用。利用聚合物胶乳改性水泥材料，能有效提高材料的抗渗性，改善其柔韧性、粘接强度等重要应用性能，并可根据应用要求确定改性程度，在刚性—刚柔并济的范围内尽可能发挥材料的各项性能优势。利用聚合物胶乳改性防水砂浆的综合技术性能较好，发展前景乐观。
综上所述，聚合物胶乳在防水材料中的应用十分广阔，无论是作为主体粘料还是作为改性材料，都为防水材料的技术进步发挥了积极的作用。作为水基材料，聚合物胶乳是环保型防水材料开发的基础，呈现出越来越广阔的市场前景。在不同防水材料的开发和应用中，根据材料技术性能要求和经济性考虑，可能选择不同的聚合物胶乳，但作为防水领域，对聚合物胶乳有共同的技术要求，即聚合物胶乳成膜后，胶膜应具有良好的稳定性、耐老化性、耐水性和适宜的物理机械性能。
2 聚合物胶乳在防水涂料中的应用
2.1 防水涂料市场现状
作为防水材料有机构成部分之一1 有统计表明，1999年我国防水涂料生产总量约16 万T，折合占防水材料总量的比例不足10%，其中水基（环保型）聚合物胶乳型防水涂料（不包括改性沥青涂料）产量约1.3 万T，占防水涂料产量的8% 左右。
目前至2010 年的10年内，我国总体防水材料发展的预期年增长率为2.5%，预计结构调整使防水涂料的比例由10% 上升到12-15% ，约25万T，防水涂料产品构成预计（水基）聚合物胶乳型防水涂料占总体防水涂料的比例由8%上升到20% 左右。
2.2 聚合物胶乳防水涂料的类型和优点
聚合物胶乳型防水涂料分为两种类型，即不含水泥的单组分产品和含水泥的双组分产品。单组分产品为浆料型，现场直接涂刷应用；双组分产品由液料和粉料两个独立包装构成，两组分在现场按比例混合，搅拌均匀后即可施工应用。
聚合物胶乳防水涂料为水基（环保型）产品，具有以下显著优点：
1）粘接性、整体性好，在异形面、有大量突出防水面结构的复杂基面，防水涂料也可十分容易地形成整体性防水涂膜。
2）施工简单灵活，不论施工面大小、形状如何，是立面还是顶面，防水涂料均可施工。
3）对基面湿度要求低，与溶剂型涂料和采用溶剂型粘合剂施工的卷材不同，聚合物胶乳防水涂料为水基产品，并不特别限定基层的含水率，可在一定潮湿程度的基面施工。
4）与砂浆、瓷砖胶的亲和（粘接）性好，在防水涂膜上覆盖砂浆等材料时，一般无需作甩砂处理即有良好的粘接性能。
5）环保型，聚合物胶乳防水涂料无有毒溶剂挥发，对施工人员和环境无害，即便在通风较差的地下室和空间狭小的厨厕间施工，也不危害人体。
2.3 聚合物胶乳防水涂料的技术要求和胶乳选择
由于聚合物胶乳防水涂料的快速发展，规范产品技术要求已列入议事日程，相继讨论和制定了单、双组分防水涂料的国家行业标准，到目前，单组分防水涂料行业标准征求意见稿已经出台，双组分防水涂料行业标准草案已通过讨论。在此仅列出涂膜无处理时的技术要求，见表2。
单纯从技术要求来看，很多聚合物胶乳经适当改性后都能满足技术要求。但是，防水涂料应用环境有其特殊性，如果聚合物不能经受长期潮湿或干湿循环考验，则可能逐步损失其防水功能。
不同聚合物的吸水性差别较大，聚合物的吸水性对其耐水性影响较大。不同聚合物在多次干湿循环后的质量损失情况也不同，耐水性较差的聚合物质量损失大，从而不可避免地影响其技术性能。此外，防水涂料的不同配方也影响其应用性能。以双组分防水涂料为例，聚合物胶乳加量提高时，在改进材料柔性的同时，是以逐步损失水泥材料的某些性能，如耐水性、强度、透汽性等为代价的。关于不同聚灰比改性条件下，柔性水泥材料在空气中养护和在水中浸泡后的抗拉强度性能比较，见文献。
2.4 聚合物胶乳防水涂料的展望
近年来，我国水基（环保型）聚合物防水涂料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，随着其技术的发展和完善，可以预计应用将更加广泛。水基聚合物防水涂料今后需要改进的主要技术内容为：进一步提高聚合物胶膜的耐水性；进一步提高聚合物胶膜的物理性能，拓宽应用温度范围；克服低温条件施工困难的缺点，改进低温成膜性能。随着以上技术的发展和完善，新一代环保型防水涂料将以其温度适应宽、技术性能好、施工更加简便快捷、综合经济性能优异的优势成为防水涂料的主流产品。
3 聚合物胶乳在防水砂浆中的应用
3.1 聚合物改性砂浆的市场现状
虽然目前有大量水泥外掺改性材料，特别是水泥外加剂，用于刚性防水工程，但由于材料应用的多样性和交叉应用等原因，几乎没有比较可信的统计数据能反映防水砂浆的实际市场情况。聚合物胶乳作为水泥砂浆改性材料在我国近几年来逐步受到关注，应用领域不断拓展，但主体上是作为粘贴材料和修补材料应用的。可主要出于经济性考虑，目前防水砂浆大量采用水泥外加剂进行改性。近一二年，我国南方地区墙体渗漏问题突出，聚合物胶乳改性防水砂浆以其优良的综合功能和技术性能逐步被接受和采用，相信随着该领域成功应用经验的积累，此类材料的应用领域将会不断扩展。
3.2 聚合物改性防水砂浆的技术性能
聚合物胶乳改性水泥基刚性防水材料的技术关键是如何改进和提高防水砂浆的密实性和柔性，前者是防水抗渗的基础，后者将有效克服砂浆干缩带来的开裂危险。研究表明，特殊开发的聚合物胶乳对水泥砂浆的技术性能改进是多方面和显著的，主要表现在：显著提高了砂浆的粘接性能、耐磨性能、抗化学品性、抗裂性能和抗渗性能。在此仅简单讨论防水砂浆最重要的抗渗性和抗裂
性。图1 为不同聚合物加量时改性砂浆的吸水率比较，可见随着聚合物加量增加，砂浆吸水率明显下降。这主要是由于聚合物胶膜填充和密实了水泥砂浆的孔隙，显著减少了砂浆的吸水性，从而对防水砂浆的抗渗性作出贡献。聚合物加量的多少关系到对水泥干缩补偿作用的好坏，较低改性度( 聚灰比0.1 或更低). 虽然在水泥硬化初期也能起到吸收部分应力的作用，并在应力已超出未改性水泥材料应力极限范围时仍起一定桥接作用) 但随着时间推移和水泥硬化程度加深) 将会出现脆裂的危险。进一步增加聚合物量可有效改善这一情况，稍高一些改性度（聚灰比0.2 或更高）时，由于更多高分子链参与作用，水泥硬化所产生的应力将被增加的弹性和塑性形变所消减，从而能长期有效克服干缩问题。有关这方面的研究结果可参阅文献。
综上所述，聚合物胶乳改性防水砂浆可显著提高防水砂浆的密实性和柔性，由此提高其抗渗和抗裂性。
3.3聚合物改性防水砂浆的展望
聚合物胶乳改性防水砂浆在我国近几年来逐步受到关注，已在墙体防水领域得到应用，并以其优良的综合现场功能和技术优势逐步被人们所认识，相信在适宜采用刚性防水材料的应用领域，其市场份额也会不断扩展。
