0 引言
聚合物水泥防水涂料由有机材料和无机材料复合而成，兼有柔韧性和刚性特点。其对环境无污染，防水性能较好，越来越受到人们的重视，是近几年来发展较快的一种建材产品。目前市场上这类涂料还存在一些不足，主要表现在涂料的聚灰比较大、成本高，通常液粉比为10∶7(聚灰比为1～2)而延伸率为150%～250%，且拉伸强度一般在1.5 MPa 以下。
聚合物水泥防水涂料(简称JS 防水涂料)是一种兼具挥发固化和反应固化双重特点的涂料。通常由水泥、填料、添加剂及聚合物乳液复合而成。常用的填料包括石英粉、重质碳酸钙、硅灰石、粉煤灰等。其成膜机理是，在液料和粉料混合搅拌均匀后，聚合物乳液把水泥颗粒包裹起来，乳液中的一部分水分挥发，使高分子微粒脱水而粘接在一起，从而形成连续的弹性薄膜；同时水泥吸收乳液中其余水分，发生水化反应固化，并与有机高分子聚合物链共同组成互穿网络的防水涂膜结构，从而加快了涂膜固化的速度。
本试验研发了一种低聚灰比的聚合物水泥防水涂料，其涂膜具有较高的拉伸强度、断裂伸长率、耐候性和耐水性。
1 试验部分
1.1 主要原料和实验仪器
1.1.1 主要原料
水泥：42.5 级，国产；石英粉：100 目，国产；重质碳酸钙粉：200 目，国产；金属藻类消泡剂：日本诺普科；乳液：市售丙烯酸乳液；减水剂：MELMENT F10，BASF；复合助剂，自制。
1.1.2 仪器及试验装置
CP-25 防水卷材冲片机、CMT2202 微机控制电子万能试验机、卧式低温保存箱、中低温热试验箱、ZN-P紫外灯耐气候试验箱、分散搅拌机。
1.1.3 性能测试
按GB 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》进行相关项目的测试。
依据GB/T 16777—2008 规定，将标准条件下放置的液料和粉料混合均匀，搅拌5 min 后，开始制模，分2次或3 次涂覆，后道涂覆应在前道涂层实干后进行，在72 h 内使试样厚度达到(1.5±0.2) mm，模具可采用聚四氟乙烯或易脱模的基材，试样脱模后在标准条件下养护96 h，然后放入(40±2) ℃干燥箱中处理48 h，取出后置于干燥器中2 h，用切片机冲切试件，待用。
2 结果与分析
2 结果与分析
2.1 功能助剂的加入量与拉伸强度、断裂伸长率、涂膜吸水率的关系
功能助剂的加入量对涂膜性能的影响见图1～图3。
从图1、2、3 曲线可以看出,功能助剂能显著提高合物涂膜的力学性能和耐水性。这是因为功能助剂带有的官能团在成膜过程中可与聚丙烯酸酯乳液的反应基团发生化学交联作用，涂膜的交联程度提高，使涂膜的拉伸强度、断裂伸长率明显提高，同时降低了涂膜的吸率。但当功能助剂的加入量进一步增大后，由于交联程度提高，限制了涂膜的变形，使其断裂伸长率下降。可见，涂膜力学性能的变化与功能助剂的交联作用有关。
2.2 耐水性与涂膜吸水率、拉伸强度的关系
耐水性是指涂膜对水作用的抵抗能力，即涂膜不吸水、不渗水的性能。作为好的防水涂料，其干透的涂膜在遇水后不发生泛白、起泡、膨胀、脱落等弊病，离水后，水份蒸发，涂膜能恢复原来的外观。耐水性的好坏直接影响涂料在基材上的附着能力。在室内较为潮湿的场所，如厨房、卫生间或南方的室内也应考虑使用耐水性好的防水涂料。
本试验研究了不同浸水期对涂膜吸水率和拉伸强度的影响，取聚灰比为1.0 时制备的试样，分别得到了不同浸水期对涂膜吸水率和涂膜厚度的影响关系，试验结果见图4 和表1。
2.3 不透水性测试
不透水性是衡量防水涂料涂膜承受水压的能力的技术指标，以一定压力下不渗水为合格。一般要求耐水压0.1～0.3 MPa，保持不渗水的时间为30 min，不透水试验是为了满足实际工程的需要，在实验室模拟使用条件，将实际所需承受的压力放大进行的一种快速试验方法。测量不透水性可用不透水仪，对所制得的防水涂料不透水性进行了测试，其结果为：在0.3MPa，30 min 条件下涂膜完好，不透水。
2.4 聚灰比对潮湿基面粘接强度影响
2.4 聚灰比对潮湿基面粘接强度影响
聚合物水泥防水涂料具有可湿作业特性，只要基面上无明显的积水，均可进行防水施工，使得其施工适应性大大拓展。他不但可以湿作业，也可以在湿度较高的环境下成膜，从而形成具有防水性能的涂膜。试验用水泥作为基面，将水泥砂浆块在(23±2) ℃的水中浸泡24 h。然后将指定配比的液体组分和固体组分，混合后机械搅拌5 min。从水中取出水泥砂浆块，晾置5 min 后，在砂浆块的断面上均匀涂抹混合好的聚合物水泥防水涂料试样，将两个砂浆块的断面小心对接，在标准条件下放置4 h。然后将制得的试件在水泥标准养护箱中放置168 h，其养护条件为：温度(20±1) ℃，相对湿度≥90%。试验测定了不同聚灰比制备的潮湿基面粘接强度。其结果见表2。
从表2 中可以看出，随着聚灰比的减少，即聚合物水泥防水涂膜中水泥用量的增加，其潮湿基面粘接强度也逐渐增加，这一点与聚灰比与涂膜拉伸强度的影响是一致的。但由于水泥用量的增加导致涂膜与水泥砂浆块的基面结构致密性变差，使得其潮湿基面的粘接强度增加有限。聚灰比为1.0 时，涂膜的潮湿基面粘接强度小，为1.13 MPa，这也远大于0.5MPa的GB/T23445-2009行业标准。
2.5 乳液品种、聚灰比对涂膜力学性能的影响
选择了3 种代表性丙烯酸乳液按生产商推荐配方制备防水涂料，将加入功能助剂和空白样进行力学性能对比，测试功能助剂对聚合物水泥防水涂料的影响。
2.5.1 不同乳液对力学性能的影响
2.5.1 不同乳液对力学性能的影响
不同乳液对涂膜力学性能的影响见表3。
从表3 可以看出，在相同的聚灰比下，不同厂家乳液制得的聚合物水泥防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率不同。
2.5.2 力学性能相当时的涂料聚灰比和液粉比
力学性能相当时的涂料聚灰比和液粉比见表4。
从表4 可以看出，在涂料力学性能相当的情况下，加入功能助剂制备的聚合物水泥防水涂料，其聚灰比和液粉比都比较小。说明这种涂料能在水泥量比较大的情况下，得到较好的延伸率和拉伸强度。配方中加入功能助剂后水泥及无机填料在涂料中用量增大，可以降低涂料的成本。
2.6 性能检测
用丙烯酸乳液，以水泥为主要粉料，以重质碳酸钙和石英砂为填料，加入一定量的消泡剂、分散剂、成膜助剂，功能性助剂，涂覆层数为2 层，制备干膜厚为(1.5±0.2) mm 的试样。通过对其进行各种性能检测，结果如表5 所示。
由测试结果看出，所制备的聚合物水泥防水涂料具有较好的拉伸强度和断裂伸长率。
3 结语
(1) 功能性助剂的使用提高了聚合物水泥防水涂料的性能，其用量在1.5%～2.0%时，使用效果佳；
(2) 功能助剂的使用降低了聚灰比，水泥及无机填料在涂料中用量提升15%～20%，从而降低涂料成本，提高了聚合物水泥防水涂料的耐候性、耐碱性；
(3) 制备的聚合物水泥防水涂料聚灰比为1∶1，液粉比为1∶1.2 时，拉伸强度达到1.78 Mpa，断裂伸长率达386%。
