防水涂料拉伸性能影响的分析
作者 :  朱慧

  摘 要:本文主要针对防水涂料拉伸性能的影响展开了分析,对防水涂料中气泡产生的原因及危害作了详细的论述,通过结合具体的实验,深入探讨了消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
  关键词:防水涂料;拉伸性能;影响
  所谓的聚合物水泥防水涂料,是新一代聚合物水泥防水产品,由于其具有着独特的优点,在防水、防渗和防潮的工程中有着广泛应用。但是聚合物水泥防水涂料会产生一些气泡,影响到防水涂料的使用,因此,为了使聚合物水泥防水涂料能有效使用,我们就要对气泡的影响进行分析,以保障相关工程的施工质量。
  1 JS防水涂料中气泡产生的原因及危害
  聚合物水泥防水涂料是以水泥和乙烯-乙酸乙烯酯、丙烯酸酯等聚合物乳液为主要原料,加入填料及其他助剂配制而成,经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组分水性防水涂料。JS防水涂料主要由粉料和液料组成,使用时,粉料、液料按照一定比例混合均匀后施工。JS防水涂料中气泡产生的原因主要有两个方面:
  (1)JS防水涂料液料部分的主要成分是聚合物乳液,而聚合物乳液在生产过程中会用到表面活性剂,且黏度较高,本身容易产生气泡。
  (2)在使用时,JS防水涂料的液料和粉料需要搅拌、混合,搅拌过程也极易产生气泡。因此在涂刷之前,要求将搅拌好的涂料静置一段时间让气泡逸出,但有时静置时间过短,产生的气泡没有机会逸出而是留在了涂膜中,即使气泡破了,由于涂料已失去流动性,也会在涂膜中形成裂纹和气孔,从而影响到JS防水涂料的拉伸性能。
  2 消泡剂的消泡机理及种类
  一般认为,消泡剂需具有两方面的性能:
  (1)抑泡性能,指抑制气泡产生的能力,溶解度小的物质抑泡性较好;
  (2)破泡性能,即使已经形成的气泡迅速破裂的能力,铺展性(分散性)好的物质破泡性较好。根据Ross理论,消泡剂在溶液表面散布时会带走邻近表面的一层溶液,使液膜变薄,当液膜厚度低于临界值后,会破坏泡膜的稳定性,导致泡膜破裂。消泡剂的消泡过程见图1,理想的消泡剂应既具有破泡性能又具有抑泡性能。
  3 实验部分
  3.1 原材料及仪器
  原材料:32.5级白水泥;200目石英粉;100目石英砂;400目重质碳酸钙;丙烯酸乳液X;增塑剂;杀菌剂;醇类消泡剂L、有机硅类消泡剂M、聚醚类消泡剂N;水。
  仪器:电子天平;实验室用分散砂磨机;热空气老化试验箱;冲片机及刀具;电子拉力机。
  3.2 试验方法
  按GB/T23445―2009《聚合物水泥防水涂料》的相关规定对JS防水涂料进行配料、涂膜、养护、冲片和拉伸性能测试。
  将按比例配好的JS防水涂料,静置3min后倒入模具,用制膜器制膜,在温度为(23±2)℃、相对湿度为(50±10)%的标准条件下放置20h后再进行第2次涂膜;在标准条件下养护96h后脱模,将脱模后的试样反面向上在(40±2)℃干燥箱中养护48h,然后取出置于干燥器中冷却2h。用切片机将试样冲切成6个试件,标号、划标线后测量厚度,每个试样选取5个试件进行拉伸测试,1个留做备用。电子拉力机的拉伸速度为200mm/min。
  4 消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响
  4.1 消泡剂的种类对拉伸性能的影响
  不同种类消泡剂的消泡效果会有所不同,单一消泡剂和复合消泡剂对同种乳液体系的消泡效果也不同。表1是消泡剂的使用情况。
  表1 消泡剂的使用情况
  消泡剂能不同程度地提高JS防水涂料的拉伸强度和断裂伸长率。单一醇类消泡剂L对JS防水涂料拉伸性能的提高优于有机硅类消泡剂M和聚醚类消泡剂N;在消泡剂总用量相同时,两种消泡剂复配比单一消泡剂的效果更为显著,虽然消泡剂M、N单独使用时对JS防水涂料拉伸性能的影响效果接近,但两者分别与消泡剂L复配使用时的效果却有较大差别。分析原因可能为,醇类消泡剂L和聚醚类消泡剂N均是水溶性非离子表面活性剂,与气泡接触时,羟基和醚键中的氧原子能够与水中的氢原子形成氢键,铺展于泡膜上,破坏泡膜的稳定性并使其破裂,两者作用机理相似,偏向于破泡性能,故两者协同作用不明显;而有机硅类消泡剂M表面张力很低,在水/油中溶解度较小,偏向于抑泡性能,故消泡剂L与M的复配使用是破泡性能与抑泡性能的相辅相成,消泡效果更为明显。
  4.2 消泡剂的用量对拉伸性能的影响
  消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响不仅在于其种类,也在于其用量。分别采用醇类消泡剂L和有机硅类消泡剂M制备JS防水涂料,测试消泡剂用量对其断裂伸长率的影响,结果见图1。
  图1 消泡剂用量对涂膜断裂伸长率的影响
  从图1可知,随着消泡剂L用量的增加,JS防水涂料的断裂伸长率也逐渐增加,当消泡剂L用量大于4%时,断裂伸长率不再增加,而是趋于一个稳定值。随着消泡剂M用量的增加,JS防水涂料的断裂伸长率先增加后减小,可见其用量并非越多越好。
  4.3 消泡剂的复配比例对拉伸性能的影响
  当消泡剂总用量占液料总量的5%时,研究醇类消泡剂L和有机硅类消泡剂M的复配比例对JS防水涂料断裂伸长率的影响,结果见图2。
  图2 消泡剂L与M复配比例对涂膜断裂伸长率的影响
  从图2可以看出,在醇类消泡剂L与有机硅类消泡剂M复配使用的总量为5%时,随着L/M比值(质量比)的增加,JS防水涂料断裂伸长率先增加后减小,当L与M的比值为3/2时,消泡效果最佳,断裂伸长率最大,可见抑泡性能与破泡性能之间的协同作用在一定的比例范围内才能发挥更好的效果。不同种类消泡剂之间的最佳复配比例还需通过实验进一步确定。
  5 结语
  综上所述,聚合物水泥防水涂料在如今防水、防渗和防潮的工程施工中有着广泛的应用,因此,我们必须要对其中存在的影响因素进行认真分析,以排除不利的影响,使聚合物水泥防水涂料的施工应用得到保障,从而保证防水、防渗和防潮工程的施工质量。
  参考文献
  [1]黄杰强.聚合物水泥防水涂料拉伸性能影响因素分析[J].门窗.2013(02).
  [2]伍明强.影响高强度聚氨酯防水涂料拉伸性能因素的分析[J].化工管理.2014(12).

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