水泥专用丁苯胶乳(沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂的研制)

Posted 2023-05-30

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水泥专用丁苯胶乳(沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂的研制)

基层处理剂是一种在防水层施工前，预先涂刷在基层上的防水涂料，主要作用是增强防水材料与基层之间的粘结力，封闭基层中过量的水汽，避免出现鼓包、孔眼及与基层剥离等现象。基层处理剂可分为水性和溶剂型两种，其中水性基层处理剂采用水作为溶剂，不含苯、甲苯、二甲苯等挥发性有害有机溶剂，绿色环保、无污染，对施工人员健康无危害，广泛应用于各种建筑场合。在此，选用高效阴离子乳化剂制备阴离子乳化沥青，加入阴离子胶乳和其他助剂制得沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂，并讨论胶乳添加量、固体含量、单位面积涂布量等因素对产品性能的影响。

样品制备

基质沥青：山东京博石油化工有限公司；丁苯胶乳：山东显元科技股份有限公司；阴离子乳化剂：天津康泽威科技有限公司；羟乙基纤维素（稳定剂）：美国亚跨龙；NaOH：西陇科学股份有限公司；水：自来水。

将配方量的水加入烧杯中，加入配方量的稳定剂，搅拌0.5 h，加入配方量的阴离子乳化剂，加热至50~60 ℃，加入配方量的NaOH水溶液，调节pH值约为12，搅拌0.5 h，待用；将配方量的沥青加入到铁罐中，加热至130~140 ℃，搅拌0.5 h，待用；开启胶体磨，将皂液倒入胶体磨中，开启循环，缓慢加入配方量的沥青，循环1~2 mim后出料，得到阴离子乳化沥青产品；将配方量的乳化沥青加入到烧杯中，加入配方量的丁苯胶乳和消泡剂，搅拌0.5 h，即得到沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂产品。

丁苯胶乳加入量对基层处理剂

性能的影响

阴离子丁苯胶乳的用量势必会影响基层处理剂的性能，如表1所示，阴离子丁苯胶乳改善了产品的高低温性能和与基层的剥离性能。当丁苯胶乳添加量为5%时，产品高低温性能合格，且与基层的剥离强度将近3%丁苯胶乳添加量时的两倍；丁苯胶乳添加量继续增加，产品性能的改善不明显。综合性能和成本因素，阴离子丁苯胶乳的加入量为5%时最合适。

表1 阴离子丁苯胶乳加入量对基层处理剂性能的影响

注：①乳化沥青固含量为45%。

②阴离子丁苯胶乳的添加量是其相对于乳化沥青的百分比。

③涂料的单位面积涂布量为0.5 kg/m2。

④涂膜的养护及测试温度为（25±0.5） ℃。

固体含量对基层处理剂性能的影响

在单位面积涂布量一定的前提下，采用高固含量基层处理剂的涂膜较厚，可以增强基层与卷材的粘结力，防止空铺、起鼓等问题的出现；但固含量越高，生产难度越大，产品稳定性越差，而且涂膜过厚也会影响防水卷材与基层的剥离强度性能。不同固体含量对基层处理剂性能的影响如表2所示。随着乳化沥青固含量的增加，耐高温性能降低，而与基层的剥离强度先增加后降低；当乳化沥青固含量为55%和60%时高温性能不合格。

表2 不同固体含量对基层处理剂性能的影响

注：①阴离子丁苯胶乳添加量为乳化沥青用量的5%。

② 涂料的单位面积涂布量为0.5 kg/m2。

③涂膜的养护及测试温度为（25±0.5） ℃。

另外，在单位面积涂布量不变的前提下，随着乳化沥青固含量的增加，水分挥发后，基层表面的固体量增加，固化后成膜厚度增加，剥离强度测试时的破坏形式为处理剂界面破坏，而基层处理剂本体强度较小，宏观表现为剥离强度变差。

不同单位面积涂布量对剥离强度的影响

单位面积涂布量即涂布1 m2水泥基层所需本产品的量，是衡量产品性价比的重要指标，满足性能指标的前提下，单位面积涂布量越小，性价比越高。不同单位面积涂布量对防水卷材与基层的剥离性能影响如图1所示。可以看出，随着单位面积涂布量的增加，卷材与基层的剥离强度先增大后减小，单位面积涂布量为0.3~0.5 kg/m2最为适宜。

图1 不同单位面积涂布量对剥离强度的影响

不同类型乳化剂对基层处理剂

性能的影响

本研究中所用的胶乳为阴离子型，乳化剂只能选用阴离子型或非离子型。不同类型乳化剂对基层处理剂性能的影响如表3所示。可以看出，阴离子乳化剂制备的产品性能要优于非离子乳化剂。

表3 不同类型乳化剂对基层处理剂性能的影响

注：①乳化沥青固含量为45%，加入量定位100%。

②阴离子丁苯胶乳的添加量是乳化沥青用量的5%。

③涂料的单位面积涂布量为0.5 kg/m2。

④涂膜的养护及测试温度为（25±0.5） ℃。

不同温度条件对剥离强度的影响

沥青相关产品是感温性材料，产品性能对温度比较敏感。所以，测试不同温度下卷材与基层的剥离性能是很有必要的。在规定的温度下，按标准要求对试样进行养护后，取出立即进行测试，不同温度对剥离强度的影响如图2所示。当温度较低时，温度对热熔施工的SBS类卷材与基层的剥离强度没有影响，但自粘卷材与基层的粘结性能较差，甚至无法实现满粘，剥离强度较小；当温度升至30 ℃时，SBS类卷材与基层的剥离强度变化不大，而自粘卷材与基层的剥离强度逐渐增加；当温度高于30 ℃时，SBS类卷材和自粘卷材与基层的剥离强度均降低。

图2 不同温度条件对剥离强度的影响

不同型号的基质沥青对基层处理剂

性能的影响

不同牌号的基质沥青对基层处理剂性能的影响如表4所示。可以看出，沥青牌号越小，越难乳化，低温性能越差，故要避免选用低标号沥青；而沥青牌号越大，低温性能越好，但高温性能和剥离性能变差，故也要避免选用高标号沥青。选用70#沥青制备的基层处理剂性能最优。

表4 不同型号基质沥青对基层处理剂

性能的影响

注：①乳化沥青固含量为45%。

②阴离子丁苯胶乳的添加量是乳化沥青用量的5%。

③涂料的单位面积涂布量为0.5 kg/m2。

④涂膜的养护及测试温度为（25±0.5） ℃。

有害物限量检测

依据JC/T 1066—2008标准，对沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂中的有害物质含量进行测试，结果如表5所示。基层处理剂中的挥发性有机化合物含量仅为5 g/L，游离甲醛含量仅为3.2 mg/kg，苯、甲苯、乙苯和二甲苯及氨含量均为未检出，有害物限量指标远高于标准要求，环保性能优异，可以在任意环境场合下施工，尤其是在密闭、通风不畅的施工环境，具有极大的优势。

表5 产品有害物限量测试结果

注：①乳化沥青固含量为45%。

②阴离子丁苯胶乳的添加量是乳化沥青用量的5%。

本研究制备的沥青基防水卷材专用水性环保型基层处理剂能够封闭砂浆基层的毛细孔、阻隔水蒸气渗透，并能增强防水材料与基层之间的粘结强度。产品最佳的生产、施工方案建议如下：选用70#基质沥青、阴离子乳化剂及添加量为乳化沥青用量5%的阴离子丁苯胶乳，制备出固含量为45%的基层处理剂，单位面积涂布量为0.3~0.5 kg/m2，在20 ℃以上进行施工。

本文来源于《中国建筑防水》杂志社