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1、 防水涂料的功能及其发展班 级: 材料114 姓 名: 胡程龙 学 号: 时 间: 2014-12-30 材料科学与工程学院摘 要近年来,防水材料的研制取得了很大进步,适用范围相当广泛,防水涂料有许多分类;按涂料的类型可将涂料分为溶剂型、水乳型和反应型三类。按涂料成膜物质的主要成分可分为沥青基防水材料、聚合物改性防水材料和合成高分子材料三类。各种涂料都具有其相应的功能和适用范围;随着人们日常生活的需要我国防水涂料的发展也取得了很大进步。防水涂料系以高分子合成材料为主体,在常温下呈无定型液态,经涂布并能在结构物表面结成坚韧防水膜的物料的总称。虽然国家大力推广防水卷材,使之有长足发展之势,但在某些
2、场合下,防水涂料却有不可替代的优点。结构复杂的屋面,面积相对狭小的厕浴间,地下工程的防水施工,卷材难以展开施工,而防水涂料则能顺利地、方便地施工。屋面防水层的维修用防水涂料十分方便,各国普遍将之用于屋面渗漏维修。而一般来说,各国每年新建建筑物毕竟有限,但旧房维修量确是巨大的,要占工程量的三分之二。对于墙面防水,防水涂料比防水卷材更易施工,且兼有防水和装饰功能,使之成为墙面防水的主体材料。防水涂料形成的防水层没有接缝,成为一个防水整体。由于以上种种原因,使防水涂料也成为国家大力推广使用、发展的防水材料,特别是中高档防水涂料。关键词:防水涂料;分类;特点;适用范围;功能; 近年发展概况 第一章 防
3、水涂料的分类和特点防水涂料的分类可以按涂料的组分、类型和成膜物质的主要成分进行分类。根据组分不同,防水涂料可分为单组分和双组分防水涂料。单组分防水涂料使用方便,靠溶剂或水分的挥发固化成膜。双组分防水涂料,在施工时按一定比例将甲、乙两个组分混合,搅拌,涂布,两组分自然发生化学反应,固化成膜。按涂料的类型可将涂料分为溶剂型、水乳型和反应型三类。按涂料成膜物质的主要成分可分为沥青基防水材料、聚合物改性防水材料和合成高分子材料三类。 不同类型的防水材料其特点有很大不同,可根据不同防水材料的特点及适用范围在实际施工时进行选用。总的来说,防水涂料也有一些共同特点,如下:1.防水性能好:能满足各种屋面、地面
4、、墙面防水工程要求。防水涂料固化成膜后,形成的防水涂膜具有一定的延伸性、抗裂性、抗渗、抗拉性,除用于通常防水层外,特别适用于各种异型建筑的节点、形状复杂部位的防水,形成无接缝的防水整体,起到防水、防渗、防潮作用。2.耐高、低温性能好: 根据防水涂料材质不同,可制成低温不脆裂、高温不流淌的防水涂料,能满足严寒和炎热地区应用。3.操作方便,施工速度快: 防水涂料为液体冷施工,施工方式根据工作面实际情况,可分别选用刷涂和喷涂施工。4.易于维修: 当在面层发生渗漏时,不需要把原有防水层清除,可在防水渗漏处进行局部修理。1.1 沥青基防水涂料的分类及功能沥青基防水涂料的成膜物质就是石油沥青,分为溶剂型和
5、水乳型两类。1.1.1溶剂型石油沥青防水涂料 将石油沥青直接溶于汽油等有机溶剂中,制成沥青溶液,即是溶剂型沥青涂料。由于该涂料涂刷后涂膜很薄,不宜单独作防水涂料使用。可作油毡等施工时的基层处理剂。1.1.2.水乳型石油沥青防水涂料 将石油沥青分散于水中,成为稳定的水分散体,即为水乳型沥青涂料。(1)水性石棉沥青防水涂料,将石棉和水组成悬浮液,再将熔化的石油沥青加入其中,强烈搅拌,即成为水性石棉沥青防水涂料。石棉纤维具有改性作用,使涂料在储存稳定性、耐水性、耐裂性、耐候性等较一般乳化沥青好,可形成较厚的涂膜,可单独作防水涂料使用。但单位面积涂料用量亦大,另外,石棉纤维对人体有害。(2)石油乳化沥
6、青;和聚氯乙烯胶、泥配合,可用于物砂浆找平层屋面防水。(3)膨润土沥青乳液;以优质石油沥青为基料,膨润土为分散剂,经搅拌而成。这种厚质防水涂料可在潮湿但无积水的基层上施工,膨润土沥青乳液一般和胎体增强材料配合使用,用于工业与民用建筑屋面、地下工程、厕浴间等工程防水防潮。1.2 聚合物改性沥青防水涂料的分类及功能聚合物改性沥青防水涂料是用再生橡胶、合成橡胶或SBS树脂对沥青进行改性而制成。用再生橡胶改性,可改善沥青低温冷脆性,增强抗裂性,增加弹性;用合成橡胶改性,可改善沥青的气密性、耐化学性、耐光、耐候性;用SBS树脂进行改性,可改善沥青的塑弹性、延伸性、抗拉强度、耐化学性及耐高低温性。1.2.
7、1 橡胶改性沥青防水涂料 再生橡胶改性沥青防水涂料;适用于工业与民用建筑屋面、地下室、水池、冷冻库、桥梁、涵洞等工程的抗渗、防潮、防水以及油毡屋面的维修和翻修。氯丁橡胶改性沥青防水涂料;溶剂型氯丁橡胶改性沥青防水涂料常用于工业与民用建筑混凝土基层屋面防水层,水池、地下室的抗渗防潮,防腐蚀地坪的隔离层,旧油毡屋面的维修等防水工程。1.2.2 树脂改性沥青防水涂料SBS弹性沥青防水涂料青,再加上表面活性剂及少许其他树脂等制成水乳型的弹性防水涂料。SBS弹性沥青防水涂料适用于复杂基层的防水工程,入厕浴间、厨房、地下室、水池等的防水、防潮。1.3 高分子防水涂料的分类及功能高分子防水涂料是以合成橡胶或
8、合成树脂为主要成膜物质,再加入其他添加剂制成的单组分或双组分防水涂料。1.3.1聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料具有很好的弹性、延伸性、抗拉强度、耐老化、耐腐蚀、耐高低温,粘结性好,是防水涂料中的高档产品。聚氨酯防水涂料的施工方便,质量好,但有一定的毒性和可燃性,应有良好的通风和防火设施。聚氨酯防水涂料最适宜在结构复杂、狭窄和易变形的部位,如厕浴间、厨房、隧道、走廊、游泳池等防水及屋面工程和地下室工程的复合防水。1.3.2 硅橡胶防水涂料硅橡胶防水涂料是以硅橡胶乳液及其它乳液的复合物为主要基料与各种助剂配制而成的乳液型防水涂料。该涂料兼有涂膜防水和渗透性防水涂料两者的优良性能,具有良好的防水性、渗
9、透性、成膜性、弹性、粘结性和耐高低温性等优点。它适应基层变形的能力强,可渗入基底,与基底牢固粘结,成膜速度快,可在潮湿基层上施工,而且无毒、无味、不燃、安全可靠、可配成各种颜色。冷施工,易修补,可涂刷、喷涂或滚涂。硅橡胶防水涂料适用于地下工程及贮水构筑物、卫生间、屋面等防水、防渗及渗漏修补工程。硅橡胶防水涂料有型和型两种,1.3.3 PVC防水涂料PVC防水涂料亦称PVC防水冷胶料,系以多种化工原料混炼而成。它具有优良的弹性,延伸率较大,能牢固地与基层粘结成一体,其抗老化性优于热施工塑料油膏和沥青油毡。通常采用多层涂抹,冷施工,不但操作简便,而且可消除热施工导致的环境污染及火灾隐患,也改善了施
10、工人员的劳动条件。而且,该涂料也可在潮湿的基层上施工,干固后涂膜富有弹性。PVC防水涂料可用于工业与民用建筑屋面、楼地面、地下工程的防水、防渗、防潮;水利工程的渡槽、储水池、蓄水屋面、水沟、天沟等的防水、防腐等;建筑物的伸缩缝、钢筋混凝土屋面板缝、水落管接口处等的嵌缝、防水、止水;粘贴耐酸瓷砖及化工车间屋面、地面的防腐蚀工程。1.3.4 丙烯酸弹性防水涂料丙烯酸弹性防水涂料是以丙烯酸为主料,配以助剂、填料等优质材料复合而成的一种水乳型、不含有机溶剂、无毒、无味、无污染的单组分建筑防水涂料。可以在多种材质表面直接施工。涂敷后可形成具有高弹性、坚韧、无接缝、耐老化、耐侯性优异的防水涂膜,并可根据需
11、要加入颜料配成彩色涂层,美化环境。丙烯酸弹性防水涂料可用于潮湿或干燥混凝土、砖石、木材、石膏板、泡沫板等基面直接上涂刷施工;适用于新旧建筑物及构筑物的屋面、墙面、室内、卫生间等防水工程;也适用于非长期浸水环境下的地下工程、隧道、桥梁等防水工程。1.3.5 聚合物水泥防水涂料聚合物水泥防水涂料也称JS复合防水涂料,由有机液体料(如聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯乳液及各种添加剂组成)和无机粉料(如高铝、高铁水泥、石英粉及各种添加剂组成)复合而成的双组分防水涂料,是一种既具有弹性又具有耐久性的新型环保型建筑防水涂料。涂覆后可形成高强坚韧的防水涂膜,并可以根据需要配成各种彩色涂层。JS防水涂料广泛应用于厕浴、
12、厨房间、建筑物外墙、坡瓦屋面、地下工程和储液池等的防水。第二章 近年防水涂料发展概况近年来,我国防水材料的研制取得了很大进步,先后开发了油膏类、卷材类、溶剂型黏稠液、水基型乳液和粉剂型防水材料,并得到了广泛的推广应用。2.1 聚氨酯防水涂料这是一种综合性能很好的防水材料,日本开发非常成功。聚氨酯防水涂料可分为焦油型和非焦油型两大类。焦油聚氨酯以廉价、性能优异的煤焦油作为活性填充材料,在国内市场上一度占主导地位。但是,煤焦油是一种组成复杂的混合物,其活性成分随煤种和炼焦工艺的不同而有较大的差异,使用时只是按设定的配合比和预聚体混和,产品性能不稳定,且耐老化性能差,只能用作非外露型防水涂料。另外,
13、煤焦油中含有大量蒽、萘、酚类易挥发物质,严重污染环境和危害人体健康。随着人们对环保要求的不断提高,焦油聚氨酯被淘汰已是大势所趋。非焦油型聚氨酯主要有沥青型聚氨酯。其他聚氨酯虽性能优异,但价格较贵,一时还不能广泛应用,因而沥青聚氨酯受到了广泛的关注。石油沥青作为填充剂加入聚氨酯防水涂料中,无煤焦油的刺激性气味,污染少;本身具有良好的耐水性和防水性能,可延长产品的老化时间;所用的生产设备与煤焦油一样,不需另外追加设备投资;成本低,因此具有良好的开发应用前景。我国于20世纪70年代开始研制生产应用聚氨酯防水涂料,80年代大量推广使用于防水工程。由于纯聚氨酯涂料成本高,因此双组分焦油改性聚氨酯防水涂料
14、(俗称851)占主导地位,单组分及纯聚氨酯防水涂料生产量很小。现在北京、上海、江苏等地研发和生产的单、双组份聚氨酯涂料,不含沥青、不含有机溶剂、不含莫卡(MOCA)交联剂、不含重金属催化剂,用水交联固化,是很好的绿色环保防水材料。2.2 聚合物水泥防水涂料聚合物水泥防水涂料(JS涂料)是以丙烯酸酯等聚合物乳液和水泥为主要原料,加入其他外加剂制得的双组分水性建筑防水涂料。由于这种涂料由“聚合物乳液-水泥”双组分组成,因此具有“刚柔相济”的特性,既有聚合物涂膜的延伸性、防水性,也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点。可以调节聚合物乳液与水泥的比例,满足不同工程对柔韧性与强度等的要求,施工
15、方法方便。该种涂料以水作为分散剂,决了因采用焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害。所以近年来在国内外发展迅速,成为后起防水材料中的新秀。2.3 环保弹性有机硅防水涂料有机硅化学性质稳定,憎水性很好,抗老化、耐久性也很好,乳液为水性,一般不会影响环境。有机硅橡胶防水涂料,含溶剂的,对环境会造成一定影响。上海华盛企业集团在不到一年的时间内,组织了几十位科技人员的联合攻关,历经了上百次的试验,研制出适应当今建筑和装饰工程上用的一种新型的环保型防水涂料-弹性有机硅丙烯酸乳液。该产品最主要的特征是既有一般涂料的优点,又克服了多数涂料产品存在的容易开裂、不易清洗的症结。其综合性能
16、接近国际先进水平。这种环保弹性有机硅防水涂料是一种健康型的涂料,VOC含量小于5,远远优于国家标准;卓越的弹性能有效密封1.6mm以下的隙缝;良好的耐候性、耐紫外线、耐臭氧、耐湿热、耐酸、碱、盐以及化学制品,耐各种油类、耐各种溶剂、耐极端恶劣温度(50260)。独特的透气性阻止了雨雪渗入外墙,而室内潮气可排至室外,产品施工迅捷,无需混合,直接使用,不需要底涂,成膜时间短,仅需要48小时。2.4 硅丙外墙涂料硅丙外墙涂料是有机硅丙稀酸酯建筑外墙涂料的简称,是一种新型高档外墙涂料,具有优良的耐候性(寿命为10年以上)、耐污染性,其乳液型涂料不含有毒溶剂,对环境无污染,对人体无害,符合当前环保型绿色
17、建材的要求,是涂料的更新换代产品。吉林大学成功地研制了无皂硅丙水性外墙涂料,具有高耐候性、高耐粘污性、高保色性和低毒性。采用无皂聚合方法,有效地提高了漆膜的耐水性和耐擦洗性。乳液用核壳聚合技术,使乳胶粒子具有良好的耐磨、耐候性和最低成膜温度。加入纳米填料,有效地提高了深层的触变性和耐老化性。广西启利新材料科技股份有限公司在成功掌握国际先进的有机硅丙烯酸接枝技术后,开发出高品质的硅丙乳液并以之为基料制备硅丙系列厚制涂料。启利主要硅丙产品有:弹性硅丙漆、平滑硅丙漆、硅丙金属漆、硅丙无光漆、水性、油性硅丙面油等。该产品解决了乳液涂膜易吸水泛白,高温变软,回粘、不耐沾污,低温开裂剥落,以及苯丙乳液漆膜
18、泛黄的难题,可专用于高级石头漆以及高级外墙乳胶漆使用,尤其适用于各类涂层的罩面,安全无毒,具有雨天不吸水泛白、抗老化、高耐候、不泛黄,以及极佳的憎水效果和抗紫外线性。2.5 水性环保型桥梁防水涂料这是一种水性、无毒无污染、黏结强度大、弹性优良、耐高低温范围宽广、价格低廉的新型桥梁防水涂料。由青岛市润邦化工建材有限公司研制成功,并于2003年10月投入批量生产。该产品一改传统生产工艺,采用优质石油沥青为基料,以橡胶高分子材料为改性剂,以水作为介质,经催化、交联、乳化等科学工艺生产而成。该产品最主要的优点是:改性沥青中的橡胶所形成的高分子聚合物形成连续网络,而互相贯穿交联,使改性沥青呈现高聚物性能
19、,涂膜干后保持橡胶的弹性、低温柔性、耐老化性,并具有抗剪切力强、耐温、抗冻、抗化学腐蚀、抗裂、冷施工、防火、无毒无味、无环境污染等优点,能适应桥面长期动荷载而抗压的要求,对温差的适用性极为宽广,低温可达30,可承受沥青砼160以上的温度。该产品不仅是桥面理想的防水材料,而且是粘贴防水片材沥青瓦的最佳材料。由于该产品良好的性能和低廉的价格,无疑将有力推动我国建筑防水材料的发展。2.6 阻热防水涂料这是一种来自美国的最新专利防水产品。该涂料含有一种获得专利权的微泡玻璃球,它有着无数闭合胶体。为这种微泡玻璃球提供载体的是具有高性能的特种树脂,是聚合物和共聚物的总和体。它既可以与柔性防水卷材和刚性防水
20、材料复合使用,也可以直接施工于各种基层,独立发挥防水阻热的良好性能。该材料在金属物体上使用时,极具柔性和封闭性,能堵漏、隔热、防锈;用于沥青屋面时,可反射90的太阳能量,防止沥青降解,延长使用寿命;用于刚性防水屋面时,能阻止混凝土膨胀,封闭细裂纹和缝隙,防止水分渗透,有极佳的粘附性和延伸性。参考文献1刘尚乐. 聚合物沥青及其建筑防水材料M. 北京:中国建材工业出版社. 2003.2丁朴荣. 水工沥青混凝土材料选择与配合比设计M. 北京:水利电力出版社. 19903苏达根. 土木工程材料M . 北京:高等教育出版社. 19901邓钫印. 建筑工程防水材料手册M . 北京:中国建筑工业出版社. 19972李昂. 新型建筑材料试验检测与施工应用实务全书M . 河北:金版电子出版公司. 20033王寿华,王比君. 屋面工程设计与施工手册 M . 北京:中国建筑工业出版社. 1998