中国建筑防水涂料的现状与发展

4.4.2 聚合物水泥防水涂料

　　聚合物水泥防水涂料(JS涂料)是以聚合物乳液(丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液)和无机粉料(水泥、石英粉及添加剂)复合而成的双组分涂料。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，施工方法方便。该种涂料以水作为分散剂，解决了焦油、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。所以在国内外发展迅速，成为防水涂料中的后起之秀。

　　近年来丙烯酸基防水涂料用量增加，特别是丙烯酸水泥复合防水涂料用量已有相当的规模，与国外的差距是国产丙烯酸酯乳液的质量不如国外，目前我国优质丙烯酸弹性体乳液主要靠进口，国内生产的优质丙烯酸酯乳液也是靠引进国外的技术。

　　4.5无机防水涂料

　　在有机防水涂料发展的同时，无机防水涂料也在不断的发展。目前，无机防水涂料正成为一个研究的热点，它不仅价格低廉，且无任何公害，是21世纪环保型材料发展的重点之一。无机防水涂料主要分涂层覆盖防水和渗透结晶型防水涂料两种。

　　涂层覆盖防水涂料一般为水泥基粉状防水涂料，具有水硬性能，如确保时（COPROX）、防水宝、M1500、HM1500、TM1500等。确保时、防水宝的防水机理是以水泥为主要粘结材料、其中的成膜、憎水组分等在催化剂的作用下，与水泥一起，共同在基体表面形成结构致密的薄膜，封闭表面的裂缝、孔隙，从而堵塞水的通道；而且，材料自身所具有的憎水特性，可以大大提高新生表面的表面张力，降低水的润湿能力，从而提高处理表面的防水性。此类材料为冷施工，对施工面要求不高，只要表面无油污、粘挂的粉尘、松散物即可，湿基面施工，表面充分湿润，否则干后涂层将粉化或脱落。这种材料无毒无味，有一定的耐碱、耐老化性能，因此在许多工程中得到应用。但此类材料仅限于表面处理，与基体之间无反应性行为，仅在表面形成憎水的膜层，因此对基体的修补增强作用较弱，对混凝土内部存在的缺陷无能为力，对于一些连通孔隙、裂缝治标难治本，涂层受到损伤就会严重影响抗渗性能；而且，此类材料由于封闭了基体表面，在堵塞水的通道的同时，也阻碍了水蒸气的通过。当建筑物墙体中湿含量过大而水蒸气无法逸出时，仍将造成混凝土的水含量过高，破坏建筑物的内部结构。因此，在无机刚性防水涂料研究的基础上，出现了对基体渗透性好，有反应活性的渗透结晶型防水涂料。

　　M1500、HM1500、TM1500等产品均是由无机水性硅酸盐为载体（多为水玻璃），配以适量的催化剂、分散剂、助剂和水等复合而成的无色半透明液体，具有较高渗透性，直接喷涂于水泥砂浆、混凝土构筑物表面，能迅速渗入内部，与水泥水化产生的Ca(OH)2反应，生成不溶于水且具有一定强度的硅酸盐，从而堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，提高混凝土的抗渗能力。这类材料的特点是一次性防水抗渗效果很好，但不具有自修复性，一旦混凝土再次出现裂缝，就又会发生渗漏。

　　水泥基渗透结晶型防水材料是国外在渗透及反应思想的基础上发展的新一类防水材料，是以硅酸盐水泥、石英砂等为基材，掺入活性化学物质组成的，即可作为涂料使用，也可直接掺入混凝土中形成本体结构防水。它与M1500的相同点是通过反应堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，提高混凝土的抗渗能力，但改进之处是它使用了具有催化作用的物质，遇水就激活，能促使水泥再产生新的晶体，当混凝土中产生新的细微缝隙时，一旦有水渗入，又会产生新的晶体把水堵住，所以具有自我修复能力。

　　水泥基渗透结晶防水涂料在国外已取得了迅速的发展，从早期的德国的VANDEX（稳挡水）品牌（现转售到瑞士）延伸发展出加拿大的XYPEX（赛柏斯）、加拿大的KRYSTOL、新加坡的FORMDEX（防挡水）、美国的PENETRON(彭内传)、法国的DIPSEC、澳大利亚的CRYSTAL、日本的PANDEX等数十个品牌，均有不同程度的改进，形成系列产品。水泥基渗透结晶型材料在开拓工程应用的过程中，最初是提倡用于结构内表面防水，特别是在污水处理池和地面生活用水贮水池等类似工程的应用中颇为理想。从60年代以来，水泥基渗透结晶防水涂料作为混凝土结构背水面防水处理（内防水法）的一种有效方法，逐步扩大品种，不断进入建筑施工应用的新领域。现在，水泥基渗透结晶型防水材料由于其抗渗性能于自愈性能好、粘结力强、防钢筋锈蚀，以及对人类无害、易于施工等特点，广泛应用于工业与民用建筑的地下结构、地下铁道、桥梁路面、饮用水厂、污水处理厂、水电站、核电站、水利工程等方面，均取得良好的防水效果。

　　我国八十年代引进水泥基渗透结晶型防水材料，开始应用于上海地铁工程。九十年代中期开始一部分代理商经销美国、加拿大、澳大利亚等国的产品，或由国外提供母料在国内加工生产，核心部分的生产仍属空白。对该类产品，目前国内一些单位如武汉理工大学已研制成功。

　　5.中国建筑防水涂料的发展展望

　　总的来讲，我国在防水涂料的研发方面已经有了很大的进步。但与先进国家相比，无论在产品产量、质量、品种数量上，还是在配套施工技术上都存在较大的差距，远不能满足我国经济建设的需要。概括起来，我国在防水涂料的研发上主要存在以下一些问题：

　　① 产品的综合性能差，高、低温性能往往不能兼顾，耐候性能普遍不佳；

　　② 溶剂型涂料仍然使用较多，对施工人员的身体健康危害大，环境污染严重；

　　③ 环保型防水涂料种类较少，质量有待进一步提高；

　　④ 可供选择的产品品种少，应用范围受到局限；

　　⑤ 施工工艺落后、工人劳动强度大。

　　上述情况说明, 在我国建筑防水涂料的发展上应尽快提高防水涂料的质量, 增加产品的品种，大力开发综合性能优良、耐候性好、对环境污染性小的防水涂料，加快施工机具的研制，提高施工质量，减小工人的劳动强度。

　　5.1 大力研究开发高性能、高耐候防水涂料

　　我国防水涂料低性能产品比例过大，如塑料油膏、水性PVC胶泥、再生胶改性沥青涂料、氯丁胶改性沥青等的市场占有量仍然很大，而高性能聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、硅橡胶涂料等市场用量有限；用量最大的聚氨酯防水涂料产品仍以双组份焦油聚氨酯为主，性能较差，而且质量也不够稳定，在品种、质量等方面与国外有较大的差距。因此，在我国防水涂料宜重点发展聚氨酯、丙烯酸防水涂料、高性能橡胶改性沥青防水涂料和水泥基渗透结晶型防水材料。

　　（1）聚氨酯防水涂料应尽快由焦油向非焦油聚氨酯和纯聚氨酯防水涂料过渡，通过化学改性或纳米改性技术开发耐候性好的聚氨酯防水涂料；

　　（2）积极开发和推广高固含量和高质量的橡胶改性沥青防水涂料，降低低档沥青和煤焦油系列防水涂料的使用；
　　（3）积极开发丙烯酸等外墙防水涂料，解决墙体渗漏问题；

　　（4）在厕浴间防水工程中，推广聚氨酯防水涂料和聚合物乳液防水涂料；

　　（5）在地下室防水工程中，推广无机防水涂料或以结构自防水混凝土为主并与柔性防水卷材或防水涂料相结合的防水方案；

　　（6）潮湿地区的墙面防水，宜推广聚合物防水砂浆或弹性防水涂料。

　　5.2 大力开发环保型防水涂料

　　溶剂型防水涂料，不仅污染环境，对人体健康有害，而且浪费大量资源，因此应大力开发和推广应用水性涂料。目前，国外正朝着水性环保型防水涂料方面发展，如高性能水性聚合物改性沥青防水涂料、水性聚氨酯防水涂料等。在我国，水性聚合物改性沥青防水涂料的厂家不多，市场占有率较低；水性聚氨酯防水涂料的技术还不成熟，没有推广到市场上使用。水性防水涂料国内比较成熟的是聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料（JS防水涂料），但由于市场竞争的原因，目前不少生产厂家或通过使用低档聚合物乳液如EVA，或通过减少聚合物乳液的用量以降低涂料的成本，由此导致该类涂料的质量稳定性较差，涂膜的使用寿命大大缩短。因此，在我国一方面应加强市场管理，严格产品的检验制度；另一方面应加快高性能水性聚合物改性沥青防水涂料和水性聚氨酯防水涂料的开发，增加水性防水涂料的品种。

　　有机防水涂料一般均存在易老化、使用寿命短，不易分解，对环境污染大的缺点，近些年来国外许多公司都致力于开发以水泥为主体，掺入活性的化学催化物质等进行改性处理而制成高性能的防水材料，因为这些产品最突出的特点是在生产、施工和应用的全过程中, 均无污染环境的物质排放, 符合环保要求, 属无毒、无刺激性异味、无污染的新型防水材料。因此，水泥基高性能防水涂料也应是我国防水涂料的发展方向。

　　5.3 研究开发防水涂料系列产品

　　不同工程部位、不同施工环境条件和使用要求的建筑工程应选用不同的防水涂料，但目前在我国由于涂料品种少，基本上是同一种涂料往往应用于防水工程的任何部位，这对防水效果有较大影响。因此，应开发系列防水涂料产品如底层涂料(基层处理剂或底漆)、中层涂料(主防水层涂料)和面层涂料(浅色罩面反射涂料)以分别适用于不同工程部位、不同施工环境条件和使用要求的新建或翻修的屋面工程，保证防水工程的质量。

　　5.4 研究开发多功能防水涂料

　　建筑防水涂料总的发展趋势应该是：由溶剂型向水乳型，由深色向浅色，由低档涂料向高弹性、高耐久性、功能性涂料方面发展。 “九五”期间，我国重点发展了聚氨酯和橡胶改性沥青防水材料，积极开发了高质量和高固含量橡胶改性沥青防水涂料。“十五”及今后一些年，我国的防水涂料应朝着高耐久性、功能性涂料方面发展。

　　工业发达国家已经开始向多功能防水涂料的方向发展，如美国和法国的铝粉乳液屋面反射涂料和白色聚丙烯酸酯屋面反射涂料，本身既具有防水功能，又能对原有的防水层起到保护作用，并能反射紫外线和太阳光，不但可以降低顶层的室内温度，节省空调费用，而且可以延长防水层的使用年限。

　　我国目前生产的防水涂料仅起到防水作用，今后在防水涂料的开发上应增加其功能性，如开发阻燃型、隔热型建筑防水涂料。

　　5.5 研制与推广新型的施工机具

　　大多数防水涂料是双组分的，如双组分聚氨酯防水涂料、JS防水涂料等，施工时还得现场混合配制，不仅费工费时，如果搅拌设备不好或搅拌不均匀，将影响产品的防水效果，对此应对施工机具和施工方法作一定的改善。聚氨酯涂料喷涂成型技术是近年来发展起来的新技术，它将快速固化聚氨酯与喷涂技术相结合，实现了快速方便地获得不同厚度弹性涂层的目的。这种新的喷涂工艺，主要基于双组分聚氨酯涂料体系配方的灵活性。由于反应速度可调节，短时间内可反复喷涂, 在立面厚涂不流挂，可适应各种结构的基层，因此用途广泛，可用作防水材料、无缝铺面材料等。

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