2· PAE 涂料及应用
2.1 建筑外墙乳胶涂料及应用
建筑外墙乳胶涂料由成膜物质、颜填料和助剂等组成,其中成膜物质———聚合物乳液胶粘剂决定了建筑外墙乳胶涂料的主要性能。在众多种类的聚合物中,聚丙烯酸酯趋向于比PVAc(聚醋酸乙烯酯)及其大多数共聚物具有更好的耐水性和耐碱水解性,趋向于有较大的断裂伸长率。因此,PAE 是理想的乳胶涂料成膜物质。
陆荣[11]在其他条件保持不变的前提下(如使用同一工艺、相同的颜填料及助剂等),用不同品种的乳液配制外墙乳胶涂料,其涂层性能差别较大(表1)。由表1 可知:PAE 和醋酸乙烯-Veo Va10(叔碳酸乙烯酯)共聚物乳液的耐候性相对最好,综合性能也相对较好,是制造外墙乳胶涂料良好的基料。
黄莹等[12]比较了纯丙乳液、苯丙乳液和醋丙乳液经室外曝晒40 d 后的耐候性(表2),并发现样板均无开裂、脱落现象。由表2 可知:3 种乳液漆膜变化程度由小到大依次为纯丙乳液<苯丙乳液<醋丙乳液,即纯丙乳液的耐候性相对最好。
水性乳胶涂料取代传统溶剂型涂料是建筑涂料的重要发展趋势,但其抗沾污能力欠佳,从而大大制约了其进一步的推广和应用。外墙乳胶涂料抗沾污能力很大程度上取决于乳液的抗沾污能力[13]。在不改变单体组成的前提下控制乳胶粒子的结构,可有效改善PAE 外墙乳胶涂料的抗沾污能力(表3)。
由表3 可知:当单体配方相同时,与常规均相结构的乳胶粒子相比,核/壳结构乳胶粒子所配制的外墙乳胶涂料具有更好的附着力和稍低的硬度。这是由于与Tg(玻璃化转变温度)较高的均相乳胶粒子的成膜硬度相比, 内硬外软型乳胶粒子成膜后,壳层较软的聚合物覆盖在涂层表面,致使其硬度相对较低;而内软外硬型的乳胶粒子在成膜后,核层的软相为涂层提供了一定的弹性,使涂膜的整体硬度相对较低。
内硬外软型乳胶粒子与常规均相型乳胶粒子相比, 前者配制的外墙乳胶涂料具有更好耐沾污性、附着力和成膜性能。这是由于内硬外软型乳液的壳层是Tg较低的聚合物(Tg=-22 ℃),可赋予涂料良好的室温成膜性能、表面光滑致密性;另外,成膜后乳胶粒子的硬相又使涂层硬度较大,抗高温回黏性能较好,故内硬外软型乳液所配制的外墙涂料具有优异的常温、高温耐沾污性能;相反,由于乳胶粒子总体设计的Tg较高,使常规均相乳液配制的涂料具有相对较差的室温成膜性能,同时存在高温回黏现象,从而明显降低了其耐沾污性能。
2.2 PAE 防水涂料及应用
建筑防水处理是建筑工程中的一项重要内容,关系到建筑物的使用寿命、住宅的舒适度和安全性能等方面。建筑防水处理包括屋面的防水层和防水涂层、外墙的防水防渗底涂处理、建筑内部的内墙弹性腻子(底层)、卫生间瓷砖的粘接、卫生间和厨房地面的防漏防渗水涂料等诸多项目。聚合物乳液防水涂料的应用则随之增加[14],但不同聚合物乳液防水涂料在性能上相差较大。
市面上聚合物乳液品种较多,有PAE、PVAc(聚醋酸乙烯酯)乳液、VAE(乙烯-聚醋酸乙烯酯)乳液、丁苯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液和氯偏乳液等。目前防水材料的粘接基料主要是VAE 乳液和丙烯酸酯共聚物乳液两种,就断裂伸长率和防水性能而言,只有PAE 和VAE 乳液符合防水涂料的基本要求;VAE乳液具有弹性较差、抗碱性一般和不耐老化性等缺点,通常只能用于建筑内部的防水材料。翟广玉等[14]在其他条件保持不变的前提下,使用不同的聚合物乳液配制防水涂料。研究结果表明:由PAE、VAE 乳液或由两者混合基料配制的防水涂料,其断裂伸长率都符合行业标准要求,但VAE 防水涂料的低温柔性达不到行业标准要求,说明用VAE 乳液配制的防水涂料不适合在北方较冷地区使用。
刘海涛[15]认为聚合物乳液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,其成膜机制是在液料和粉料配合搅拌均匀后,聚合物乳液即将水泥颗粒包裹起来,一方面是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,从而形成连续的弹塑性薄膜;另一方面是水泥吸收乳液中的其余水分,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结构的防水涂膜,从而加快了涂膜固化的成膜速率。
陈元武[16] 成功研制出一种新型的AA( 丙烯酸)/BA(丙烯酸丁酯)/VAc(醋酸乙烯酯)/羟甲基丙烯酰胺共聚乳液,将该乳液应用于建筑外墙防水材料中,所制备的防水材料性能优良,实际使用效果良好。严英等[17]以弹性丙烯酸酯共聚物乳液为成膜物质,按常规乳液涂料的生产工艺制备弹性丙烯酸酯共聚物乳液防水涂料。弹性丙烯酸酯共聚物乳液防水涂料对不同基材的粘接强度如表4 所示,防水涂料胶膜的抗水压力为0.3 MPa、耐水压时间为42 min。
3 ·PAE 建筑密封剂及应用
PAE 建筑密封剂是丙烯酸酯密封剂的品种之一,可广泛应用于一般建筑伸缩缝及一般工程填缝中的非长期浸水环境下的防水密封。PAE 建筑密封剂具有低毒、无味、无污染和耐久性优良等特点,尤其适用于需要大量填缝密封、对抗位移能力要求不高、VOC(挥发性有机化合物)排放量较低的室内使用。据统计,此类密封剂在国外胶粘剂市场的占有率达到20%左右。PAE 建筑密封剂一般由粉料、增塑剂、助剂、PAE 和水等配制而成,其基本配方如表5 所示。
施恩斌等[18]考察了4 种聚合物乳液对密封剂制品断裂伸长率的影响。研究发现:①密封剂制品的断裂伸长率随乳液含量增加而增大,这是由于聚粉比[聚粉比=m(乳液中聚合物)/m(密封剂制品中粉料)]直接影响乳液的成型状态,随着聚粉比的增加,高分子膜由分散相逐渐形成连续相,制品的断裂伸长率不断增大。②乳液的Tg影响密封剂制品的断裂伸长率(Tg较低的乳液,高分子膜较柔软,断裂伸长率增量趋势相对较高;Tg较高的乳液成膜较硬,断裂伸长率增量趋势相对较低)。
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