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防水涂料防水原理

访问量: 发表时间:2019-11-10 15:55:50  所属分类:行业资讯

防水涂料是通过高分子涂料在建筑表面形成一个整体的防水涂膜防水层达到防水、密封等效果。从目前已有的防水涂料品种来分析,其防水原理可分为两大类型。一类是通过形成完整的涂膜阻挡水的透过或水分子的渗透;另一类则是通过涂膜本身的憎水作用来防止水分透过。

       (一)涂膜型防水涂料的防水机理

       涂膜型防水涂料是通过形成完整的涂膜来阻挡水的透过或水分子的渗透来进行防水的。许多高分子材料在干燥后即能形成完整的、连续的涂膜,固体高分子其涂膜的分子与分子之间总是有一些问隙的,其宽度约为几个纳米,按理说单个水分于是完全能够通过的,但自然界的水通常是处在缔合状态,几十个水分子之间由于氢镕的作用而形成一个很大的分子团,因此实际上是很难通过高分子的间隙的,这就是防水涂料涂膜具有防水。乳液型防水涂料的成膜过程是依靠乳液颗粒之间的融合完成的,成膜后分子间的间隙则较大,涂膜亦比较琉松。

       而溶剂型防水涂料则是依靠聚合物分子在溶剂挥发过程中堆积成膜的,分子间较为紧密,其空隙亦较少,因此对于同一种聚合物来说,其溶剂型涂料的防水性能往往要比乳液型涂料好,但由于溶剂型防水徐料在生产、施工以至应用过程中对人体和环境可产生危害,因此其应用受到限制。

       所有能成膜的涂料并非均具有防水的功能,这是因为某些高分子聚合物含有亲水的基团所致。有些聚合物分子上含有亲水基团,这些亲水基团对水的亲和能力比水分子之间的氢键作用力更强,因此可破坏水分子的氢键作用,导致水分子能够进入并透过高分子涂膜,这类高分子聚合物材料的防水功能就较差,例如聚醋酸乙烯配乳液的涂层在通水后出现发白现象,就是水分子渗入聚合物内部的缘故。聚丙烯酸酯共聚物的分子链上含有许多酯基,酯基本身有一定的亲水性,并且在遇到酸碱时,会水解形羧酸基团,使得聚合物的亲水性大大地增加。而且聚丙烯酸酯共聚物在合成时往往会加入一些亲水的表而活性剂、亲水的丙烯酸或甲基丙烯酸,因此聚丙烯酸酯乳液涂料的防水功能也不很强,相比之下,聚氨酪中的氨基甲酸酯基团对酸、碱的稳定性较好,而且聚氨酪涂膜本身又是交联体系,不容易破坏,因此聚氛酯涂料是一类较好的防水涂料。氯化橡胶、氯磺化聚乙烯等聚合物分子中不存在亲水基团,因此都是较好的防水涂料原料。

       (二)憎水型防水涂料的防水机理

       由于有些聚合物分子上含有亲水基团,故聚合物所形成的完整连续的涂膜并不能保证所有的聚合物涂膜均具有良好的防水功能。如果聚合物本身具有憎水特性,使水分子与涂膜之间根本不相容,则就可以从根本上解决水分子的透过问题,聚硅氧烷防水涂料就是根据此原理设计的。

       聚硅氧烷俗称有机硅聚合物,其分子主链由硅和氧两种元素组成,不合碳,但其分子侧基为含碳的有机基团,如甲基、乙基、苯基、乙烯基等。聚硅氧烷具有优良的 耐热性、耐寒性、电绝缘性、耐水性、憎水性、耐候性、耐腐蚀性等,同时具有有机高分子材料的韧性、高弹性和可塑性。此外,有机硅聚合物在芳香族溶剂和酮类 溶剂中有良好的溶解性。这为制备涂料提供了可能性。

       有机硅聚合物在水中的溶解度极小,本身又难吸收水分,同时出于分子主链外面存在的非极性有机基团与水分子中氢原子的排斥作用,侦得有机硅聚合物具有良好的憎水性。此外,由于有机硅聚合物分子之间的引力较小,排列不太紧密,所以用有机硅聚合物处理过的表面,虽然有较好的防水性,但却还具有良好的透气性。

       有机硅聚合物分子间的作用力很小,因此机械强度较低,另外由于其很小的表面能,使其与其他物质的粘附性很差,因此直接用其做涂料在附着力方面存在着难以克服的困难。目前在涂料工业中有机硅聚合物一般都与其他单体或聚合物共聚来改性。改性有机硅涂料用的高分子材料主要有醇酸柯脂、聚配树脂、环氧树脂、聚丙烯 酸酯树脂、聚氨配、酚醛柯脂等。其中有机硅改性聚丙烯酸酯树脂在防水涂料中的应用最为广泛。改性有机硅柯脂的制备方法有冷混合和化学反应两种工艺。冷混合即机械混合,有机硅树脂与其他聚合物之间的相容性较差,通常需要加入偶联剂以提高两种聚合物之间的相容性,另外通常要求有机硅聚合物中苯基的含量较高一些,有利于与其他高分子的混溶。冷混合法工艺较简单,徐膜结构往往不够均匀,不能充分发挥两种树脂的性能。化学的改性则是通过含烷氧基或楚基的有机硅低聚物与含活性功能团(如经基、烷氧基)的有机高分子通过化学反应共聚而成,采用化学反应工艺制备的树脂具有较均匀的结构,涂膜的性能亦较好,化学反应工艺是目前主要采用的方法。

       上述简单介绍防水涂料的防水原理,通过对防水涂料防水原理的了解,以便施工时根据自身需求选择正确的防水涂料。

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