作者：杜财钢，谢颖麟 江苏联泓科技有限公司
摘要：乳化剂在防水乳液中可以起到非常重要的性能影响，本文选择了特种醇醚硫酸钠乳化剂体系，优化配方设计，合成的低胺JS防水乳液在II型、III型防水涂料的应用中能够提高断裂伸长率，同时具有良好的拉伸强度、粘结强度，改善了下游施工适应性，易操作，满足工业要求。
关键词：特种醇醚硫酸钠，JS防水乳液，JS防水涂料，丙烯酸乳液
01背 景
JS防水涂料是一种以聚丙烯酸酯乳液或EVA乳液、丁苯乳液等与各种添加剂组成的有机液体，加入水泥、石英砂及各种添加剂、无机填料组成的无机粉料，通过合理的配比复合制成的一种双组分、水性建筑防水涂料。因其施工便利，易与潮湿基层粘结，涂膜的施工性和防水效果好，用水作分散剂，对环境友好，所以越来越受到人们的关注。[1]
聚合物乳液是防水涂料的主要成膜物质，是影响涂料性能的主要因素，它关系到涂膜的耐水性、硬度、柔韧性及对基层的粘结强度等性能，因此，聚合物乳液作为基料起着十分重要的作用。[2]丙烯酸防水乳液在市场中占有率较高，应用广，但是由于其自身结构存在热粘冷脆现象，导致其防水涂料在冬天弹性不足易开裂，夏天高温又会造成粘结强度与拉伸强度降低等现象。并且下游施工实际应用中会经常遇到防水涂料初始粘度大，工人不好施工现象，从而影响工作效率。
乳化剂虽然在乳液中的占比少，但影响非常大。不同乳化剂类型合成的乳液会对乳液粒径、粘度聚合物性能等有较大影响。其中阴离子乳化剂起着双电层静电排斥作用，吸附在乳胶粒表面，保证乳液的稳定，具有较好的离子稳定，但是对金属离子比较敏感。而非离子乳化剂吸附在乳胶粒周围，通过乙氧基水化层作用，具有空间位阻保持乳液稳定。像常用的普通阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠都具有金属离子稳定性差的缺点。因此本文选择了一款环保型特种聚醚硫酸钠，它既有阴离子乳化剂的性能特点，又有非离子乳化剂可以提供空间位阻的优势，研究了其在防水乳液中的应用性能影响。
02实 验 部 分
试剂原料
苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸，华峰；丙烯酸2乙基-己酯（2-EHA），阿拉丁；丙烯酰胺，工业级；过硫酸钠，工业级；其他单体，工业级；分散剂，杀菌剂，250HBR，工业级；42.5R水泥，市售；CC-400,雪花白，市售；竞品1（醇醚硫酸钠）；竞品2（十二烷基二苯醚磺酸钠）；LPS630（联泓特种醇醚硫酸钠阴离子乳化剂，30%固含）；LPS3040(联泓脂肪醇醚非离子乳化剂)；去离子水，自制。
防水乳液基础配方：
本文防水乳液配方选择阴离子乳化剂相对单体0.8%，非离子乳化剂0.5%（固对固），合成低胺苯丙乳液配方，满足国标要求，具有成本低，聚合稳定，出渣率低特点。
表1：用于本次试验对比的防水乳液基础配方
合成乳液工艺：
1）将底部乳化剂与去离子水加入3L四口烧瓶中进行搅拌并加热至85℃
2） 取种1~5%预乳化液单体，加入初始引发剂待温度回升至83℃，计时15min。
3）开始滴加，滴加时间4h-4.5h，同时滴加补引发剂，滴加结束保温2h，降温至45℃后处理。整个反应过程搅拌匀速均匀。
防水乳液基础性能
表2：采用不同乳化剂组合聚合乳液的基础指标
备注：LPS630+LPS3040表明乳液聚合乳化剂体系采用该两种乳化剂搭配，竞品1+LPS3040表明该乳液聚合乳化体系采用该两种乳化剂搭配
JSⅡ型防水涂料配方
表3：本次试验采用的JS-II型防水涂料配方
II型-性能测试
表4、5：本次试验的JS-II型性能对比
备注：工业要求拉伸强度≥ 1.8mPa，粘结强度≥ 0.7mPa，断裂伸长率 ≥80%
按照执行标准GB/T 23445-2009进行涂膜制样，养护后并进行性能测试。乳液A、B、C拉伸强度相当，都满足国标要求，参考外样拉伸强度最低。断裂伸长率A最高，C最低，说明LPS630应用合成防水乳液会提高在II防水涂料中断裂伸长率。粘结强度，A比C优异，且满足国标要求。综上结果发现，LPS630合成防水乳液，在保证拉伸强度及粘结强度下，会提高二型防水涂料的断裂伸长率。
JSⅢ型防水涂料配方：
表6：本次试验采用的JS-III型防水涂料配方
III型-性能测试
表7、8：本次试验的JS-III型性能对比
备注：工业要求拉伸强度≥ 1.8mPa，粘结强度≥ 1.0mPa，断裂伸长率 ≥30%
按照执行标准GB/T 23445-2009进行涂膜制样，养护、并进行性能测试。B(竞品1)合成的防水乳液的拉伸强度最低，其断裂伸长率与粘结强度与A相近。A与C比较发现，其合成的防水乳液断裂伸长有明显优势，乳液A的整体性能与市售乳液相近，断裂伸长率比C有明显的改进。乳液B与乳液C的粘结强度都<1.OmPa不满足工业性能要求。A,C两个乳液III型综合性能都满足工业要求。
II型、III型 配漆粘度
表9、10：根据上述II、III型的防水涂料配方测定合成乳液的配漆粘度。
对比四款乳液II型初始粘度发现，乳液C的初始粘度较大，其余三者相当，施工性差。在III型中，乳液C直接超量程，乳液A与B粘度相近，较参考外样有优势。说明特种醇醚硫酸钠LPS630阴离子乳化剂合成的防水乳液具有的初始粘度表现，能够改善下游施工实用性。
03结 论
1、该乳化剂合成防水乳液在下II型、III防水涂料中保持拉伸强度与粘结强度下，表现出优异的断裂伸长率，改善了弹性。
2、该乳化剂合成防水乳液能够改善防水涂料的初始粘度，改善施工适应性。
参考文献
［1］沈春林绾．聚合物水泥防水涂料．北京：化学工业出版社。2003．15—16
［2］刘锦春，赵菲，肖建斌. Solventless Polyurethane Elastic Waterproof Coating［J］. Paint and Coatings Industry，China，2003，33（02）.
文章源自：PCI可名文化微信公众号
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