王益华，罗深圳
(瓦克化学(中国)有限公司,上海200233)
摘要：以α硅烷改性聚合物为主要原料制备了一种绿色环保,防水性好,耐磨防滑的新型透明防水涂料。文章介绍了该涂料的制备方法和主要性能特点，指出该涂料适用于厨卫间的堵漏维修，具有免砸砖，易施工，防水堵漏效果好，成本低等优势。
关键词：α硅烷改性聚合物，透明防水涂料，厨卫间堵漏维修，免砸砖，绿色环保
基于打砸瓷砖的传统厨卫间堵漏维修方式的弊端，市场逐渐认可了采用免砸砖透明防水涂料的维修方法，即施工时只需把瓷砖清理干净，就可直接在瓷砖表面涂覆透明防水涂层，在不影响瓷砖色泽的情况下实现防水堵漏的目的，该方法施工方便、工期短、成本低。目前的免砸砖透明防水涂料通常有丙烯酸防水涂料、环氧防水涂料和聚脲防水涂料，由于材料本身的局限性，在实际应用过程中也还存在一些问题。
从市场需求出发，本研究制备了一种新型免砸砖透明防水涂料，其以α硅烷改性聚合物为主要原料，单组分，具有绿色环保、防水性好、耐磨防滑等优点。
1 α硅烷改性聚合物简介
目前，硅烷改性聚合物因其绿色环保、使用方便、用途广、附着力好等优点，已经在密封胶和胶粘剂等领域得到了广泛的应用。传统硅烷改性聚合物的分子结构如图1所示，固化过程中，硅烷氧基与空气中的水分发生水解反应生成硅羟基并释放小分子醇类，然后不同分子间的硅羟基之间进行脱水缩合，交联成三维网状结构[1]。
图 1 传统硅烷改性聚合物分子结构图
由于该结构的硅烷改性聚合物水解和缩合的反应速度较慢，实际应用中会有固化速度慢、低温条件下无法脱粘、需要添加大量有机锡类催化剂、不环保等问题。针对传统硅烷改性聚合物的上述问题，本研究制备了一种新型α硅烷改性聚合物，其分子结构如图2所示[2]。
图 2 α硅烷改性聚合物分子结构图
α硅烷改性聚合物的主链是柔软的聚醚链段，两端接上含有异氰酸酯基团的α硅烷。由于封端硅烷上有机官能团与硅氧烷之间是通过极短的亚甲基基团连接，N原子的推电子效应使得硅烷氧基的水解速度和硅羟基的脱水缩合速度都大大提高，在实际应用中无需有机锡类催化剂即可正常固化，极大提高了最终防水涂料产品的环保性能[3]。
2 新型免砸砖透明防水涂料
2.1 配方及组成
新型免砸砖透明防水涂料的基础配方见表1，可采用一步法冷工艺生产，将所有原材料依次加入搅拌釜，在真空保护下搅拌均匀后即可分装，生产过程中应注意避免长时间接触空气。在新型免砸砖透明防水涂料配方中，α硅烷改性聚合物是成膜主体，是影响防水涂料性能的关键组分。
表 1 新型免砸砖透明防水涂料的基础配方
按照表1的基础配方，选用两种α硅烷改性聚合物1和2分别制备了新型免砸砖透明防水涂料A和B，评估了厨卫间常用化学物质对涂膜的影响。α硅烷改性聚合物1和2的主要性能指标见表2。
表 2 两种α硅烷改性聚合物的主要性能对比
将新型免砸砖透明防水涂料施工于瓷砖表面，在常温下固化3 d，然后滴加化学介质于防水涂膜表面，第2天观察防水涂膜的外观情况，结果见图3—4。图3中防水涂膜上滴加了市售84消毒液，由图3可见，在滴加84消毒液后，防水涂料A的涂膜表面发黄，而防水涂料B的涂膜表面未黄变。图4中防水涂膜上滴加了pH值为2的醋酸溶液，由图4可见，滴加醋酸溶液后，防水涂料A的涂膜表面光泽度变成哑光，而防水涂料B的涂膜依然保持较好光泽。综上可知，由α硅烷改性聚合物2制得的新型免砸砖透明防水涂料B具有更好的耐化学性。
图3 84消毒液测试
图4 醋酸测试
结合表2可知，α硅烷改性聚合物2黏度较低，制得的防水涂膜固化后硬度较高，表面更致密、不容易受化学介质侵蚀，因此具有更好的耐化学性；同时高硬度涂膜可以带来更好的耐磨性能；并且由于黏度相对较低，有利于防水涂料配方的调整及施工操作。最终选用α硅烷改性聚合物2作为新型免砸砖透明防水涂料的主体树脂。
新型免砸砖透明防水涂料配方中氨基硅烷的硅氧烷基团水解产生硅羟基，可与α硅烷改性聚合物发生缩合反应，从而起到交联剂作用，提高涂膜的强度和致密性；同时，硅羟基可与基材的羟基反应，生成化学键合，提高涂膜与基材的粘结性，起到偶联及附着力促进作用；另外，由于氨基呈碱性，也可以起到类似催化剂的作用。
新型免砸砖透明防水涂料配方中的其他助剂包括稳定剂、流平剂，可在一定程度上优化涂料的耐久性和施工性。
2.2 新型免砸砖透明防水涂料的性能
用α硅烷改性聚合物2制备的新型免砸砖透明防水涂料的综合性能见表3。
表3 新型免砸砖透明防水涂料的综合性能
该新型免砸砖透明防水涂料完全固化后，涂膜透明且具有较高的硬度和强度；具有一定的抗位移能力，能避免因为瓷砖震动而导致的开裂；吸水率＜0.1%，远超过GB/T 19250—2013标准≤5.0%的要求；防滑性满足GB/T 22374—2018和GB/T 35153—2017的要求。
该新型免砸砖透明防水涂料为单组分配方，开盖后无需搅拌可直接使用。该涂料在不添加溶剂的情况下就有较低的黏度，适合喷涂、滚涂和刮涂，施工时涂膜厚度可低于0.2 mm；表干时间设计适中，故具有足够的施工开放时间，施工性较佳；固化过程中仅释放少量小分子醇类物质，施工和固化过程无异味，安全环保。
结论
以α硅烷改性聚合物为主体制备了一种绿色环保新型免砸砖透明防水涂料，适用于厨卫间的堵漏维修，施工时，无需寻找漏点，无需破坏瓷砖，可直接涂刷在原有瓷砖上，操作方便，涂料完全固化后具有高透明性、良好的防水性及耐磨防滑等性能，适用于厨卫间的堵漏维修。
参考文献：
[1] 王洪宇，韩英娟，魏杰.以α硅烷封端聚醚为聚合物的湿固化弹性粘合剂[J].中国建筑防水，2010（18）：21-24.
[2] 沙圣刚，娄克旺.新型硅烷杂化聚氨酯防水涂料[J].中国建筑防水，2011（6）：12-14.
[3] 钟丁浩，王益华，Bauer A.新型硅烷改性聚合物防水涂料性能与应用[J].中国建筑防水，2019（3）：9-12.
作者简介：王益华，高级技术经理，主要从事胶粘剂与涂料技术的应用。
原文刊载于《中国建筑防水》2022年第7期。
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