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重質碳酸鈣對丙烯酸酯乳液改性乳化瀝青防水涂料性能的影響

添加時間:2017年09月28日   【字體大小: 】 關注:954

  我國的瀝青基防水涂料按照施工溫度可分為兩類:熱熔施工型和冷施工型,其中,冷施工型防水涂料又分為溶劑型瀝青防水涂料和水乳型瀝青防水涂料兩種。目前,國內的水乳型瀝青防水涂料多由氯丁膠乳、丁苯膠乳、再生膠乳和丙烯酸酯乳液等制備而成,具有無污染、施工方便(可在潮濕基層上施工)等優點。然而,水乳型瀝青防水涂料本身也有一些缺點,制約了它的快速發展,例如水乳型瀝青防水涂料固含量低,黏度低、易流淌,需多遍施工,涂刷干燥后料軟、強度低,原材料價格較高等。本研究在丙烯酸酯乳液改性乳化瀝青防水涂料(下稱丙烯酸酯瀝青涂料)中摻入重質碳酸鈣對其進行改性,探討了重質碳酸鈣含量對涂料性能的影響。

  1 實驗部分

  1.1 原材料和儀器

  乳化瀝青:自制,固含量60%;丙烯酸酯乳液:自制,固含量58%;重質碳酸鈣:800 目。

  拉力試驗機:CMT6104,美特斯工業系統(中國)有限公司;低溫箱:BX-135L,北京歐亞飛制冷設備廠;布氏黏度計:DV2T 型,Brookfield 公司。

  1.2 實驗步驟

  將乳化瀝青與丙烯酸酯乳液按照規定比例混合,并高速攪拌10 min;加入助劑繼續高速攪拌10 min;為了防止結塊,分批加入重質碳酸鈣,再高速攪拌20min;將制備好的丙烯酸酯瀝青涂料過濾,并倒入密封容器保存。

  在模框中涂膜,涂膜厚度為1.5 mm(分3 次涂覆,間隔時間為8 h),將膜框在標準試驗條件下養護5 d,然后脫模并將涂膜翻面,在40 ℃鼓風干燥箱中養護2 d 后,進行性能測試。

  2 結果與討論

  2.1 重質碳酸鈣含量對涂料拉伸強度的影響

  圖1 是重質碳酸鈣含量對丙烯酸酯瀝青涂料拉伸強度的影響。由圖1 可見,隨著重質碳酸鈣含量的增加,涂料的拉伸強度呈現先增大后減小的趨勢:當重質碳酸鈣含量在30%以下時,涂料的拉伸強度隨重質碳酸鈣含量的增加而緩慢增大;當重質碳酸鈣含量在30%以上時,涂料的拉伸強度開始較小;當重質碳酸鈣含量超過35%后,涂料的拉伸強度迅速減小。由此可見,拐點在30%~35%之間,這個點即重質碳酸鈣在本體系中的臨界填料體積濃度(CPVC),當重質碳酸鈣的含量未超過這個臨界值時,其處于被乳液分散潤濕的狀態,并填補了乳液顆粒間的細小間隙,使得涂料的拉伸強度增大;當重質碳酸鈣的含量超過這個臨界值后,乳液成為不連續相,無法完全潤濕重質碳酸鈣,會使其松散地分布于涂膜中,涂料的各項性能急劇下降,拉伸強度也會驟降。

  

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  2.2 重質碳酸鈣含量對涂料斷裂伸長率的影響

  圖2 是重質碳酸鈣含量對丙烯酸酯瀝青涂料斷裂伸長率的影響。由圖2 可見,隨著重質碳酸鈣含量的增加,涂料的斷裂伸長率也呈現先增大后減小的趨勢,其原理同2.1。

  

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  重質碳酸鈣含量對涂料斷裂伸長率的影響

  2.3 重質碳酸鈣含量對涂料低溫性能的影響

  圖3 是重質碳酸鈣含量對丙烯酸酯瀝青涂料低溫柔性的影響。

  

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  重質碳酸鈣含量對涂料低溫柔性的影響

  由圖3 可見,重質碳酸鈣含量較低時對涂料低溫性能的影響幅度不大,低溫柔性呈現緩慢衰減的趨勢。因為此時乳液基料連續均勻,低溫性能還是乳液基料本身的低溫性能,只是重質碳酸鈣的加入增加了體系的密實性,造成低溫性能非常緩慢地衰減。重質碳酸鈣的含量超過30%以后,即超過本體系的CPVC 以后,乳液基料不連續,出現局部位置基料分布不均勻,造成低溫性能快速衰減。

  2.4 重質碳酸鈣含量對涂料黏度的影響

  圖4 是重質碳酸鈣含量對丙烯酸酯瀝青涂料黏度的影響。由圖4 可見,隨著重質碳酸鈣含量的增加,體系的黏度隨之增加,且上升速度先慢后快。這是由于隨著重質碳酸鈣的加入,涂料中的顆粒間隙越來越小,摩擦越來越大,顆粒運動的阻力也越來越大,造成體系黏度上升。在重質碳酸鈣含量較小時,乳液可以潤濕其顆粒,摩擦力增加較小,黏度上升較慢;當重質碳酸鈣含量較大,超過CPVC 時,乳液基料不再連續,填料顆粒相互摩擦碰撞,造成黏度大幅度增加。

  

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  重質碳酸鈣含量對涂料黏度的影響

  2.5 重質碳酸鈣zui佳含量下涂料的綜合性能

  根據重質碳酸鈣含量對涂料拉伸強度、斷裂伸長率、低溫柔性的影響,得出重質碳酸鈣在本體系中的臨界填料體積濃度為30%,以此為zui佳添加量制備丙烯酸酯瀝青涂料,按照JC/T 408—2005《水乳型瀝青防水涂料》標準進行測試,涂料的綜合性能符合標準的要求,詳見表1。

  

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  重質碳酸鈣zui佳含量下涂料的綜合性能

  3、 結論

  研究了重質碳酸鈣含量對丙烯酸酯瀝青涂料拉伸強度、斷裂伸長率、低溫柔性、黏度的影響。當重質碳酸鈣含量不超過CPVC 時,其加入能夠提高涂料的拉伸強度與斷裂伸長率,但會造成低溫性能的微小衰減;當重質碳酸鈣含量超過CPVC 時,由于乳液基料不連續,涂料的拉伸強度與斷裂伸長率會出現驟降,低溫性能也出現較大幅度的下降,涂料黏度也會隨重質碳酸鈣含量的增加一直呈上升趨勢。綜上所述,控制重質碳酸鈣的含量是提高丙烯酸酯瀝青涂料力學性能、施工性能并降低成本的較好手段之一。

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