金屬屋面在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用之后，表面涂層風(fēng)化，在多種因素的影響下，會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致金屬屋面出現(xiàn)漏水的問(wèn)題。常規(guī)的處理做法是對(duì)金屬屋面進(jìn)行維修，維修用材包括瀝青類(lèi)防水卷材、瀝青類(lèi)防水涂料、TPO防水卷材、普通丙烯酸防水涂料、金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料等，綜合造價(jià)、安全性及使用年限等因素，金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料是最佳選擇。


金屬屋面維修所用的防水涂料除了要具有較好的強(qiáng)度和韌性外，還必須具有較好的耐酸性。因此，本研究探討了填料種類(lèi)、氧化鋅摻量、乳液摻量對(duì)金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料（JWF）涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響。

制備工藝簡(jiǎn)介


?主要原材料
純丙乳液：EC1791，陶氏化學(xué)；鈦白粉：R706，科慕；重鈣：1 250目，歐米亞；沉淀硫酸鋇：3 000目，伊利特化工；煅燒高嶺土：1 250目，恒源新材料；硅微粉：1 250目，江西中節(jié)能；氧化鋅：亞昌鋅業(yè)。


?制備工藝
將水、部分助劑加入容器中，攪拌均勻；加入顏料和填料，進(jìn)行打漿攪拌至均勻；加入乳液，攪拌至均勻并消泡；調(diào)整pH，添加增稠劑增稠至合適黏度。


制得的金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料（JWF）按照J(rèn)G/T 375—2012 《金屬屋面丙烯酸高彈防水涂料》的規(guī)定進(jìn)行性能檢測(cè)。


填料種類(lèi)對(duì)酸處理強(qiáng)度保持率的影響


本實(shí)驗(yàn)選用沉淀硫酸鋇作為基礎(chǔ)填料，研究分別添加了沉淀硫酸鋇、沉淀硫酸鋇/重鈣（質(zhì)量比1∶1）、沉淀硫酸鋇/硅微粉（質(zhì)量比1∶1）以及沉淀硫酸鋇/煅燒高嶺土（質(zhì)量比1∶1）對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響。其中沉淀硫酸鋇的目數(shù)為3 000，重鈣、硅微粉、煅燒高嶺土的目數(shù)為1 250。4組實(shí)驗(yàn)中填料總質(zhì)量相同，其余原材料種類(lèi)及摻量均不變。



▲ 填料種類(lèi)對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


▲ 填料種類(lèi)對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


JC/T 375—2012標(biāo)準(zhǔn)中要求無(wú)處理拉伸強(qiáng)度≥1.5 MPa，酸處理強(qiáng)度保持率≥80%。填料種類(lèi)對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響結(jié)果表明，添加沉淀硫酸鋇/煅燒高嶺土的JWF涂膜無(wú)處理拉伸強(qiáng)度最高，添加沉淀硫酸鋇、沉淀硫酸鋇/重鈣、沉淀硫酸鋇/硅微粉的JWF涂膜無(wú)處理拉伸強(qiáng)度差不多，其中添加沉淀硫酸鋇的涂膜無(wú)處理拉伸強(qiáng)度略高。


經(jīng)酸處理以后，添加沉淀硫酸鋇/重鈣的涂膜拉伸強(qiáng)度明顯降低，且表面有鼓泡的現(xiàn)象，這是因?yàn)橹剽}與酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，破壞了JWF涂膜的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致涂膜強(qiáng)度降低。硫酸鋇和硅微粉不會(huì)與酸溶液反應(yīng)，煅燒高嶺土?xí)猩栽SAl2O3溶于酸，因此添加這3種填料組合的JWF涂膜酸處理以后的強(qiáng)度保持率較高。但是硫酸鋇和硅微粉與樹(shù)脂的結(jié)合力稍差，酸處理過(guò)程中，會(huì)破壞樹(shù)脂與填料的部分結(jié)合點(diǎn)，其強(qiáng)度保持率反而比添加高嶺土的JWF涂膜低。因此，本研究選用質(zhì)量比1:1的沉淀硫酸鋇/煅燒高嶺土作為填料。


氧化鋅摻量對(duì)酸處理強(qiáng)度保持率的影響


EC1791純丙乳液側(cè)鏈有羧酸基團(tuán)，該基團(tuán)可在氧化鋅存在下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，增加JWF涂膜的交聯(lián)密度，提高材料的拉伸強(qiáng)度和酸處理后的強(qiáng)度保持率。氧化鋅是兩性氧化物，可以與JWF體系中的氨水發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成鋅氨絡(luò)合離子。選用沉淀硫酸鋇/煅燒高嶺土作為填料，保持其余原材料種類(lèi)及摻量不變，研究氧化鋅摻量對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響。


▲ 氧化鋅摻量對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


▲ 氧化鋅摻量對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


可以發(fā)現(xiàn)，隨著氧化鋅摻量的增加，無(wú)處理拉伸強(qiáng)度持續(xù)增大，酸處理后的拉伸強(qiáng)度和酸處理后的拉伸強(qiáng)度保持率先增大后緩慢減小，且當(dāng)氧化鋅摻量為2%時(shí)最大。


乳液摻量對(duì)酸處理強(qiáng)度保持率的影響

乳液作為水性涂料中的主要成膜物質(zhì)，當(dāng)涂料涂覆到基層后，涂料中水分揮發(fā)，聚合物乳液粒子逐漸聚集堆積，當(dāng)揮發(fā)足夠水分后形成毛細(xì)通道，產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使得聚合物乳液粒子進(jìn)一步變形凝聚，生成乳膠粒子。當(dāng)聚合物乳膠粒子之間的間距縮小到一定程度時(shí)，范德華力的作用使聚合物乳膠粒子結(jié)合在一起，形成致密的涂膜。由此可知，乳液的性能和添加量會(huì)對(duì)涂料性能產(chǎn)生直接影響。保持其余原材料種類(lèi)摻量不變，研究不同乳液摻量對(duì)JWF涂膜拉伸強(qiáng)度和酸處理強(qiáng)度保持率的影響。

▲ 乳液摻量對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


▲ 乳液摻量對(duì)JWF涂膜酸處理強(qiáng)度保持率的影響


可以發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨著乳液摻量增加，無(wú)處理的拉伸強(qiáng)度、酸處理后的拉伸強(qiáng)度和酸處理后的強(qiáng)度保持率均迅速增大；但當(dāng)乳液摻量超過(guò)40%時(shí)，無(wú)處理拉伸強(qiáng)度、酸處理后拉伸強(qiáng)度和酸處理強(qiáng)度保持率基本保持不變。隨著乳液摻量增加，酸處理后強(qiáng)度保持率增加，但是成本也會(huì)增加。綜合性能和成本因素，乳液摻量為40%時(shí)性?xún)r(jià)比最高。

劃重點(diǎn)：


▲ 填料的種類(lèi)對(duì)酸處理拉伸強(qiáng)度保持率影響較大，以沉淀硫酸鋇/煅燒高嶺土組合為填料制備的JWF涂膜，無(wú)處理拉伸強(qiáng)度和酸處理拉伸強(qiáng)度保持率最高。


▲ 隨著氧化鋅摻量的增加，酸處理拉伸強(qiáng)度保持率先增大后減小，且當(dāng)摻量為2%時(shí)最大。


▲ 在一定范圍內(nèi)，酸處理拉伸強(qiáng)度保持率與乳液摻量正相關(guān)，但當(dāng)乳液摻量超過(guò)一定量時(shí)，無(wú)處理拉伸強(qiáng)度和酸處理拉伸強(qiáng)度保持率趨于穩(wěn)定。綜合性能和成本因素，乳液摻量為40%時(shí)性?xún)r(jià)比最高。