中國建筑防水涂料的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.前言

　　建筑防水涂料系由合成高分子材料、瀝青、聚合物改性瀝青、無機材料等為主體，摻入適量的助劑、改性材料、填充材料等加工制成的溶劑型、水溶型、水乳型或粉末型的防水材料。

　　與防水卷材相比，防水涂料施工簡單方便，適用于任何形狀的基面，并可形成致密無縫的涂膜，因此，防水涂料已廣泛應用于各種防水工程中，并取得了迅速的發(fā)展。目前美、英、日、法、德等工業(yè)發(fā)達國家的防水涂料在建筑防水材料中都占有相當?shù)姆蓊~。發(fā)達國家在積極發(fā)展合成高分子防水涂料和高聚物改性瀝青防水涂料的同時，正積極開發(fā)水性和無機防水涂料等品種，向著“環(huán)保型”防水涂料的方向發(fā)展。

　　2.中國建筑防水涂料發(fā)展概況

　　中國建筑防水涂料的開發(fā)與應用始于20世紀60年代，當時多以石油瀝青、煤焦油或化工廠的下腳料（如苯乙烯焦油等）為主要原料，加工制成乳化瀝青防水涂料、塑料油膏、再生膠改性瀝青防水涂料和苯乙烯焦油防水涂料等，這些涂料曾在防水工程中得到大面積推廣使用，但由于這些涂料或因為質(zhì)量差、防水層使用年限短，或因為對環(huán)境污染性大，對施工人員身體健康有嚴重影響，大多已被列入淘汰產(chǎn)品，用量正越來越少。

　　從20世紀70年代末開始，隨著我國科學技術進步和化學建材工業(yè)的發(fā)展，防水涂料也獲得了迅速的發(fā)展。70年代后期研制出了聚醚型聚氨酯防水涂料。80年代中期又研制成功了焦油聚氨酯防水涂料，并大量推廣使用于防水工程；1989年建設部對全國防水材料市場進行了整頓和調(diào)查，確認聚氨酯防水涂料為可信任的防水材料；90年代后，聚氨酯防水涂料取得迅速發(fā)展。1990年建設部將聚氨酯防水涂料列為“八五”計劃重點推廣項目之一，制定了聚氨酯防水涂料建材行業(yè)標準（JC/T 500-92）并于1993年開始實施；1998年建設部將非焦油型聚氨酯防水涂料列為全國住宅推薦產(chǎn)品十三種防水材料之一，從而極大地推動了聚氨酯防水涂料在全國的推廣應用和健康發(fā)展。針對焦油聚氨酯污染性大，1998年北京市建筑工程研究院等單位開發(fā)了一種以石油瀝青為填料的聚氨酯防水涂料，北京金之鼎化學建材公司等單位研制了單組分聚氨酯防水涂料，隨后一些單位又開發(fā)出無溶劑噴涂聚氨酯防水涂料。與此同時，其它高分子防水涂料也得到發(fā)展，如丙烯酸酯彈性防水涂料、硅橡膠防水涂料、水性三元乙丙橡膠防水涂料等。

　　從80年代到90年代，各種聚合物改性瀝青防水涂料也得到迅速的發(fā)展，先后開發(fā)了溶劑型和水乳型氯丁橡膠改性瀝青防水涂料，溶劑型和水乳型SBS改性瀝青防水涂料，水乳型丁苯橡膠改性瀝青防水涂料等品種。

　　90年代初北京金湯建筑技術開發(fā)有限責任公司開始研制聚合物水泥防水涂料，產(chǎn)品開發(fā)初期，僅有北京為數(shù)不多的企業(yè)生產(chǎn)，年產(chǎn)量僅有幾百噸。但隨著國家對綠色環(huán)保型建材產(chǎn)品的推廣，目前上海、浙江、廣東、福建、山東、河北、河南、四川、湖北、北京等省市已有百余家企業(yè)生產(chǎn)這種涂料，2000年用量已達12,000噸。

　　近十幾年來，在我國各種無機防水涂料也得到開發(fā)與應用，引進了確保時、M1500等國外先進的產(chǎn)品，同時也相繼研制出了防水寶、HM1500、TM1500等一系列無機防水涂料。無機滲透結晶型防水涂料也已開始大量使用在工業(yè)與民用建筑的地下結構、地下鐵道、橋梁路面、水利工程等方面。

　　近40年的發(fā)展，使我國防水涂料已形成了反應固化型和溶劑（水）揮發(fā)干燥型等性能不同、形態(tài)不一的多類型、多品種的格局。到目前為止，有一定生產(chǎn)規(guī)模的防水涂料生產(chǎn)廠家有200多家，每年的生產(chǎn)總量已超過20萬噸（這個數(shù)量不包括已被各級行政主管部門行文限制、淘汰和禁止使用的塑料煤焦油和煤焦油聚氨酯等容易污染環(huán)境的防水涂料），主要應用于工業(yè)與民用建筑的廁浴間防水，部分用于屋面、地下室和外墻等工程防水，均獲得了較理想的防水效果。為此，在《國家化學建材推廣應用“九五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》中已明確列為“適當發(fā)展防水涂料” 的目標要求。（參見表1）

　　3.中國建筑防水涂料的主要品種

　　目前，我國的防水涂料已有數(shù)十個品種，從最初主要是瀝青基防水涂料向聚合物改性瀝青防水涂料、合成高分子防水涂料、無機防水涂料等方面發(fā)展，已研制出低、中、高檔系列產(chǎn)品。中國建筑防水涂料的主要品種如圖1所示。

　　4.中國建筑防水涂料的現(xiàn)狀及存在的問題

　　4.1瀝青基防水涂料

　　瀝青基防水涂料主要是水乳型的，乳化瀝青是一種冷施工的防水涂料，系將石油瀝青在乳化劑的作用下，經(jīng)乳化機（攪拌機）強烈攪拌而制成。瀝青在攪拌機的攪拌下，被分散成1~6µm的細小顆粒，并被乳化劑包裹起來形成懸浮在水中的乳化液。瀝青基涂料一般是做成厚質(zhì)涂料，如膨潤土乳化瀝青、石棉乳化瀝青等，由于瀝青沒有經(jīng)過改性，其低溫柔性和抗開裂性都不好，一般只能用在不太重要的防水工程中，其用量正逐漸減少，將被逐漸淘汰。

　　4.2聚合物改性瀝青基防水涂料

　　聚合物改性瀝青防水涂料主要產(chǎn)品有水乳型丁苯橡膠瀝青防水涂料、溶劑型和水乳型氯丁橡膠瀝青防水涂料、溶劑型和水乳型SBS改性瀝青涂料等，這一類產(chǎn)品比瀝青基防水涂料的性能優(yōu)良，應該具有良好的市場前景。但在我國聚合物改性瀝青防水涂料存在以下一些問題：

　�。�1） 溶劑型聚合物改性瀝青防水涂料對環(huán)境的污染較大，水乳型聚合物改性瀝青防水涂料的質(zhì)量還不夠穩(wěn)定；

　�。�2）一些聚合物改性瀝青防水涂料在力學性能、防水性能和耐久性等方面尚不是十分理想；

　　防水涂料

　　石灰乳化瀝青涂料

　　膨潤土乳化瀝青涂料

　　石棉乳化瀝青涂料

　　瀝青基涂料

　　水乳型

　　聚合物改性瀝青涂料

　　再生橡膠改性瀝青防水涂料

　　PVC改性焦油瀝青涂料

　　SBS改性瀝青涂料

　　溶劑型

　　氯丁橡膠改性瀝青涂料

　　水乳型

　　水乳型SBS改性瀝青涂料

　　水乳型氯丁橡膠改性瀝青涂料

　　水乳型再生橡膠改性瀝青涂料

　　合成高分子涂料

　　水乳型

　　丙烯酸酯彈性涂料

　　硅橡膠涂料

　　單組分聚氨酯涂料

　　非乳液型

　　石油瀝青聚氨酯涂料

　　焦油聚氨酯涂料

　　石油樹脂聚氨酯涂料

　　古馬隆樹脂聚氨酯涂料

　　無溶劑聚氨酯涂料

　　有機-無機復合涂料iwou

　　聚合物水泥基防水涂料

　　無機涂料

　　水泥基滲透結晶防水涂料

　　“確寶時”高效防水涂料

　　M1500防水涂料

　　防水寶

　　（3）一些廠家為了降低成本，偷工減料，以次充好，致使大量不合格的產(chǎn)品流向市場。

　　因此，應大力開發(fā)優(yōu)質(zhì)水乳型聚合物改性瀝青防水涂料。

　　4.3聚氨酯防水涂料

　　聚氨酯防水涂料以其優(yōu)異的性能在建筑防水涂料中占有重要的地位，我國經(jīng)過近20年的發(fā)展，逐漸形成了品種齊全、性能優(yōu)異的聚氨酯防水涂料。

　　自20世紀80年代焦油聚氨酯防水涂料問世以來，由于產(chǎn)品中用焦油代替部分價格較高的聚醚多元醇，從而降低了產(chǎn)品的成本，所以焦油聚氨酯防水涂料長期以來在聚氨酯防水涂料中占居主導地位，為我國建筑防水事業(yè)作出了一定的貢獻。但焦油具有刺激性氣味，含有大量蒽、萘、酚類等易揮發(fā)的有毒物質(zhì)，嚴重污染環(huán)境和危害人體健康。隨著人們環(huán)保意識的增強和科技的進步，禁止使用焦油聚氨酯防水涂料的呼吁也日益增強。1998年12月，北京市建委、市規(guī)劃委聯(lián)合發(fā)文，自1999年3月起，在北京市行政區(qū)域內(nèi)，禁止使用焦油聚氨酯防水涂料。截止1999年底，已有7個省市發(fā)布了類似的規(guī)定。然而，一些廠家和工程單位為了降低成本，仍然使用焦油聚氨酯。在我國目前建筑防水涂料市場上，焦油聚氨酯仍占聚氨酯防水涂料的一半以上，而國外防水涂料雖以聚氨酯系列產(chǎn)品用量最大，但沒有焦油型品種。

　　和發(fā)達國家相比，我國的聚氨酯防水涂料整體質(zhì)量較差(僅少量產(chǎn)品符合JC/T 500-92一等品指標)，品種少，適應面窄。在日本就有約75家公司生產(chǎn)346種牌號的聚氨酯防水涂料，防水涂料品種中有非步行用、步行用、屋面運動場用、難燃型、耐候型、打底涂料、防水層保護涂料等；英國研制的快干型涂料，施工后幾分鐘即可耐小雨。我國的聚氨酯防水涂料通常是以TDI、MDI及聚醚作基本原料，耐候性較差，在紫外線作用下易氧化，使涂膜發(fā)黃、粉化，雖然可添加紫外線吸收劑和抗氧化劑，提高其耐候性，但不能有根本的改變。因此，此類聚氨酯涂料不宜單獨用作戶外防水，做屋面防水時往往需要做水泥砂漿保護層，這樣又失去了涂膜防水維修方便、色彩艷麗的優(yōu)點。

　　另外，聚氨酯防水涂料的應用對基層的干燥度要求較高，而近幾年來，地下工程大量推廣使用聚氨酯防水涂料，基層卻處于濕飽和狀態(tài)，施工時基層烘干是不可能的，因此，對聚氨酯防水涂料提出了潮濕基面粘結強度的要求。我國雖已開發(fā)了環(huán)氧樹脂類潮濕基層隔離劑等與之配套，基本上解決了在潮濕基層上聚氨酯防水涂料施工困難問題，但由于價格等因素，實際應用并不普遍，不需底涂就可直接在潮濕基層上施工的產(chǎn)品仍然處于開發(fā)階段。在材料表面保護領域，國內(nèi)仍為空白。目前，大家一致認為丙烯酸酯橡膠乳液為主的水性涂料或脂肪族聚氨酯—丙烯酸涂料和聚氨酯防水涂膜粘接良好、耐水、耐堿、耐久性優(yōu)異，涂膜柔韌，對防水層可起保護作用�，F(xiàn)有一種聚醚型聚氨酯防水涂料，其乙組分是羥基固化劑、增塑劑、填充劑和特種反應性組分，這種特種反應性組分能將水轉(zhuǎn)化為聚氨酯交聯(lián)劑，而乙組分中羥基的引入，增大了材料的親和性，所以該材料在潮濕面上不發(fā)泡，具有較強的粘接力。

　　研制開發(fā)具有良好耐候性的外露型聚氨酯防水涂料，能適應潮濕基層的聚氨酯打底涂料，耐候性好、色彩艷麗、耐污染的聚氨酯面層保護涂料等新品種，是我國近階段聚氨酯防水涂料的重要研究課題。

　　4.4聚合物乳液防水涂料

　　聚合物乳液防水涂料按聚合物的品種可分為多種，主要有丙烯酸酯類乳液防水涂料、乙烯-醋酸乙烯乳液（EVA）類防水涂料等。

　　4.4.1丙烯酸酯乳液防水涂料

　　丙烯酸酯乳液防水涂料是以丙烯酸酯乳液、填料及各種助劑配制而成的。丙烯酸酯乳液主要包括純丙乳液、苯丙乳液等，最新還發(fā)展了硅丙乳液。該類涂料是近幾年發(fā)展較快的一種新型涂料，目前已發(fā)展有如下系列產(chǎn)品：丙烯酸外墻防水裝飾涂料、丙烯酸屋面防水涂料和丙烯酸廚衛(wèi)間墻體防水涂料等系列彈性涂料。丙烯酸酯乳液防水涂料特點表現(xiàn)在涂膜彈性好、延伸率高、粘結性好，對基層變形的適應能力強，對氣溫的適應范圍大（—40℃~+80℃），且具有較優(yōu)異的耐候性、耐熱老化、紫外老化和酸堿老化性能，并且該涂料無毒、無味、不燃，以水為分散介質(zhì)，無溶劑污染，冷施工且施工方便，還可配制成多種色彩，美化環(huán)境。

　　丙烯酸酯共聚乳液由于其優(yōu)異的性能在高性能的防水涂料市場上占有重要地位，是現(xiàn)在防水涂料的重點發(fā)展方向，其技術開發(fā)和應用受到了廣泛重視。為了改善共聚乳液的性能在合成中常加入有機硅、氟等單體進行共聚合提高耐水性能、耐候性、抗紫外老化性能等。80年代中期，水性聚氨酯與水性丙烯酸酯接枝共聚獲得成功，該方法得到的水性聚合物乳液比物理摻混的性能要好，改善了乳液的穩(wěn)定性和耐水性。國內(nèi)已生產(chǎn)出有機硅、氟或環(huán)氧共聚改性的水性丙烯酸酯類共聚物乳液，并已成功地應用于建筑物的高級水性裝飾涂料(乳膠漆)的生產(chǎn)中，但在屋面防水涂料中尚未見應用。

　　國內(nèi)外除了在共聚改性上做了大量研究，還圍繞水性丙烯酸酯乳液的聚合技術開展了研究，目前已開發(fā)出核—殼乳液聚合、無皂乳液聚合、有機—無機復合乳液聚合、基團轉(zhuǎn)移聚合(GTP)、互穿網(wǎng)絡聚合(LIPN)、微乳液聚合等新技術。一些新技術如核—殼乳液聚合、無皂乳液聚合、有機—無機復合乳液聚合技術等已在國內(nèi)外樹脂及乳液生產(chǎn)中得到了廣泛應用，產(chǎn)品性能有了很大的提高和改善。

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