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(yīng)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(yīng)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(xué)技術(shù)進步和化學(xué)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(xué)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(shù)開發(fā)有限責(zé)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(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)、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(yīng)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(yīng)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(xué)建材推廣應(yīng)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(yīng)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(xué)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(fù)合涂料iwou

　　聚合物水泥基防水涂料

　　無機涂料

　　水泥基滲透結(jié)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(jié)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(yīng)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(lǐng)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。現(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(yīng)性組分，這種特種反應(yīng)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(yīng)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(jié)性好，對基層變形的適應(yīng)能力強，對氣溫的適應(yīng)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(shù)開發(fā)和應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shù)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(fù)合乳液聚合、基團轉(zhuǎn)移聚合(GTP)、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合(LIPN)、微乳液聚合等新技術(shù)。一些新技術(shù)如核—殼乳液聚合、無皂乳液聚合、有機—無機復(fù)合乳液聚合技術(shù)等已在國內(nèi)外樹脂及乳液生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品性能有了很大的提高和改善。

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