徐峰

( 安徽省建筑科学研究设计院，合肥 230001)

    摘要：简要介绍了我国防水涂料的主要种类和应用发展情况。我国防水涂料的发展将主要集中在高性能防水涂料的发展与应用、环保型防水涂料的开发、多功能防水涂料以及新型施工机具等方面。

    关键词：防水涂料；环保涂料；施工机具 {TodayHot}

    1 引言

    在建筑工程中使用的防水涂料称为建筑防水涂 料，简称为防水涂料，是通过涂覆施工而形成一层具有防水性能的防水薄膜材料的总称，是以防水为主要目的的功能型建筑涂料。防水涂料属于依附性防水材料，即本身不能够承受结构力的作用，是相对于结构防水而言的。防水涂料主要用于建筑物某些可能受到水侵蚀的结构部位或结构构件，例如屋面、地下室、浴厕间、水塔、水池、储水罐等结构的防水、防潮和防渗等。这些结构部位温度变化较大，且其基层一般是水泥类材料，因各种原因造成的裂缝更是十分常见，因而对防水涂膜的耐高、低温性能，对结构变化的适应性也有一定要求。所以防水涂膜一般要求具有很好的低温柔性、延伸率、拉伸强度和对基层具有一定的附着力 ( 在防水涂料中通常称为黏结强度 ) 。所以涂料的 PVC 必 须低于其临界 PVC ，因而防水涂料中使用的颜料 ( 包括 填料 ) 的比例一般很小，有些根本不含颜料 ( 例如有些 称为防水胶的防水涂料 ) ，以保证涂膜致密不透水。防水涂料的用量很大，对建筑物使用功能的影响也 很大，同其他功能性建筑涂料相比，与建筑物的功能关系更为密切，因而受到高度重视。这也是防水涂料有别于其他功能型建筑涂料的重要方面。与防水卷材相比，防水涂料施工简便，尤其对于形状不规则的复杂基层， 也能够形成致密、无接缝的连续涂膜。即使对于适宜于使用防水卷材的大型规则屋面，防水涂料作为施工 {HotTag}材料的一种补充，用之于排气口、雨水口、女儿墙等局部部位，也能够得到很好的效果。

    2 防水涂料的分类

    在国家标准 GB ／ T 2705-2003( 涂料产品分类和命名》规定的对涂料的两种分类方法中，都把防水涂料 作为建筑涂料的单独一类进行分类，并分成：①溶剂型树脂防水涂料；②聚合物乳液防水涂料；③其他防水涂 料 3 类。实际上，防水涂料品种较多，这只是粗分大略，没有反映出防水涂料的概貌。在防水材料行业中，还有更为详细的、主要根据材料的组成进行分类的方法，按照这种分类方法，防水涂料的主要类别见表 1 。

    3 防水涂料的应用与发展

    3 ． 1 防水涂料的基本状况

    3 ． 1 ． 1 产品应用状况

 我国防水涂料经过 40 多年的发展，已经形成了反应固化型和挥发干燥型、溶剂型和水性、单组分和双组分等性能不同、形态各异的多类型、多品种的格局。目前我国有一定生产规模的防水涂料生产厂家约 200 多家，每年的生产总量超过 20 万 t ，主要应用于工业与民用建筑屋面、地下室、浴厕间、外墙等工程防水。我国建筑防水涂料近 10 年的产量和发展预测见表 2 。

表 1 防水涂料的分类与主要类别

 
表 2 防水涂料近 lO 年的产量和发展预测

    3 ． 1 ． 2 技术研究状况

    从 20 世纪 70 年代末开始，随着我国科学技术的进步和化学建材工业的发展，我国防水涂料获得了迅速的发展。到目前为止，关于防水涂料的发明专利有 120 多项，主要是关于双组分和单组分聚氨酯防水涂料、水性 ( 改性 ) 聚丙烯酸酯防水涂料、废旧材料改性防水涂料、氯丁橡胶防水涂料、聚合物水泥防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料以及无机防水涂料等，形成了化学反应固化型和分散介质 ( 溶剂和水 ) 挥发干燥型等性能不同、形态不一的各类型、多品种的格局。

    3 ． 2 防水涂料的发展和存在的问题

    3 ． 2 ． 1 沥青基和改性沥青基防水涂料

    沥青基防水涂料分为溶剂型和水乳型两种。两种涂料都包含有改性和未改性两类产品。由于没有经过改性的乳化沥青的黏结力、耐水性等都很差，因而现在已经基本上处于被淘汰状态。现在使用的乳化沥青绝大多数是经过合成树脂改性的。按照改性方法的不同，可以分为与合成树脂乳液的冷拼混改性和先对沥青改性然后再对改性沥青进行乳化等两种。前者如氯丁橡胶改性乳化沥青、丙烯酸改性乳化沥青、丁苯橡胶改性乳化沥青等；后者如 SBS 改性乳化沥青、 APP 改性乳化沥青等。聚合物改性乳化沥青防水涂料目前还存在如下三个方面的问题：一是溶剂型聚合物改性沥青防水涂料对环境的污染大，而且水乳型聚合物改性沥青防水涂料的质量和性能都不稳定；二是一些聚合物改性沥青防水涂料在力学性能、防水性能和耐久性 能等方面还不能够完全满足使用要求；三是聚合物的 原料市场会对产品质量、价格产生显著影响。

    3 ． 2 ． 2 聚氨酯防水涂料

    我国经过 20 多年的发展，已经逐渐形成了品种齐全、性能多元化的系列聚氨酯防水涂料，在建筑防水涂料中占有重要地位。

   煤焦油聚氨酯防水涂料由于产品中用煤焦油代替部分价格较高的聚醚多元醇，从而降低了成本，长期以来在聚氨酯防水涂料中居主导地位。但是，这类防水涂料已被淘汰，将逐步淡出防水涂料市场。

    与发达国家相比，我国的聚氨酯防水涂料品种少、整体质量低、适应面窄。日本生产聚氨酯防水涂料的有 75 家，生产 346 种牌号的防水涂料产品，有步行用、非步行用、屋面用、运动场用、难燃型、耐候型、打底涂料和防水层保护涂料等；英国研制的快干型防水涂料，在施工后几分钟内能够耐小雨。我国的聚氨酯防水涂料通常是以 TDI 、 MDI 和聚醚作为基本原料，产品的耐候性较差，在紫外线作用下易氧化，使涂膜发黄、粉化，虽然可以通过添加紫外线吸收剂和抗氧化剂来提高其耐候性，但不能从根本上改变性能。因此，此类聚氨酯防水涂料不能单独用作户外防水，在屋面使用时需要使用防护层。

    另一方面，聚氨酯防水涂料的应用对基层的干燥程度要求较高。我国虽然开发了环氧树脂类潮湿基层黏结剂等与之配套，从技术方面讲基本上解决了聚氨酯防水涂料在潮湿基层上施工困难的问题，但由于环氧树脂潮湿基层黏结剂价格高，在实际使用时尚受到限制。不需要底涂即可在潮湿基层上施工的聚氨酯防水涂料仍处于研制开发阶段。而在材料表面保护领域，国内仍然是空白。

    聚氨酯防水涂料中游离异氰酸酯单体的毒性大，国际卫生组织严格规定异氰酸酯聚合物中的游离单体含量必须控制在 0 ． 5 ％ 以下，而目前国内采用传统的蒸馏法生产工艺，产品中的游离单体含量很高，有些产品中其含量可能在 2 ％ 以上，影响施工人员的健康，对环境造成污染。

    3 ． 2 ． 3 聚合物水泥防水涂料

    聚合物水泥防水涂料通常被称为 JS 防水涂料，由聚合物乳液、无机胶凝材料、骨架增强材料 ( 如石英砂 ) 和各种涂料助剂构成。该类防水涂料既具有聚合物防水涂膜的延伸性、防水性，也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层黏结的优点。在实际应用中，可以通过调整聚合物乳液和水泥的比例，满足工程对不同柔韧性、强度、耐水性等的要求，该类涂料施工简便，不会对施工人员的健康和环境产生不良影响。近年来，这类涂料以“弹性水泥” 的商品名得到大量、广泛的应用。存在的问题主要是国产丙烯酸酯乳液的质量与国外产品相比还有较大差距，有些国产乳液性能不稳定，在和粉料组分混合的过程中容易出现凝聚而影响涂料的施工性能和涂膜的力学性能。目前聚合物水泥防水 涂料使用的优质乳液主要靠进口，国产的优质丙烯酸 酯乳液也是引进国外的技术。

    3 ． 2 ． 4 聚合物乳液防水涂料

    聚合物防水涂料由聚合物乳液 ( 例如丙烯酸酯乳液、苯乙烯 - 丙烯酸酯共聚乳液、乙烯 - 醋酸乙烯共聚乳液等 ) 、骨架增强材料 ( 如重质碳酸钙、滑石粉等 ) 和各种涂料助剂构成。该类防水涂料的主要性能特征是涂膜的弹性好、延伸率高、与基层有适当的黏结性、对基层变形的适应能力强、对气温变化的适应范围也较大，有些产品可达 -35 ～ 45 ℃ ，并具有较好的耐老化性 ( 如耐热老化、耐紫外线老化和耐酸、碱老化等 ) 。同 时，该类涂料无毒、不燃 ( 以水为分散介质，无溶剂污 染 ) ，施工简便，涂膜可以调配成所需要的颜色，具有很好的装饰效果。该类涂料的主要产品有屋面防水涂料、 外墙防水装饰涂料和厨卫间内墙防水装饰涂料等。

    3 ． 2 ． 5 硅橡胶防水涂料

    硅橡胶防水涂料也属于乳液型防水涂料，该类涂料以硅橡胶乳液作为成膜物质，添加无机填料和各种助剂而成。它具有聚合物乳液防水涂料和渗透型防水涂料两者的优点，具有良好的防水、防渗透、高弹性、耐湿热性和耐候性等综合性能。建设部曾将其列为“八五”科技成果进行推广。

    3 ． 2 ． 6 无机防水涂料

    无机防水涂料主要有涂层覆盖型防水涂料和渗透结晶型防水涂料两类。

    (1) 涂层覆盖型防水涂料

    涂层覆盖型防水涂料一般为粉状水泥基防水涂料，具有水硬性能，典型产品如确保时 (COPROX) 、防水宝、 M1500 、 HM1500 和 TM1500 等。确保时 (COPROX) 、防水宝的防水机理是以水泥为主要黏结材料，其中的成膜、憎水组分等在催化剂的作用下，与水泥一起共同在基层表面形成结构致密的薄膜，封闭表面的裂缝、孔 隙，从而堵塞渗水的通道。同时，材料 自身所具有的憎水特性能够大大提高新生表面的表面 张力，降低水的湿润能力，从而提高防水性。此类材料可以冷施工，对施工面要求不高，只要表面无油污、粉尘和松散物即可。施工时基面充分湿润，否则干燥后涂层可能脱落。这种材料无毒，有一定的耐碱性、耐老化性能。

    M1500 、 HM1500 和 TM1500 等产品均是以无机水性硅酸盐为载体 ( 一般为水玻璃 ) ，与适量的催化剂、分散剂、助剂和水等复合而成的无色半透明液体，具有较高的渗透性，直接喷涂于水泥砂浆、混凝土表面，能够迅速渗入内部，与水泥水化产生的 Ca(OH)3 反应，生成不溶于水且具有一定强度的硅酸盐，从而堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，提高混凝土和砂浆的抗渗能力。这类材料的特点是一次性防水抗渗效果很好，但不具有自修复性，一旦混凝土或砂浆再次出现裂缝，就 又有发生渗漏的可能。

    (2) 渗透结晶型防水涂料

    渗透结晶型防水涂料是国外在渗透并反应的思想

    基础上发展起来的新型防水材料，是以硅酸盐水泥、石英砂等为基本材料，掺人活性化学物质而制成的，既可 作为涂料使用，也可直接掺入混凝土或砂浆中作为结 构防水。它与 M1500 、 HM1500 和 TM1500 等的相同点是通过化学反应堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，提高 混凝土和砂浆的抗渗能力，但改进之处是组成中使用了具有催化作用的物质，遇水能够激活，促使水泥水化 再生新的晶体，当混凝土或砂浆中产生新的细微裂缝时，一旦有水渗入，又会产生新的晶体而堵塞裂缝，即具有自修复性。

    水泥基渗透结晶型防水涂料在国外已经得到迅速发展，从早期德国的稳当水 (VANDEX) 品牌延伸发展到加拿大的赛柏斯 (XYPEX) 和 KRYSTOL 、新加坡的房挡水 (FORMDEX) 、美国的彭内传 (PENETRON) 、法国的 DIPSEC 、澳大利亚的 CRYSTAL 、日本的 PANDEX 等数十个品牌，均有不同程度的改进，并形成系列产 品。水泥基渗透结晶型防水涂料在开拓工程应用的过 程中，最初是用于结构内表面防水，特别是在污水处理池和地面生活用水储水池等类似工程的应用中颇为理想。作为混凝土结构防水处理 ( 内防水法 ) 的一种有效方法，逐步扩大品种，不断扩展到建筑施工应用的新领域。目前，我国通过产品引进、技术开发和施工应用技术的研究， 已将渗透结晶型防水涂料广泛应用于工业与民用建筑的地下室、地下铁道、桥梁、路面、饮用水厂、污水处理厂、水电站、核电站水利工程等领域。

    4 发展展望

    4 ． 1 高性能防水涂料的发展与应用将会得到重视

    传统的沥青防水涂料因性能差而将会逐渐被改性沥青防水涂料，特别是聚氨酯防水涂料、聚合物乳液水 泥防水涂料所取代；聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料 和橡胶改性的厚质沥青防水涂料将会得到重点发展。聚氨酯防水涂料将逐渐实现从煤焦油型向非焦油型和纯聚氨酯型的转变，最终彻底淘汰焦油型聚氨酯防水 涂料。

    在地下防水工程中，涂膜覆盖型和结晶渗透型的无机防水涂料将会得到更多的应用；结构自防水混凝土和柔性防水涂料 ( 例如聚氨酯防水涂料 ) 相结合的防水方案也会得到重视与应用。

    随着外墙防水，特别是潮湿地区的墙面防水的需求增长，具有良好装饰效果的弹性涂料的应用将会逐渐增多；其品种将以水性丙烯酸类涂料或水性丙烯酸- 水泥复合涂料作为底涂，低 PVC 的外墙弹性乳胶漆作为面涂的复合涂层相结合为主。

    4 ． 2 环保型防水涂料

    “ 4E ”是人类发展现代工业需要共同遵守的基本原则，国外防水涂料正朝着水性化和环保型方面发展，如发展高性能水性聚合物改性沥青防水涂料、水性聚氨酯防水涂料等。而我国的水性聚合物改性沥青防水涂料的市场占有率还很低，水性聚氨酯防水涂料生产技术还不成熟。我国技术比较成熟的水性防水涂料是 聚合物乳液防水涂料和聚合物乳液水泥防水涂料。随 着国外商品的引入和我国防水涂料市场的需求增长，水性聚合物改性沥青防水涂料、水性聚氨酯防水涂料将得到进一步的重视和发展。

   近年来，国外正致力于开发以水泥为载体，掺入活 性化学催化物质等进行改性处理而制成的高性能防水 涂料。这类涂料最突出的优点是在生产、施工和应用的过程中均不会排放污染环境的物质，符合环保要求。例如，日本一种商品名称为“普拉斯泰 (Paratex) ”的防水涂料，系采用有机乳液 ( 维尼纶、聚醋酸乙烯等组成 ) 和无机混合材料 ( 特种高铝水泥、石英砂及各种添加剂 ) 复合而成的双组分防水涂料。它既具有有机材料弹性高，又具有无机材料耐久性好的优点，特别是其独具的龟裂自闭合功能填补了防水涂料的空白。

    4 ． 3 开发多功能防水涂料

    “九五”期间我国重点发展了聚氨酯防水涂料、聚合物乳液水泥防水涂料和高固体含量的橡胶改性沥青防水涂料。今后一段时期，我国防水涂料新品种的开发方向将是高性能和多功能的防水涂料。工业发达国家已经开始向多功能防水涂料的方向发展。我国目前生产的防水涂料仅能够起到防水作用，功能性防水涂料，例如隔热型、反射热型的防水涂料的开发将因防水涂料功能的增加而受到重视和欢迎。随着纳米技术的发展及其向各个领域内的渗透，使用纳米材料改善防水涂料的性能 ( 例如弹性和耐久性 ) 的研究将会逐步应用到防水涂料的生产与应用中。目前已经出现关于使用纳米 TiO2 、纳米 SiO2-x 和纳米 ZnO 等提高聚合物乳液防水涂料的耐老化性能的研究；用纳米 CaCO 3，提高双组分聚氨酯防水涂料的性能的研究；用纳米材料提高双组分聚氨酯防水涂料的强度和断裂伸长率的研究等。

    4 ． 4 新型施工工具

    一 些双组分的防水涂料，例如双组分的聚氨酯涂料、聚合物乳液水泥涂料等需要施工时在现场混合均匀。对于液料与粉料组合的双组分防水涂料，还必须将粉料充分分散，不能够有分散不开的粒、团，否则会影响涂膜性能，这给现场混合提出更高的要求。双组分涂料的混合设备和保证施工得到厚度均匀的涂膜的施工设备对保证涂膜质量和防水效果具有重要意义。