金属屋面防水涂料的耐老化性能研究

发布时间:2019-05-09 15:22作者:admin 阅读:

摘要:金属屋面防水涂料具有冷施工、工艺操作简便,涂层干燥成膜后具有耐低温、耐热、耐水性且可以形成整体无缝的防水层,能在一定范围内适应基层开裂、适用工程结构复杂部位等优点
  金属屋面防水涂料具有冷施工、工艺操作简便,涂层干燥成膜后具有耐低温、耐热、耐水性且可以形成整体无缝的防水层,能在一定范围内适应基层开裂、适用工程结构复杂部位等优点,是其他卷材类所不能代替的。

  本研究选用高弹丙烯酸乳液配制了金属屋面防水涂料,对所制涂料进行热老化、浸水老化、紫外老化和人工气候老化处理,研究其老化后的拉伸性能,为实际应用提供参考。
 
 
金属屋面防水涂料按下表所示配方进行配制
 
 
  金属屋面防水涂料老化处理
 
  热老化处理
 
  将试件水平放入(80±2)℃的电热鼓风干燥箱中,恒温放置(168±1)h取出。取出后放入干燥皿中冷却至室温,在标准实验条件下养护4 h。
 
  浸水老化处理
 
  标准实验条件下,将试件在三级水中浸泡168 h后取出用干布擦干,在(60±2)℃电热鼓风干燥箱中放置6 h,取出后放入干燥皿中冷却至室温,在标准实验条件下养护(18±2)h。
 
  紫外线老化处理
 
  在250 mm×250 mm玻璃板上撒满滑石粉,将试件水平放置在玻璃板上,设置紫外线老化箱温度为(45±2)℃,将试件放入其中恒温照射240 h。照射完成后取出试件,放入干燥皿中冷却至室温,在标准实验条件下养护4 h。
 
  人工气候老化处理
 
  截取10条120 mm×50 mm矩形试件放入人工气候老化箱中,分别在累计辐照量为1 200 h、2 500 h时各取出5条试件,并放入干燥皿中冷却至室温,在标准实验条件下养护4 h后进行测试。
 
  结果与讨论
 
  1)经过168 h的不同处理,热老化试件与自然养护试件的拉伸强度均有所增大,断裂伸长率均呈减小趋势,但热处理试件的变化幅度更大。
 
  一方面,为保持良好的附着力,在丙烯酸树脂聚合过程中会引入少量极性基团。在涂膜养护过程中,极性基团通过交联反应增大涂膜的交联密度,使涂膜的脆性增加,表现为涂膜的拉伸强度增大而断裂伸长率减小。
 
  另一方面,金属屋面防水涂料在成膜过程中残留少量水分与可挥发性物质,会随着时间的延长而慢慢地从涂膜中迁移出来。在这个过程中,涂膜致密性逐渐增强,拉伸强度随之增大,但涂膜柔韧性降低,断裂伸长率逐步减小。经过热老化处理的试件比自然养护试件所处环境温度高,因此其残留物析出的速度也更快,所以其拉伸性能变化幅度也更大。
 
  2)浸水老化试件的拉伸强度并没有减小,反而有所增大。这说明试件在浸水处理168 h之后,涂膜性能较稳定,并没有出现严重的键位水解。
 
  由于浸水时间较长,涂料中未反应的小分子会被水全部溶解掉,剩下的全是固化完全的结构,所以拉伸强度会缓慢地增大。被水溶解掉的小分子在涂膜中起到一定的增韧作用,当它们溶解后涂膜的延伸性能会有所降低,但仍保持在较高的水平,对涂料的使用性能并未造成较大影响。
 
  3)由于涂膜在紫外线长时间辐照下吸收的光能量大于聚合物中C—C键的离解能,导致聚合物内部发生链的断裂,从而使涂膜柔韧性降低,断裂伸长率减小。但涂膜在紫外线老化240h后仍具有117%的断裂伸长率,说明金属屋面防水涂料能够满足室外使用的技术要求。
 
  4)人工气候老化试件在老化处理过程中,可挥发性物质会逐渐挥发,含有活性基团的组分缓慢交联固化。在这个过程中涂膜的致密性增加、柔韧性降低,表现为涂膜拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。而随着老化时间的延长,辐照量增加,涂膜吸收具有较高光能量的波长,并在有氧环境下发生光氧化老化反应,涂膜内部出现部分C—C链的断裂。在这个过程中,涂膜拉伸强度开始减小,断裂伸长率继续减小。
 
  人工气候老化结果能够粗略地反映出涂膜在自然环境下的老化趋势,是涂膜加速老化的体现,可以为实际应用提供有效的借鉴。
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