我国建筑节能涂料市场分析报告及前景预测：
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1  我国节能涂料市场
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# I4 F1 i( i1 V3 W" b我国是当今世界涂料潜在市场最大、发展最具活力的国家。我国建筑能耗占社会总能耗的27%左右，居全国各类能耗之首，建筑能源应用效率仅为发达国家的1/3，存在巨大的潜力空间。据建设部统计数字显示，我国现有400亿平米 既有建筑，约130多亿平米 需要进行节能改造，按200元/平米计算，约需耗资2.6万亿元。这将给节能环保涂料市场带来巨大的商机。随着我国建筑业的快速发展，建筑能耗也相应增多，近几年来，全国居住建筑能耗在基本不供热水的情况下， 消耗的能源量就占全国能源消耗总量的12.6%。每年城镇建筑仅采暖一项消耗的能源量就占全国能源消费总量的11.5%，占采暖区全社会能源消耗的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地能源消耗的50%左右。其中，以采暖和空调能耗为主，占建筑总能耗的50-70%。
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$ M# k7 v; R" ]$ U' a# n我国国民经济连续以两位数增长，建筑业持续发展，住房产业的繁荣以及汽车制造业的不断扩大使装饰涂料的需求也随之增加。数据表明，目前中国装饰涂料的人均消费约为1L，而欧洲国家和美国的人均消费约为10L，差距清晰地反映了中国涂料市场存在的巨大潜力空间。
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今后3年，我国农村将有5.68亿平米住宅需求，农村涂料市场的发展潜力极大。未来5年，中国建筑涂料的使用量将以每年15%左右的速率增长。到2007年，全国建筑涂料的总产量将达160万他。根据北京奥运规划，奥运会场馆的建设高峰期在2004年至2006年，其他所有配套设施将在2007年年底全部完成。因此，北京的涂料市场需求高峰期在2006年至2007年出现，北京建筑涂料市场的需求总量增长将继续保持在10-15%。
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/ T# V! B, L6 z我国涂料行业和其他行业一样，在经历了早期以数量、产量占领市场的阶段后，必然要走向分化。首先是市场环境的变化导致涂料企业众多而产品趋同，在这一背景下，更新换代、环保节能涂料将会占据市场的主导地位。其次是涂料行业的准入门槛提高，以环保、节能为概念的产品将会有更多的市场空间。
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$ v2 o/ f4 u; k0 ?6 c5 S2 前景广阔的新型建筑涂料5 ?9 w, `9 `# _3 U. J7 \4 s
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建筑隔热材料中建筑隔热涂料因经济、使用方便和隔热效果好等优点而越来越受到人们的青睐，发展前景光明，将有望促进涂料市场和隔热材料应用领域的拓展。根据建筑隔热涂料隔热机理和隔热方式的不同，可分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料及辐射型隔热涂料3类。阻隔型隔热涂料是通过对热传递的显著阻抗性来实现隔热的涂料。水性反射型隔热涂料是在铝基反光隔热涂料的基础上发展而来，通过选择合适的树脂、金属或金属氧化物颜、填料及生产工艺，制得高反射率涂层，反射太阳光来达到隔热的目的。辐射型隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而达到良好的隔热降温效果。' T: {8 Y6 T  p9 p
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台湾地区的节能涂料———快意断热胶，成为建筑节能材料市场的新亮点。快意断热胶可以直接喷涂于钢材、水泥墙及建筑物表面，形成隔热、隔音、防水保护层，达到高效隔热、断热、恒温的功能，从而有效降低室内温度。专家表示，集隔热、防漏、保护、装饰于一体的新型节能产品非常适用于气候炎热、夏季时间长的地区。
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. o+ N8 Z1 ~3 R/ Q; ^) Z日本三箭公司研制出一种可以过滤太阳辐射但不影响采光的高性能涂料，该产品问世后得到日本环境省等官方机构的大力推荐，目前该涂料在日本已广泛用于建筑物玻璃的节能降耗处理。被涂覆后的普通玻璃能够在完全不影响采光的前提下，削减68%的红外线和95%的紫外线，使一块普通玻璃产生质的改变，固化后玻璃的光学性能远超市面上的节能玻璃。这种新型涂料的问世是建筑节能发展中一个划时代的产品。据国外研究机构和专家鉴定，涂覆了该涂料以后的玻璃，能够使室温降低2-5℃，使建筑能耗降低12-14%。
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0 W8 `/ K' K: e, A* n. FBCDEF 魔力士G 防水隔热节能涂料是德国魔力士化工公司和广州伊高化工公司合作，引进德国魔力士隔热涂料的技术。魔力士防水隔热节能涂料是将航天飞机隔热保温技术转为民用的一种高科技特种涂料。魔力士涂料加入了高科技生产的空心微粉，所以除具有一般涂料的特性外，还具有极强的防水、隔热和防火效果。经国内外权威部门测试，其对光的反射系数为86%以上，导热系数为0.186W/没•K 具有很好的隔热效果。在实际应用中，能有效地降低房屋所集聚的太阳热量，能降温8-10℃，从而令室内温度得到降低，减少了空调的运转成本L 起到了环保节能的作用。  B2 x) ~/ F# q" F
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魔力士涂料是水溶性涂料，对人体、环境无危害，是环保型产品，同时具有保温、防水、防腐、阻燃等功能。
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深圳得汛公司引进了一种新型节能涂料。该涂料具有可以过滤太阳辐射但不影响采光的高性能，被涂覆的普通玻璃能在完全不影响采光的前提下，削减68%的红外线和95%的紫外线。
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; t+ h& v; Q. N4 T3  政策引导节能涂料发展
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* s2 ?( L, Z0 h3 j3 L中国快速发展的市场，尤其是在住宅方面，给节能涂料带来了很大的空间。上海汇丽涂料有限公司陈建领表示，节能涂料的未来市场空间将会很大。北方地区早在10年前就开始使用建筑节能材料，比如京津唐地区、山东、辽宁等地，正是看到这个巨大的市场，3年前他们公司开始研制这种节能涂料，现在已经开始向江浙地区进军。
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国家建设部已提出到2010年全国城镇建筑总能耗要基本实现节能50%，到2020年北方和沿海经济发达地区和超大城市要实现建筑节能65%的目标”。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、保温隔热性能好的新型墙体材料成为主流趋势。相关规定的出台致使建筑隔热涂料开始受到青睐。近年来国家为了引导我国节能涂料市场健康地发展，出台了一系列政策和法规，在政策支持下，节能涂料行业的发展将更加迅速。
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为了推行节能建筑，建设部从2006年起全面推行节能建筑认证体系，广州被建设部列为节能试点城市。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产业进行新的洗牌，年销售额或产值在500万元以下的涂料企业将关闭或转产，建筑涂料不到500t、工业涂料不足100t、特种涂料在60t以下的涂料企业不得开工建设。经过政策的引导和市场的竞争，我国上万家涂料企业最终将减少到5000家左右。厦门市已经被国家建设部确定为南方建筑节能综合试点示范城市，今后房屋建筑将强制执行节能标准。建筑节能涂料巨大的市场商机，已经引来了国外的涂料巨头.2006年3月23日，澳大利亚著名环保型节能涂料巨头澳得利正式宣布进军中国市场。澳得利全新节能涂料不仅能降低建筑整体成本，而且能使室内温度降低12-15℃，减少能耗达61%，具有极佳的节能、隔热、保温、防水、防腐和阻燃等效果。目前L 国际十大涂料巨头都已在我国开辟了市场。

一个城市给人印象最深的是矗立于主干道两侧高耸的风格色彩多样的建筑物, 有高层商务楼、多层住宅、中高层企事业单位的自有建筑物, 它们构成都市美丽的风景, 反映了一个城市的文明程度。城市的外衣是建筑物, 而建筑物的外衣是装饰色彩各异的外墙。说到建筑物外墙, 它不但对建筑物内部结构起到保护作用, 而且在外墙上采用不同的覆盖表层, 还起到美观、装饰建筑物外观的效果。据报道, 在欧美发达国家高层建筑采用高级外墙涂料装饰已高达90%, 在日本亦已达到80%以上, 在东南亚、新加坡、马来西亚等国, 高层建筑外墙必须采用涂料装饰已用法律形式固定下来。在我国, 建筑涂料已进入前所未有简黄金发展时期, 国家宏观政策、地方法规的出台, 都为建筑涂料的发展创造了极为有利的条件, 新产品、新技术不断涌现, 建筑涂料的发展前景十分广阔。近几年外墙建筑涂料异军突起, 用外墙涂料装修的各类建筑物比比皆是, 但随之暴露出的工程质量问题也日渐增多。" s3 A! v% O1 W8 h, }3 x

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一、外墙涂料种类9 }" {' p* C7 |. a
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外墙建筑涂料产品主要有两大类别:一是水性外墙涂料, 一是溶剂型外墙涂料。. E4 T+ m/ n$ R$ [
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水性外墙涂料是以水为溶剂, 无毒、无味、不燃, 属绿色环保产品,是建筑涂料的发展方向。可分为: 合成树脂乳液类( 苯丙、纯丙、有机硅改性丙烯酸、水性聚氨酶等各类薄质涂料及厚质涂料) : 无机高分子建筑涂料( 硅酸盐、硅溶胶为基料配制的各种无机高分子涂料) : 有机无机复合涂料( 合成树脂乳液与硅溶胶为基料配制的涂料) 。
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溶剂型外墙涂料大多以芳香烃作溶剂, voC 含量较高, 不利于环保, 但该类涂料具有硬度高、涂膜丰满、施工不受季节限制等特点。
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. @( p( a& U  Z  ?* m1 Y$ T6 w% g近年来出现了低毒溶剂型涂料, 以脂及烃或其它低毒溶剂代替芳香烃溶剂, 减少了污染, 又保持了原有性能, 有较好的发展前途。可分为: 丙烯酸类、低毒型丙烯酸类: 聚氨酯类、丙烯酸聚氨酯类; 有机硅丙烯酸树脂类; 氟碳树脂类。
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) E6 W3 z2 ~; C二、外墙建筑涂料的选择( P% n! [* e, |$ p, Q
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外墙涂料不比内墙涂料, 后者可以每年重新涂装, 作为外墙是不可能的。因此外墙涂料的选择需要慎重。外墙涂料要满足建筑涂料饰面的要求, 必须向高性能发展, 即要有好的耐候性、耐沾污性及保色性才能在激烈的竞争中立于不败之地。在选择涂料进行外墙面装修时要分清建筑物的类型, 是多层还是高层、是新楼还是旧楼改造、维修期限的时间要求等。0 {9 d9 n$ T1 O4 K) ~

6 M5 a( g7 p' `/ u7 u4 ?: w$ ~1.我国地域辽阔, 气候条件复杂, 各地气候差异较大。必须考虑当地的气候条件, 如日照、风雨、温湿度及气候质量等。临海城市的建筑物要重点选择耐盐雾性好的涂料: 在酸雨污染的地区, 应选择具有耐酸雨性质的外墙涂料; 南方多雨地区应选择防霉、防藻性能好的外墙涂料。) a9 M: {( A+ x! c# K& T: x2 H

3 V# B0 V1 Y3 J0 h2.选择外墙涂料应能适应施工环境条件, 如气温低于5℃, 不宜使用乳液涂料, 否则涂层成膜不好, 易出现开裂、脱落等问题。如在较低温度施工, 应选择溶剂型涂料。$ u( A, M* z5 A7 |0 r" S5 h4 q
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3.适用于住宅、公共建筑、工业建筑和其他构筑物( 如立交桥、两架桥等) 等各类装修工程的涂料, 可选用丙烯酸共聚乳液薄质外墙涂料( 含苯丙、纯丙烯酸乳液外墙涂料、有机硅丙烯酸乳液薄质外墙涂料、水性聚氨酯外墙涂料) 。$ L- y4 \' ^+ [- `( \

3 Z7 P: Q0 S$ L: S7 R* y2 s8 k; h( O4.适用于住宅、公共建筑和工业建筑等各类装修工程的涂料, 可选用丙烯酸共聚乳液厚质外墙涂料( 含复层、砂壁状等外墙涂料) 。
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5 j% Q/ u5 ]* v5.适用于高层住宅、公共建筑、工业建筑和构筑物各类装修工程,可选用低毒溶剂型丙烯酸外墙涂料、溶剂型丙烯酸聚氨酯外墙涂料。4 o2 i; {+ A6 B; N

8 Y6 X& \- U( d6.适用于高层住宅、公共建筑、工业建筑和构筑物中抗沾污性及耐候性要求高的各类装修工程, 可选用溶剂型有机硅改性丙烯酸树脂外墙涂料、溶剂型氟碳树脂外墙涂料。
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2 q: b# D6 b/ A4 z7.在外墙涂料饰面装修中, 严禁使用聚乙烯醇缩甲醛及其同类性能的涂料、聚醋酸乙烯均聚物乳液类( 含EvA 乳液) 涂料、氯乙烯一偏氯乙烯共聚乳液外墙涂料。
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三、外墙涂料的质量通病及原因" t' D) T& ?6 U/ D7 i9 U

+ k( j! J( O$ W5 O( k& N& N外墙的质量通病主要有外墙块料面层、涂料基层的裂缝、粉化、脱落、退色、渗漏, 使用年限短等一系列的质量问题。外墙涂饰材料基层和面层的龟裂以及其他一系列的质量问题的形成主要有以下几个方面的原因:( n# z; S3 e8 z4 k1 _1 Q; O3 `

; E0 X) J+ `  J8 W" V  i1.基层、面层所用材料本身原因: 选用的原材料质量不合格。例如, 材料的空隙率比较大, 容易含水, 属于亲水性材料, 抗渗、抗冻性能差, 导致外墙基面层材料的强度降低、体积膨胀, 不能抵抗大气的风化。降低了外墙材料使用的耐久性。2 Y# @  G7 ]5 c; o+ }' q
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2.施工原因: 外墙在施工时, 新墙体或基层水份未干透, 就立即覆盖涂饰, 待基层风干时, 产生收缩缝隙, 或是外墙施工基层抹灰厚薄不均, 产生不均匀收缩, 贴块料有空鼓, 缝隙未填实, 施工形成空洞等, 例如: 泛水、雨蓬、以及门窗临边处未做防水处理等因施工问题造成的外墙质量通病, 是不可忽视的原因。% m& ]3 Y1 |3 B' R1 `

* G) g- G! \5 w$ \0 u7 ?! j3.环境因素的原因: 外墙材料在使用过程中, 长期受到自然因素和使用因素的破坏。天然的石材、陶瓷砂浆与砼都属于亲水性材料, 长期暴露在外, 受到空气中潮湿水份和有害物质的物理与化学作用。
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4.使用因素的原因: 人为的机械作用, 同样对外墙造成伤害。例如: 在外墙表面凿洞、打孔安装空调, 在门窗临边安装防盗铁栅金属网, 在外墙与屋顶墙上安装广告牌等。防水处理不好, 会渗漏; 对金属的保护不好产生锈蚀, 污染了外墙表面, 造成人为的侵害。5 B3 H+ B! E* d

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四、外墙涂料的通病防治措施
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' n/ v- R. a2 D6 w' I3 {3 [6 A9 }1.基层表面: 如有裂缝、缺棱、掉角、疏松等现象应进行修补处理,以保证基层表面的坚实、牢固。
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2.基层含水率应符合施工规范要求, 一般水性涂料含水率<10%,溶剂型涂料<8%。根据经验水泥砂浆夏天养护一般14 天, 冬天28 天基本可达到此要求。含水率要求在实际施工中是十分重要的, 凡是因为抢工期而没有足够养护期的工程, 涂料饰面易出现发花、脱落等弊病。
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/ V+ w3 @8 t0 L) i3 ~3.封底处理不论是薄质还是厚质外墙涂料, 特别是水性外墙涂料, 一般均需进行封底处理。根据基材的具体情况选择不同类型的封闭底漆。封闭底漆有水性和溶剂型的, 有一般封闭底漆, 有抗碱封闭底漆, 其作用主要是避免因墙体过于干燥而大量吸附涂料中的液体部分, 造成附着力差进而脱落及由于基材吸收涂料不均而引起发花等弊病。封闭底漆的另一个作用是增加基材的强度, 从而增加与涂料的附着力。对于碱性大的基材, 必须采用抗碱封闭底漆以防止基材的碱性物质析出, 造成涂料饰面泛白、发花等。# }6 O8 n9 _; n! Z. B1 ^) w3 {4 p
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4.大面积墙面应根据设计要求划格作业, 做分隔线处理的分隔条必须选用硬质、挺拔的材料完成, 否则会因划格条的质量差直接影响基层面质量, 达不到预期装饰效果。2 o  M& U: |! ]5 Y! [# k

- a  u: a" a9 k( W3 k5.建筑包墙的涂装施工应自上而下进行, 这样可避免在涂装时可能发生的涂料液滴沾污下层己涂刷完毕的墙面上, 保持涂料饰面均匀、整洁。
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6.对于旧墙面进行涂料饰面的维修及改造时, 应对旧墙面的基底进行不同处理。应铲除浮灰及已粉化的涂层或已松动的基材, 需要对旧墙面进行清洗, 以免影响新涂料的附着力, 最好是清除疏松的旧装饰层后, 进行界面处理。+ |5 K) i/ {/ c& D! ?
7.及时做好已遭到侵蚀破坏外墙表面的保护修复工作。采用先进的材料进行保护处理。# D# @: \6 q+ n. B) k8 O0 ]
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总之, 对外墙涂饰质量通病的防治, 虽然困难比较大、比较多, 相信随着科学技术的发展, 经济条件的成熟, 人们环境意识的加强, 建筑物外墙装饰的质量问题会很快得到重视, 并且在政府和更多有识人士的支持下, 会有更多很好的解决方法。

摘　要　采用水性有机硅树脂和无机硅酸钠溶液共混改性后而制备的黏结剂为基料,以缩合磷酸铝为反应固化剂,通过添加空心陶瓷微珠和金属铝粉等功能性填料,制得耐600 ℃高温、隔热保温效果显著的隔热涂料。5 y3 _. r' i0 b% _2 w) c% }0 N
关键词　耐高温;隔热保温;隔热涂料
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1 　前言8 W  U3 _. m( s, Q+ R& |
随着我国工业生产步伐的加快和城镇集中供热工程的发展,特别是热电联供产业的迅速发展,高温管道工程的建设将进入了一个新的发展阶段。为实现节能减排目标,高温管道保温工程将朝着降低成本、延长寿命、提高节能效率等目标推进,具体保温应用技术向高效、薄层、隔热防水外护一体化的方向发展。
* [8 Q! _! |. ^目前大量应用的130 ℃以下的热水及低压蒸汽管道一般采用聚氨酯泡沫保温加高密度聚乙烯夹克结构; 而130 ℃以上的高温管道多数采用无机与有机相结合或纯无机的复合保温结构,如微孔硅酸钙与聚氨酯泡沫的复合;玻璃棉或岩棉与聚氨酯泡沫的复合;硬质硅酸盐复合绝热管壳与聚氨酯泡沫的复合;玻璃棉或岩棉与空气层结构的复合等。这些传统的高温管道隔热保温措施存在着保温层厚、接缝过多、附着力差防水性不好等缺点。以改性无机黏结剂为基料,采用抗热性强的空心陶瓷微珠和金属铝粉作主导填料,利用缩合磷酸铝为反应固化促进剂,研制而成的耐高温隔热保温涂料,应用于各种工业高温管道表面,在高温热环境中,由轻质、中空、疏松的陶瓷微珠多级组合和金属铝粉形成的无机涂膜,利用其热导率极低的空气微孔层和反射层来阻隔热能传递,有效抑制辐射传热和对流传热,从而达到降低涂覆表面的热平衡温度,隔热保温效果显著。$ ^( @* x9 w; H; u- ~
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2 　实验部分; L: T% [- O5 d0 j/ D! ^( c* V
211 　主要原料
0 ?1 [' q' Q' }$ {" b8 t⑴硅酸钠:山东东岳化工有限公司;
6 [5 M! M3 h) c; Z: O7 N, v6 D  P⑵耐高温有机硅乳液:美国道康宁公司;- c; v# |% `; p
⑶环氧树脂乳液:无锡新材料发展有限公司;
8 F2 A6 ?( `% f⑷乙醇胺:河北海森化工有限公司;
- h' i0 W; A5 ^" N& {) P, g  L4 f⑸浓硫酸:市售工业品;8 G3 }( |2 e' W& u' ^% H
⑹乳化剂OP - 10 :市售工业品;
  l2 O2 G/ U6 H% Y; p, {3 s⑺空心陶瓷微珠:青岛大洋材料有限公司;+ G. V% Q$ U) c. w) Z. n
⑻缩合磷酸铝:湖北三特化工有限公司;
) @8 U9 E' p& H  J⑼高岭土:山西琚丰高岭土有限公司;
/ r$ q# Y6 H9 c# f1 X. ^⑽云母粉:安徽省滁州格锐矿业有限公司;8 {( Q$ [3 r( {& i; f8 f
⑾海泡石粉:河南方正粉体材料有限公司;
) F$ V/ P6 n: q# w3 ]" M$ T⑿铝粉:山西晋中金属粉体材料有限公司。
6 d. [# J9 T% C& U2. 2 　主要仪器设备9 L7 h& P/ J& }0 q3 d
三口烧瓶(1000mL) 、调温电热套(1000mL) 、JJ -1 型定时电动搅拌器、EFJ - 400 砂磨搅拌分散机、101FA - 00 型电热鼓风干燥箱、SX215 - 10 箱式电阻炉、AP - 800 激光测温仪、2”(51mm) 刷子等。2 A2 ?' K! b/ j7 n
2. 3 　耐高温隔热保温涂料的制备
& A$ y5 B" |  l0 R" u4 r$ Z21311 　无机改性黏结剂的配制' Q! B/ J6 J) R, m
硅酸钠∶水∶有机硅乳液:环氧树脂乳液:乳化剂0P - 10∶硫酸稀释液(10 %) :乙醇胺= 100∶30∶10∶3∶2∶3∶1 (质量) 。
; d# t- {3 v) k7 M% W# U, v按配方秤取硅酸钠和水放入三口烧瓶内,开动电动搅拌器,使其转速为3000 转/ 分,然后通电加温,当三口烧瓶内的料温达到90 ℃时,依次慢慢加入其余物料。加料完毕后恒温继续搅拌15 分钟,然后停止加热,冷却静置过滤,即得无机改性黏结剂。0 R: j# }2 e& O( ~+ D4 ]7 y
21312 　耐高温隔热保温涂料的配制
* m0 Z- G! e+ p& K: G0 D* A! Z改性无机黏结剂∶水∶高岭土∶云母粉∶海泡石粉∶空心陶瓷微珠∶铝粉= 500∶50∶80∶60∶100∶150∶20 (质量) 。
' n' e, Q8 G% e5 S. ?将原料按配比依次加入改性黏结剂、水、高岭土、云母粉、海泡石粉、铝粉混合后,用EFJ - 400 砂磨搅拌分散机高速分散研磨2h ,最后加入空心陶瓷微珠低速搅拌均匀,制得耐高温隔热保温涂料A 组分。B 组分为反应固化剂缩合磷酸铝。
. l7 L$ c4 \, v6 J+ ~4 g2. 4 　耐高温隔热保温涂膜的制备  f: h  e$ H/ R5 Z) i
取涂料A 组分96 克,B 组分4 克,混合搅拌均匀,调节合适的施工黏度,用2”(51mm) 刷子涂覆于130mm×80mm 的冷轧钢板上(钢板厚度为3mm ) ,室温凉干固化24h 后,测得涂膜厚度为1mm。6 o8 m# n) W  Z6 w  T; e
2. 5 　耐高温隔热保温涂膜的烧结固化
* E/ r" n  m7 r3 H施工好的涂膜,在室温下放置24h 进行预固化,然后放入101AF - 00 型电热鼓风干燥箱内进行烧结固化,烧结固化时升温要慢,加热要均匀。% X) b" ?$ |$ h* x  C, d2 [, S5 ?: M
固化条件为: 60 ℃ ,015h ; 80 ℃,115h ; 100 ℃,015h ; 150 ℃, 2h ,最后自然冷却至室温。
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3 　性能测试$ Z" a8 H$ I$ P& n9 l9 J3 W! ]1 X
3. 1 　涂膜基本性能
; }7 ?: g4 B1 b' p依据国家相关标准进行测试,结果见表1。
* d$ E) i+ {+ h2 z9 F' T表1 　涂膜性能指标3 X* i, V* ^" m$ O
项目检验结果测试标准) P' F) q' r7 i: @- ]
外观灰色粘稠体目测
' J8 N) m" N2 F8 ]固体含量% ≥50 GB1725 - 1979(89)  R' Q# E2 J/ W8 s2 q4 i' P8 R
干燥时间表干10min 实干4h GB/ T1728 - 19892 ?+ O) Z6 H+ e$ T
附着力2 级GB9286 - 1988
& C0 _- C3 s2 L3 h4 F耐冲击50cm GB/ T1732 - 1993
3 T' ?! e: m1 m$ C% p硬度(邵氏D) 70 GB/ T2411 - 1980
! |3 l# M( C% ]! p- {1 E4 j耐热性7 o* M. D5 ^* @! p
(600 ℃ ,10 h)
: N) j: W" }* m2 S无脱落、无起皮、7 ]4 V2 n2 g+ P8 X4 p
无开裂
+ t* P0 g2 ~' A' `$ GGB/ T1735 -
4 m. B* B7 g/ P2 B2 [# W1979 (89)
' v4 P2 P! Q9 @5 ?2 Y3 E耐水性
- G% J  j8 w& X9 N) [7 q(40 ℃ ,96h)5 e6 U0 K' M  B- P# C: ]3 k3 h
无脱落、无起皮、- a- B0 N& ~* D: d1 j  d: F1 [( R
无开裂- m# n! @4 ^* B" U6 Y" L; k# `
GB/ T1733 - 1993( G( H) J0 H0 }
耐盐雾(500h) 无脱落、无起皮、& N* a1 I8 j) A/ V
无开裂2 r: L* A: @7 O
GB/ T1771 - 1991
7 ~, s8 x+ {$ K7 x耐紫外光
& l; R: G: H+ D( a! h) z7 t9 c老化(400h) 无脱落、无开裂SY/ T0320 - 1998B
1 r& {" m; D8 A" F312 　涂膜隔热保温性能: N( s7 S- s9 ^5 ]/ G* Q
将涂有1mm 厚涂膜的钢板样品,涂层朝外放置于SX2 - 5 - 10 箱式电阻炉的炉膛口上,钢板正好封闭电阻炉的整个炉膛口,电阻炉通电加温后,在加热相同的时间内,记录电阻炉温度控制器显示的炉内温度与AP - 800 激光测温仪测得的涂层表面温度,, w; B* f0 r( |, P: q0 u: o+ `
二者温度作比较显示温差数值见表2。
! X( O- g* Q: `$ J; ]& q表2 　涂层表面与炉内在相同条件下测试的温度! ?- Q- e1 ~# f2 r! z
加热时间,min 0 15 20 30 40 50 60 70 80' G- ?% q% u# I/ }
炉内温度, ℃ 27 100 200 280 320 360 400 450 590+ C* V8 E* S1 `  X
钢板涂层温度, ℃ 26 35 62 87 99 117 142 164 216
. H! @+ [: I% i  U$ k  t注:测试时环境温度26 ℃。! O, t0 L5 r! m9 {# v

! \; X, I4 m% ]8 h: A4 　无机黏结剂的综合改性原理  s  e( v/ [9 n) I; [7 X
硅酸钠的成膜主体是胶体二氧化硅,在水溶液中水解成硅酸或与空气中的二氧化碳发生作用,形成硅酸并逐渐干燥而固化。其固化成膜机理如下:# c) t, @9 ?  _1 _* C5 V; A
Na20•nSi02 + (2n + 1) H20 →2NaOH + nSi (0H) 4
4 ], T6 Q3 |8 A) GNa20•nSi02 + 2nH20 + CO2 →Na2C03 + nSi (0H) 4) s+ [) v. C0 h1 v0 Q: ~
mSi (0H) 44 x3 `( K4 R9 L9 E
缩聚1 C9 u% m& e1 `( ^: u
[ Si (0H) 4 ]m
, s9 b) S1 F. w( F失水. \" q# ^/ ]1 k; I! d
mSi025 I6 K+ N2 c( W
从上述的成膜机理可以看出:由于涂膜中存在大量游离的钠离子和OH- 离子可以进入水中,所以钠水玻璃可以溶于水;形成的- Si - O - Si - 无机涂层当中,硅氧键的脆性大,因而涂膜易收缩干裂。为克服这些缺陷,可以通过以下的改性措施来提高涂2 O$ [) n% R4 b
膜的综合性能。
9 t$ Y# ^6 w8 D$ b5 c$ t4. 1 　硅酸钠的酸改性6 j) Y! a" q9 a- E) h1 O
由于硅酸钠溶液Na - 0 键与Si - 0 键对氢离子不稳定,引入无机酸可提高其模数,增大- Si - 0 - Si- 链的网状结构;同时加入有机助剂,用憎水基取代一部分硅酸钠溶液两端的钠离子,可促进硅酸钠溶液干燥成膜后耐水性的提高。加入硫酸,其固化反应如下:
. H% x; H3 k6 n6 c3 r: pNa20•nSi02 + mH20 + H2S04 →Na2S04 + nSi02•(m + 1) H20- {8 _& G# C0 W5 Y( c
412 　与耐高温有机树脂的复合使用
6 `9 J7 m( \4 a  G将耐高温有机树脂与硅酸钠无机基料复合使用,有机树脂可以填充在- Si - 0 - Si - 网状结构的间隙中,既可以屏蔽残存的羟基,减少涂膜对水的敏感性;又可以有机物较好的弹性弥补硅氧键的韧性不足,提高涂膜抗干裂性能。而硅氧键在有机高分
0 m  e. @' H/ {/ u4 X子中形成了一个硬度较高的网状结构,这又增加了有机膜的强度和耐温性,二者相辅相成,形成性能优异的复合涂膜。
, |/ q7 n9 S6 i2 A4. 3 　反应固化剂的应用& x1 C' S+ m& {
反应固化剂缩合磷酸铝在涂料中缓慢水解,释放出氢离子,氢离子与硅酸钠溶液反应,使其析出胶体二氧化硅,胶体二氧化硅自行缩合形成以- Si - 0- Si - 为主链的无机网状薄膜,磷酸根则与金属铝离子、钠离子等反应形成不溶水的复盐。其固化反
& n# I( ~, m8 G: i  {应过程如下:
, ~8 H7 w8 o) o: J  G3Na2O•nSiO2 + Al (PO3) 3 (0H) 2 + (6n + 3) H2O →8 c, h# _; f- z9 s
3nSi (OH) 4 + 2Na3 (PO3) 3 (OH) 2 + 2Al (OH) 3 →' ]1 j6 y, `! f: Y& S# o
Al (PO3) (OH) 2•Na3 (PO3) 3 (OH) 2
1 k2 u- w6 T) M5 Z8 C( t4 h3 {7 Q& H$ O4 C, G4 U+ x
5 　分析讨论$ l( Z# H. |1 ^. M
5. 1 　涂膜基本性能分析
- _' T; l6 A# q: H6 g5 u由表1 可知:采用了改性无机黏结剂,涂料的各项性能指标均得到了很大提高。无机型涂料一般表现出涂膜性脆易开裂、耐水性不好、柔韧性差等缺点,通过对基料的综合改性和引入了耐高温有机树脂的复合应用,无机有机优势互补,既保证了耐高温
8 J8 Q1 S6 R; ~" q3 f1 b性能优异的突出特点,又提高了涂料的附着力、耐水性、柔韧性等综合性能。7 n% T& }) q5 j+ a4 {% J
5. 2 　硅酸钠和有机树脂复配的稳定性
4 R$ Y" z0 F  K6 W. r% N硅酸钠溶液和有机高分子树脂乳液均属胶体溶液,选用复配混合时二者必须电性能一致方能保证体系的稳定。如果乳液所带电荷与硅酸钠溶液不一致,就会出现硅溶胶的凝胶化和破乳。( B; P3 A9 z$ b' U
实验结果表明:耐高温有机硅树脂乳液和水性环氧树脂乳液与硅酸钠溶液的电性能一致,混合体系稳定性良好,制备的涂料样品在常温条件下贮存了18 个月未见异常,涂料具有长期的贮存稳定性。( A5 [3 @; n8 z$ S0 p% X( p0 H& o
5. 3 　涂料填料的选择性
( M0 G4 ^/ ^# P) @耐高温隔热保温涂料在高温环境中保持优异的耐温性,其骨架填料的作用功不可没。骨架填料对无机基料的耐温性起着补强作用。因此,骨架填料必须选择无机惰性、耐温性高的增强材料。以它们的稳定性保持有效的骨架成分,而且长时间保持高效的隔热性。同时,骨架填料还可降低黏结剂固化时的收缩率,防止气泡及裂纹产生,使涂层强度提高。另一方面,填料选择不当会造成涂料体系的不稳定。属于这类填料的有氧化锌、轻质碳酸钙等。这是因为这些活性填料中的游离金属离子具有导致某些阴离子乳化剂的乳液破乳胶凝的可能性,所以应对填料精心试验,选择使用。
- ~2 r+ a+ Y( \514 　涂料隔热保温性能分析
6 E+ `( E  B  k) z; J( W1 E众所周知,热传递主要有三种形式:传导传热,对流传热及辐射传热。特别是在较高温度下,随着受热分子动能的增大,以电磁波的形式向四周辐射能量的能力增强,温度越高,辐射能力越强。辐射出来的能量与绝对温度的四次方成正比,所以在高温
7 j# c( ~: v# {+ F4 i% S! R环境中热辐射成为传热的重要形式。
5 r( b- }: Y/ b: V由于在耐高温隔热保温涂料中选用了空心陶瓷微珠和金属铝粉配套应用,细微的铝粉在涂层中形成金属反射层,提高了涂层的热反射率;空心陶瓷微珠多级组合形成的低导热率的静止空气层。通过涂层的反射层对热能辐射的反射作用和静止空气层对3 s+ ]$ N8 P- A% v8 \4 ]' H
辐射和对流传热的有效抑制,使绝大部分的辐射热能被反射阻隔,等于有效地提高了高温条件下涂层的总热阻。由表2 可知,随着电阻炉温度的升高,炉内温度与钢板涂层表面温度之间始终保持一定的温度差,说明涂层的隔热保温效果显著。
! I" R  g2 P1 s1 S# ^) L9 ], ?) P& j! M1 X+ M
6 　结语7 l5 l+ I5 E+ _
采用水性有机硅树脂和无机硅酸钠溶液共混改性后而制备的黏结剂为基料,以缩合磷酸铝为反应固化剂,通过添加空心陶瓷微珠和金属铝粉等功能填料而制得的耐高温隔热保温涂料,涂覆于3mm 厚的冷轧钢板上形成1mm 厚的涂层,在600 ℃温度下
# l1 d+ @6 f5 k+ y! u工作10h ,涂膜不鼓泡、不开裂、附着力强、硬度高、耐水性好,隔热保温效果显著。可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、矿山、船舶、食品加工、军事等行业
& s3 j5 V& B; g$ a的高温场所,如烟囱、管道、炉窑、石油裂解装置、武器装备等,极具市场开发潜力。

一 流挂产生原因
% S! @( Y  q6 V, H" o: q6 c' B1．一次涂膜太厚，超过涂料一次成膜的厚度
) B5 a8 i4 r$ S( T4 l" C2．涂料黏度太低
% {. K& t- _+ z9 F3 \1 _. R3．施工中加入太多的稀释剂
& K9 b1 m; E" U4．施工中加入不配套的稀释剂
2 G7 e: ~4 g6 S3 r* j2 e5．被涂物的棱角和凹槽处施工时积聚的涂料太多
2 A+ i/ t+ R* O# C6．涂装设备调节不当，喷枪移动时与被涂物面的距离不恒定
& s. x5 [  M: r7．固化工艺不当7 i/ v$ l5 |/ R2 w
改进方法
+ s! z* D) A! d, Y* G1．按涂料说明书规定的一次成膜厚度施工2 `# P1 @: v2 f2 l
2．重新调配涂料黏度5 _5 e# c$ G& Q: G
3．使用配套的稀释剂8 r4 U$ D& M1 Y' e4 E- X, D! d
4．施工中被涂物面的棱角和凹槽处不得积聚过多涂料/ c! M! E- u9 h
5．调整涂料喷出量、喷枪距离、喷枪移动速度  `) _/ e& t8 P/ w
6．制定最佳固化工艺* {6 ~# f9 L+ y; _
/ Q9 t; o1 f. ]! W! I* ^+ ?
二 针空产生原因：
- w* C3 L$ h# n' S1．喷涂压力太大、喷嘴口径太小、喷涂距离太远
, |* }- W0 q& D" K0 O; B# W2．施工环境高温、高湿度* d, c5 X% S( \2 E+ b# J* w  V
3．涂料施工黏度大
/ x! @5 I! z; j& [$ _- M; C4．涂料调配搅拌后熟化时间太短; j' s3 v: k9 y' x  q' R
5．稀释剂不配套，挥发速度太快9 n; f9 R0 j- \5 a( f9 T9 {
6．涂料、压缩空气含有水分和油分
1 S! g) w& V; t7．涂层太厚
1 c, j! I+ z0 C" [+ y9 T8．涂层未指干就进行加热固化，加热固化速度大快6 H3 E' [7 W, `
改进方法
2 w- u6 u, f9 b  B: t' ?1．调整喷涂机的喷涂压力、更换涂料喷嘴、选好喷涂距离9 o1 R' t; D2 B5 B7 T
2．施工环境温度高于30℃、相对湿度大于80％时不适宜进行喷涂施工
. S& _; j3 h& F; X. ^+ Q2 V3．调整涂料施工黏度
1 @! R/ A/ h( k. C- n% Z4．按涂料配制方法调配涂料，熟化时间以0.5h 左右为宜
( y2 m' B  B& b6 `2 m9 E4 B8 l5．选用与涂料配套的稀释剂
% i1 B2 {1 I: L; ]1 l6．施工前除去涂料中的水分，压缩空气经油水分离器后再使用- @1 w. X' o5 `4 E" i) E
7．控制施工涂层厚度/ o) G6 r# H  j; O0 x
8．涂层指干后再进行加热固化操作，按加热固化工艺控制升温速度3 c: i9 f& C0 U* v+ Q/ g0 G
  X! t& n. l9 c+ C& R' x
三  刷痕产生原因：
4 H5 h( G; ^. n# A4 x4 Y; T1．涂料黏度太高
/ W3 Z% {+ o& x& @& U2．毛刷太硬、刷毛不齐
) r2 d& A* R6 ]6 j' m, u/ S9 H6 O) s0 I/ z3．操作人员技术不熟练6 K+ u- `9 M7 G2 Y" K, |- p0 k3 O
改进方法：
, b" C8 _/ S6 H: d+ z1．调节涂料黏度; A% X* x5 i6 u8 ?( R
2．选用刷毛整齐和较软的漆刷来施工，漆刷用后应妥善维护和保管
7 D! |4 ^  ]+ l' S" n/ N$ ?3．提高操作技术水平; E% g/ h# J9 t

- c" U$ I. q# C" P' B4 F. l四  桔皮产生原因：
9 |; B; t- |& B+ e1．喷涂压力太大，喷嘴口径太小，涂料施工黏度太大3 U# h) c' g3 X5 q4 v# ?
2．施工作业环境气温太高、风速太快
2 I% o% l- l* s: I) V7 s3．稀释剂不配套，挥发速度太快
4 P8 f; P- e* C& H: S& `+ L/ t6 Y4．涂层厚度太薄
) |/ E& z3 t7 {' |3 F改进方法：
) Y  y8 G1 O! w- x5 D* H1．调整喷涂机的喷涂压力、涂料喷出量、涂料施工黏度、喷枪距离，移动速度7 f# `, ^  `5 U( v" ~5 G$ G/ z1 ]
2．适当控制、调节施工环境8 _0 \7 l7 o2 I" r1 S" Y
3．选用与涂料配套的稀释剂& E" R; I# {( m4 H6 n3 m
4．调整涂料喷出量
/ S- q; x- b& f) n/ m, y3 k& g5 P8 S, m4 V( Q# ^, o6 ^1 r
五  起皱原因：# S! l& L/ I% b, q
1．徐料施工黏度太大、涂层一次成膜太厚6 ]- R1 K5 A- g& F# ]
2．底涂层与面涂层不配套- o: g1 b9 t  o% F
3．施工后涂层受日光暴晒、接触酸性物体
0 `6 `4 w! B6 k1 v( Y4 T# h4．加热固化升温太快8 a' l7 Y6 Q2 y# X( \
5．涂料质量不好3 J2 W$ j+ F6 i  a" x) o
改进方法
/ a3 Y5 p% N$ p1 n. \, p, i1 w1．调整涂料施工黏度和成膜厚度+ Y; d# Z7 X7 C
2．选用配套的底、面涂料1 O6 a6 V" J4 C0 P) U2 F& r2 n: x
3．选用适当的施工环境
+ k7 z0 |9 i9 W/ P8 \* n: e4．按加热固化工艺控制升温速度- K0 P# a4 U8 {9 ?* z- W; ^
5．选用质量好的涂料2 S! B" x0 U; Z, m8 G, U

& }: O3 i5 H. x六 咬底产生原因
5 s, E) K: A& a1．在油脂涂料或醇酸树脂涂料上涂装含有强溶剂的涂料
( ^3 G" a+ u1 V) R2．在过氯乙烯涂层未干之前涂第二遍涂料
3 u5 ~8 Z2 _3 o改进方法
! u/ M% U0 V* k1．选用配套的底、面涂料, u9 D; E  \5 p, ~. y  I
2．在第一道涂料完全干透后再涂第二道涂料
3 E, s3 L9 G6 l* ^3．等醇酸树脂涂料完全干透后再涂面涂料4 Y' |& Q: ?* Y- S7 N4 W

; ^( ]3 ]1 {- o& c% r七 泛白产生原因
2 g  C8 n# k. D8 `5 E9 `' j2 x1．涂料中含有水分，涂料施工时带入水分8 L8 J+ o4 J3 N
2．施工作业环境湿度大) T# C( d5 |/ c; w6 P, e( Q; l
改进方法
5 C7 b6 N+ X; M. P  E8 `1．施工前除去涂料中的水分，压缩空气经过油水分离器后再使用% Y4 h3 i8 ^! B- C+ ?) ^
2．选择适当的施工作业环境，相对湿度大于80％时不宜施工；在涂料' q6 b+ D, S1 b1 c
中填加缓凝剂(防白剂)或丁醇类憎水剂, R) y0 f) ?% z+ b1 G" ^

7 i0 T: h1 U9 w: x八 气泡产生原因. z& {) M' Q0 N# x
1．被涂物表面潮湿、不干净
% a1 _+ B# N) w) K' W9 b2．稀释剂不配套，挥发速度太快
& w: Q: B' m0 e8 q; \3．涂料配制熟化时间不够  ^2 y) a- A8 V' C% Q, \
改进方法
7 ?/ e& }% L0 ~/ E1．被涂物表面应处理干净、干燥
/ a2 I+ Z8 ~* f2 v. v, T# J9 V2．选用与涂料配套的稀释剂( t& u1 C1 g, k$ m& M0 h& T% T
3．按涂料配制方法调配涂料，熟化时间以0.5 h 左右为宜/ ^$ t( |9 `/ H; x: H

1 K* M9 P5 h( W/ W( q九 开裂产生原因0 C) h8 j0 t% z: v% t
1．头道涂料未完全干透就涂装第二道涂料
1 x+ D! }4 c& @- p. d3 w2．涂层各层的硬度、弹性不配套" R+ K2 b8 _5 [0 n! u
改进方法
' {9 \" a2 `6 B7 C0 A( \1．应在头道涂料干透后再涂第二道涂料9 I) x6 W5 h5 A# ~6 x* q! T
2．选用合理的涂层结构，以底涂层硬度最大，中间涂层次之，面涂层
( s3 \; v$ f( p' Z硬度最低．弹性最好为宜
, F* P' \  V2 `4 m, D" S9 e1 G9 y: d% z2 z* s9 K: Q9 O
十  剥落产生原因
, ~5 K% U8 a) T8 C: g' N1．未预处理好被涂物，表面沾污油脂或有严重锈蚀
$ {& G* V- L( x0 k! }5 O2．底涂料与基体或涂层层间不配套
3 s) @9 r% O& T: M* ~1 s改进方法: V. l3 g4 z% y' B! g, N8 K8 I7 f
1．做好被涂物面的预处理$ p( @) r9 K" H  V' b7 Z
2．选用合理的涂层设计，底涂料应与基体配套，涂层间应配套

目数    粒度     目数    粒度    目数    粒度 ! w7 l3 h! z' `( o/ L2 Q7 e% t
  5         3900          140        104        1300         11     ! w4 F+ S& \8 w' H0 t
   10         2000          170         89        1600         10
0 m, w& ^6 |+ _' W7 L+ l   16         1190          200         74        1800          8
1 x' q# I) f9 s# r; |, L) t   20         840           230         61        2000         6.51 @4 \" T/ V; n: P$ c
   25         710           270         53        2500         5.5
6 ~& v$ l# [9 d9 D9 D1 }% D) d   30         590           325         44        3000          5+ T( h, ^5 N( G
   35         500           400         38        3500         4.5   v1 a3 r# k* x$ w. Y8 L
   45         350           460         30        4000         3.48 B) G) |* ]" d" b# p. D
   50         297           540         26        5000         2.7
( m) r8 M; x5 }' }. w0 M+ ^6 }   60         250           650         21        6000         2.5& S- K  y. R2 X7 a! M9 W+ x
   80         178           800         19        7000        1.25
& k9 c( P$ S. A3 l; l  {   100        150           900         15
' g4 r/ ~# f% a3 Y) k   120        124           1100        13

1.基本配方:! _0 Q% a1 _, I
   粉体 30   乳液 40  分散 0.5  润湿 0.1  杀菌 0.29 {+ p+ Q: ^6 j' A0 h. O* m6 @/ O. Q
   消泡 0.2    纤维素(3万) 0.2   碱增稠 0.4   水 30   成膜 1.8
5 M8 c, D1 v& Q0 x& R3 I2. 黏度:
, X8 x4 m! Y1 n" C: g. }3 X     硅灰石  >  重钙  >  硫酸钡  >  重晶石$ j4 v# T# o9 `
3.手感:
8 a4 a, E* \+ r8 ~/ L     重晶石  >  重钙  >  硫酸钡  >  硅灰石  9 W" b+ a% Z5 z5 p5 Q& J3 W% G
4. 透明度:0 n% T# s0 m) i/ Z( H5 u
     重晶石  >  硫酸钡  >  重钙  >  硅灰石
9 I" o& s6 _# J& _" k" |5. 对比率:
+ f* D6 E& U) e( O4 S* f. t7 Z   重晶石 6.2%    硫酸钡 8.8%    重钙 11.6%     硅灰石 18%
2 w7 `3 |( n: Q9 w: M6. 吸水性:7 @8 B$ R& q4 g4 [( \, S6 E3 v
     硅灰石  <  重钙  <  重晶石  <   硫酸钡  
1 l9 ^7 c* ?  m" c3 o$ U7.粉体的目数:
* W: T& i& i0 L% e* }" t: @   粉体的数目是1250目.

摘　要:文章主要介绍了以丙烯酸、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为单体,以反应型乳化剂,采用乳液聚合,制得一种水性涂料用缔合型增稠剂。考察了丙烯酸、丙烯酸辛酯单体含量、乳化剂用量对乳液增稠性能的影响及对乳胶漆粘度的影响。8 F1 K1 b0 q$ g$ o" L
关键词:乳液;缔合型增稠剂;丙烯酸辛酯;乳胶漆8 _7 l; e1 ?1 r3 {
　随着我国建筑业的日益发展和全民环保意识的增强,具有无有机溶剂,火灾危险小;易施工,施工现场易清理等优点的高性能、低污染的水性涂料将是我国建筑涂料的发展方向。乳胶漆是以水为分散介质的一种水性体系,通常粘度较低。不易于施工,也易造成颜料、填料的沉降,因此,常需加入一定量的增稠剂,以利于乳胶漆的贮存稳定性及施工性能的发挥[ 1 ] 。目前市场上的增稠剂种类繁多,其中最主要的有:粘土、改性纤维素及其衍生物,碱溶胀性聚丙烯酸酯类,缔合增稠剂类。与传统的增稠剂相比,缔合型增稠剂以其优异的流变性能使涂料在施工中表现出涂膜丰满、防止流挂、流平性好等特点[2 ] 。在合成增稠剂中,丙烯酸及其低烷基酯的乳液共聚物是一类高效增稠剂[3 ] 。由于这类增稠剂具有自身粘度低、增稠能力强、稳定性好不易长霉等特点,目前在国外已广泛用于水基粘合剂和水性涂料、皮革及纸加工等工业部门,并能代替天然纤维增稠剂已成为水性涂料中不可缺少的添加剂[4 ] 。9 d. S% X* ^0 k" @

! V( W) I5 ?: v5 a' \+ @6 ^1 　实验部分/ s! h2 G# E# x5 l+ J
1. 1 　主要原料
  B: l" T' P* v4 x6 M丙烯酸(分析纯,津市化学试剂二厂) ;丙烯酸辛酯(自制) ;CO - 458 (工业品,深圳) ;丙烯酸丁酯(分析纯,津市化学试剂二厂) ;甲基丙烯酸甲酯(分析纯,津市化学试剂二厂) ;过硫酸铵(分析纯,西安化学试剂厂) ; 氨水(分析纯, 荥阳市黄河化工厂) ;AMPS(工业品,美国) ;
. d7 [* B8 c5 Q( G1 V' H3 W* D1. 2 　增稠剂的合成& o2 F& T! {) @& `4 p7 u
将一定质量的丙烯酸丁酯;甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯混合, 加入单体质量0. 5 %的乳化剂AMPS、CO - 458 , 并加入一定质量的水,混合后配制成预乳化液。在装有电动搅拌器、回流冷凝器、温度计及滴液漏斗的250mL 四口烧瓶中,依次加入去离子水、CO- 458 ,NaHCO3 ,开动搅拌,升温至85 ℃,分别同时滴加引发剂过硫酸铵和预乳化液。保持在80 -85 ℃,继续反应1 滴加2h , 升温至90 ℃再反应1 小时,降温至45 ℃,过滤出料。7 u: s* p( \% M# F$ o
1. 3 　产品主要技术指标4 J- O  `& x) X2 t' Y% o
外观为带蓝色荧光的白色乳液; 含固量为40 %;粘度为0. 02 - 0. 05Pa •s (25 ℃) ;p H 值为4- 5 ;稳定性表现为贮存半年无沉淀,分层。
; f9 M% s. N! ?7 W0 E4 _$ {1. 4 　乳胶漆的配制
$ R% `7 T2 j8 `2 ^) S按一般制漆方法配制测试用乳胶漆,配制成固体分为50 %的漆样。[5 ] 配料及用量见表1 。& \4 K7 p7 R" Y3 K. W. G5 E, F" Q
表1 　配料及用量0 L+ m& V5 t* W0 S7 \
原料用量(克)     原料用量(克)        原料用量(克)        原料用量(克)
% g( A: v, x4 r( C" `7 U% iTiO2 16. 0       防腐剂0. 05          消泡剂0. 3          AMP - 95 0. 1
# h+ U/ w! S4 M: h5 q6 e高岭土6. 5      润湿剂0. 1           分散剂0. 5          成膜助剂1. 0
3 r4 ?1 R) L4 L. VCaCO3 9. 5       苯丙乳液32. 0        丙二醇2. 0           水32. 0/ G+ b2 {* n9 f# r4 `- o) C
) y5 R  ^7 l; h5 R4 Z- \; e6 @
2 　增稠剂的表征和测定
5 Q1 l0 |& x1 w+ s% W6 W3 r0 r0 B2. 1 　增稠剂红外光谱表征
- |1 f; W* G* F& J3 m将产品至于真空烘箱中70 ℃,真空干燥,采用Nicolet AVA TAR 360 FT - IR 红外光谱仪对聚合物进行红外表征。
6 A4 h% L- l& }8 h2. 2 　增稠剂分子量的测定  i3 u6 v4 b' f( k
将产品至于真空烘箱中70 ℃,真空干燥采用美国Waters 150C 型GPC 仪。测试条件:溶剂四氢呋喃,流速:1. 0ml/ min ,温度:25 ℃。
& J3 t2 C8 x8 H, Z* {, T' F2. 3 　增稠能力及流变性能测定' e# Z9 Q: X0 s# [- y% d5 B$ C
准确称取苯丙乳液3g ,加入197g 蒸馏水,在搅  拌下滴入3 - 4 滴氨水,充分搅散即成1. 5 %白浆。用NDJ 1 型旋转粘度计4 号转子在6rmin 转速下测定其粘度。
. w6 p( e$ N0 g  `; a1 s+ V* U( s! u7 ^" o# F8 {3 g3 c- W2 y
3 　结果和讨论见图1
7 d% B2 }0 l" f9 Q  y. S; W3. 1 　增稠剂红外光谱分析
5 m9 {4 e* Q, C- B. t图13 b8 `! j3 L: z0 l
在3439cm- 1 处出峰说明有缔合的- OH ; 在2961cm- 1 、2879 cm- 1 处出峰说明有- CH3 、- CH2- ;在3300 - 3000 cm- 1 和1690 - 1590cm- 1 处没有出峰说明C = C 双键全部参与了反应,聚合反应完全;在1735cm- 1 处出峰说明有合成预计到的C = O ;. `' H7 A7 {! B! T$ E0 u
3. 2 　增稠能力测定# a/ [/ W" B3 |# \  G
3. 2. 1 　引发剂用量对增稠剂粘度的影响( t% P' M8 o; k+ `/ _6 g0 {# h, g  Y5 j
引发剂用量对增稠剂粘度的影响由图2 可见,随着引发剂用量增加,增稠剂粘度下降。这是因为引发剂用量增加,生成的初级自由基数量增多,引发速率增加,生成的聚合物相对分子质量下降,从而使粘度下降,另一方面,引发剂用量增加,反应加剧,链转移也会导致聚合物交联密度增大,从而使粘度下降。
9 f, A% _  _% }图2
( |6 }; D# b3 m/ {3. 2. 2 　疏水共聚单体用量对增稠剂性能的影响% L3 K9 R5 z& O6 S
1 # ,2 # ,3 # 产品中,丙烯酸辛酯的含量分别占单体总量的4 %、3 %、2 %。; ^. e: h" j2 d: z; F3 r/ U' U
图3 为共聚单体丙烯酸辛酯用量对增稠性能的影响,由图3 可见,随着丙烯酸辛酯的引入,白浆粘度增加,当丙烯酸辛酯质量分数为4. 0 %时(对单体总质量而言) ,粘度增至最大。这是由于丙烯酸辛酯中含有较长的烷基(C8) ,疏水性很强,当其在水中达到一定含量时,随着聚电解质链段的伸展,分子链间的疏水基团发生缔合,形成部分以微胶束为物理交联点的聚合物网络,因而增稠能力增加。但是,随着聚合物主链中疏水基团增多,聚合物分子链内缔合的几率也会增加,使聚合物链段不能充分伸展而呈蜷曲状态。另外,由于疏水基团增多,使聚合物亲水性减弱,由静电排斥引起的分子链伸展减弱,从而使粘度下降。
0 V% m$ i- d0 Y2 F8 v图37 `8 q; d) Z6 B
3. 3 　增稠剂分子量的测定
% [  X3 |  {# o/ K6 p0 O增稠剂分子量必须达到十万以上,否则,分子链过短而不能形成足够的以微胶束为物理交联点的聚合物网络[6 ] 。经测定,所合成的增稠剂分子量已达到十万以上,具备作为增稠剂使用的条件。
- b5 _1 A" f- r# H. m6 ~0 u& B' t! D8 I6 y7 I9 j
4 　结论
" ~6 m; f9 b. Z2 ?(1) 引发剂用量直接影响到水性涂料用缔合型增稠剂的粘度,引发剂用量增加,生成的初级自由基数量增多,引发速率增加,生成的聚合物相对分子质量下降,从而使粘度下降,另一方面,引发剂用量增加,反应加剧,链转移也会导致聚合物交联密度增大,从而使粘度下降,因此,综合考虑,当引发剂用量为0. 4 %较好。
) W& r$ Q" M2 J5 T* S" _(2) 丙烯酸辛酯为缔合功能单体,疏水基团含量过高,使聚合物亲水性减弱,由静电排斥引起的分子链伸展减弱,从而使粘度下降;疏水基团含量过低, ,形成部分以微胶束为物理交联点数量减少,因而增稠能欠佳。因此,丙烯酸辛酯用量为单体质量的4 %时,产品具有较好的增稠性能,都可改善增稠剂的增稠性能。

料的组成大致可以分为基料,颜料,填料,溶剂(水)以及助剂等类型。按其在涂料中的作用可以概括为主要成防水涂膜物质，次要成膜物JS质，辅助成膜物质三大组成部分。1 Q: B: B) F+ q+ G2 x& W
     JS防水涂料是采用含有特殊功能团的树脂等来做成膜物质的，它在物体表面经过物理或化学的变化，能形成一层致密而连续的涂膜。
4 l+ ?2 s# T9 a/ i4 H/ j   
" e7 n& n) o& o# j! ]6 v! }# q- y; _一  主要成膜物质/ n7 A- K7 \; `" u' W! ~0 U
     JS防水涂料是有二部分组成，即液相物和粉状物。液相物主要是聚合物乳液，是防水涂料的主要成膜物质，是影响涂料性能好坏的主要因素。关系到涂膜的耐水，硬度，柔韧型和对底材的粘接强度。 & n  n" S9 R, D! |& u4 Y' v& l
     乳液基料即为高分子物质在乳化剂的存在下以微细粒子（0.1--10um)分散在水中。在这种体系中高分子聚合物称油相，以O表示。另一相为水，以W表示。它们是油包水体系。以O/W表示。$ v2 v% C9 Z1 q
     乳液中的聚合物具有巨大的表面积，以极细的微粒分散于水中，只要具备成膜条件它们就可以形成连续涂膜。% t2 H! U0 U6 |+ ]
9 C2 h& w* _( T, p, O3 H4 i8 c
二  JS防水涂料常用乳液的类型。- d3 J3 n$ u0 a, u5 f
    主要有醋酸乙烯-乙烯共聚物（VAE乳液），纯丙乳液，苯丙乳液，丁苯胶乳，氯丁胶乳。
7 p. C9 R# y: }, t/ a
$ D" P9 T# i& ], p% m三  JS防水涂料的成膜机理和防水原理.
3 S. v' c8 O1 K$ L( d) p+ ]0 R      JS防水涂料是一种兼具挥发固化和反应固化双重特点的涂料,一方面是乳液中的一部分水分挥发,使高分子微粒成膜而黏结在一起,形成连续的涂膜.另一方面水泥吸收乳液中的水分发生反应固化,同时与有机高分子涂膜共同形成互穿网络的防水涂膜结构,水泥与聚合物的结合,主要是通过离子键而实现化学结合的.
' E! `1 N1 z+ s/ d8 W" z      水泥与聚合物不仅是一种包裹与被包裹的关系,而且有高分子与水泥的作用,水泥要通过水化形成金属盐,特别是高价金属盐(铝盐)才能与高分子活性基团起作用,有资料介绍说水泥在水化过程中,在标准条件下(温度23+_2度,相对湿度45-70%)只有15%的水化完成,其余作为了填充料.
6 K8 B" P+ C8 v- B0 @, {0 g      防水机理有两类,一.通过完整的涂膜阻挡水的透过或水分子的渗透,二.通过涂膜的本身憎水作用来防止水分透过.而聚合物水泥防水涂料是通过涂膜来阻挡水的渗透,虽然固体高分子之间有些间隙,大约有几个纳米宽,但是水分子因氢键作用由几十个水分子形成一个较大的水分子团,实际上就很难通过高分子之间的间隙,这就是涂膜具有防水功能的重要原因.8 ?% l7 k+ J6 N- A
    1.厕浴间,厨房间防水.      
, ?7 e* B: j3 ?& p. _6 Q% n% l      厕浴间,厨房间墙面厚1.0mm就可达到二级防水的要求,厚1.2mm能达到一级防水要求.地面涂层厚1.2mm就达到二级,厚1.5mm就达到一级防水要求.4 q) K2 n  ?2 n
    2.坡瓦屋面的防水.
) W/ G" a% ^, z- v1 \* m      一般建筑的屋面防水涂层厚度大约2mm,就可以了.
8 C( W0 G- X3 F# L0 a9 q& o) N    3.外墙的防水.
! X5 ~6 ~( ?) n& n6 S# j      一般的建筑涂1.2mm就可以了,而重要的建筑可能要1.5mm.对0.3mm以下的裂缝大概要2mm的涂膜,而超过0.3mm的裂缝要补弹性腻子,再涂刷高弹性的防水涂膜.
+ V7 u" ]4 B8 ~    4.地下工程和储液池工程防水.! G, d8 Y3 }* y& i  n8 F
     它们应以结构本体混凝土防水为主,迎水面以柔性材料设防,一般涂刷2-2.5mm就可以了. 0 c" v0 v! x- A  ^8 G7 L, o! f+ N
        $ c, q8 g& u, @6 _3 h

% ]# j* q! E+ x% o7 j四  丙烯酸酯和VAE乳液的区别。
7 K( n9 }  C3 D/ d$ l     丙烯酸酯从结构上看其耐水性，耐候性，柔韧性都很好。而VAE乳液从单体上看其含有85%左右的醋酸乙烯酯，分子极性相对较大，耐水性较差。所以丙烯酸类乳液具有一定的优势。& }* Y' }" j* Z3 F) s- A5 O/ k
     丙烯酸类乳液本身软，伸长率大，活性基因少，与水泥作用点少，但是涂膜遇碱皂化所生成的钙盐不溶于水,有很好的耐水性,一般用多分料的配方(1:1.0-1.5),比较难作到2.0MPa以上的强度，同时断裂伸长率在200%以上。
0 ~; Q8 d) \& k     而VAE乳液采用聚乙烯醇做保护胶体，加上醋酸乙烯酯本身的活性，同水泥作用点多，用0.7份的粉料可做成1.8MPa左右强度,200%以上的延伸率。如果多粉的话断裂伸长率很差，而VAE乳液的亲水极性基团有部分没有与水泥作用，从而影响耐水性，而且醋酸乙烯结构极性较强，耐候性较差，易在紫外光照射下分解。但是VAE乳液有较低的表面张力,对底材有很好的黏结性能,也有很好的湿黏结性能,并且有很好的流平性.+ S/ D# ?; P3 n: _
7 H" P3 {& r9 J0 X
五   水泥.
# c- q2 L, I+ R     JS防水涂料所用的水泥主要有硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥,铝酸盐水泥(早强)." O+ @$ Z& X7 r
     硅抗压强度(42.5)17---普抗压强度(42.5)16---矿渣,火山灰,粉煤灰抗压强度(42.5)15--白色(42.5)18.6 B6 y$ Y' q+ |) O0 e2 X2 }

$ o0 _; t/ n3 r9 ^2 p. Y( U六  防水涂料的分类。  
& G8 u7 Z' B# W0 M4 V    聚合物水泥复合材料有二种：一类是非反应的聚合物如氯丁胶乳，丁基胶乳，醋酸乙烯共聚乳液等与水泥仅为惰性地，机械地相互填充；二类是反应性聚合物，有两种反应形式：一是聚合物之间的交联固化反应，形成大分子；二是聚合物活性基因与水泥水化产物之间发生化学反应，形成化学键结合的界面结构，导致材料性能的提高。# P9 ~  U: o# I
    目前聚合物水泥类涂料，分为高弹和低弹两种类型。高弹型：断裂伸长率大于200%，液料：粉料=10：7，聚灰比一般大于1，甚直超过2。低弹性：断裂伸长率大于80%。2 s% m6 S$ a+ `7 q6 Q
    丙烯酸聚合物乳液本身具有很好的弹性，同时在配方中加入特殊成分的增朔剂，以削弱分子之间的次价力，增加分子链的运动，降低分子的结晶性，大幅度增加材料的断裂伸长率，降低涂膜硬度。
9 k. @, N: [! x! w! G/ k. v) }1 _" L* a2 r; R9 k/ c
七  各种防水涂料的性能.6 z- v" E4 [- o
                           JS                      聚合物乳液                   聚氨酯8 t6 v& C7 x! z* X6 B
                    I型          II型         I型           II型           一等品      合格品# q7 E! j0 I, o) |
     固含%(大于等于)        65                        65                          94
( X+ a7 t8 C/ I6 \. Y     表干/h(小于等于)       4                         4                           4
4 P0 W: S2 O$ z0 \7 w     实干/h(同上)           8                         8                           121 [, L# C3 Y/ m* l
     拉伸强度/MPa  >/1.2         >/1.8        >/1.0        >/1.5            >2.45      >1.65
0 g/ n0 ]7 ]1 c1 o  k     断裂伸长率%   >/200         >/80               >/300                   >450       >350
  }, ?+ D( P2 ~     低温柔性      -10无裂纹      ---          -10无裂纹    -20无裂纹     -35无裂纹 -30无裂纹
5 g( c1 K. c6 {5 S     基面含水率%\<          20                         15                            9( V* U- F4 X) ~% ~1 c
     潮湿基面黏结强度>/0.5        1.0                  ---                           ---/ H; u: t7 `3 M/ c
     施工厚度/mm           2                           2                             2
2 I, y5 y4 {7 ~9 z2 Y   ) \1 q) D. I7 P. i! k% B( b: `
1.屋面工程对JS防水材料的要求:
, F0 ]" M, U( @固含量/%       大等于    655 X: d7 a; M' ~3 f6 h" w
拉伸强度/Mpa   同上      1.2/ K6 J5 R( f# U5 M; b, Z* e
断裂伸长率/%   同上      200
8 T4 U$ K; F+ l; _/ _柔性           -10 绕10mm无裂纹9 C% `6 i, t/ V
不透水性       压力>/0.3Mpa,保持时间>/30min% t7 O0 \8 `, y; E) u* A

7 ~1 q. J% s$ G2.地下防水工程对JS防水涂料的要求.1 V2 ]4 n' t( J" z, J
可操作时间/min         大等于      30min9 c) A* B. r8 P! n  Q" g
潮湿基面黏结强度/Mpa   同上        0.6
# ]+ q( @& {1 s. B抗渗性/Mpa(涂膜/30min) 同上        0.3
  Y! s: s/ R- S          (砂浆迎水面) 同上        0.8
" T4 F8 N6 o  |; s6 k1 M& C          (沙浆背水面) 同上        0.6
2 B- C: x: j; B: T! }# q% ?' ^浸水168h后断裂伸长率/% 同上        80! i6 B) j) a: `0 f; O& \! w9 k% C
浸水168h后拉伸强度/Mpa 同上        1.5- ?, H$ q. m. D) k
耐水性/%               同上        80
8 ]' N; |4 T' [3 g表干/h                 小等于      4
5 P8 p$ m( L& `. d实干/h                 同上        12                 
! Q) [0 }) ?! v2 \5 o  D& S/ D    5 f- ]/ y. h- ~& o: f

" b' J/ W% R6 g八  胎体增强材料.
" I0 |2 ~' h9 p# o) ~胎体增强主要有玻璃纤维稀型网格布(0.11mm),玻璃纤维密型平纹布(0.41mm),玻璃纤维毡,化纤毡(即合成纤维毡),聚酯毡.
, R! f' R7 x) E' a* l一般PH值小于7的酸性材料,则使用低碱的玻璃纤维产品,若PH值大于7的碱性材料,则使用无碱玻璃纤维.因中低碱玻璃纤维在强碱材料下容易腐蚀,失去原有的拉伸强度.下面是防水层用胎体材料的质量要求:3 E- }+ i6 W; W& _5 M( F' S
            聚酯无纺布          化纤无纺布         玻璃纤维网布6 ?. @9 K: s# t& m: D4 u! H+ I
拉力(N/50mm) 纵向   大等于150            大等于45           大等于90
1 n8 e& U7 Y  j& n9 P             横向         100                  35                 50
$ }' L8 h3 [% H伸长率/%     纵向          10                  20                  3" d8 Y0 |( R# A- L
             横向          20                  25                  3( U8 e1 J: E% y
外观              均匀,无团状,平整无褶皱.
" ^2 W# b& a4 O  m9 Z5 `) G& E/ F+ R+ z# j8 i/ ?$ d& {+ O% ~4 V
) G  R" d, F2 F8 ^
九  JS防水材料和胎体增强材料的施工.2 V6 c7 o2 I3 \. [
! V5 F, k& c6 _- X1 m8 T7 u' W! t
1.  刮涂.+ g5 ]" z- p9 z  M
一般刮涂不少于三次成活,不能要求一次刮涂过厚,太厚容易开裂且干燥慢.一般待前一遍干燥后才能进行下一遍施工.( S! m+ U0 P. o# u: Q' P+ @
3 d4 W* B5 @( d( g
2.  刷涂或棍涂.7 I0 p# ?8 x; R
      施工时用力要均匀,一般待前一遍表干后,才能进行下一遍施工.一般要3-5遍才能达到规定的厚度.
9 ^. X7 B, i3 A  4 E) ?1 N4 s0 E) X) z- N. r
十  胎体增强材料的铺贴./ U# R; K; `* X9 I2 ?7 B, W7 Q
     铺贴增强材料时一般根据涂层设计,可在头遍涂料涂刷后,第二遍涂刷时或第三遍涂料涂刷前铺贴第一层胎体增强材料.可以选用单一品种,也可用玻璃纤维布与聚酯毡复合.铺贴施工时,屋面坡度小于15%时可平行铺贴,若屋面坡度大于15%时,应垂直铺贴,并与屋面低处向上施工.
4 q" p6 }# O. @& k. Z% T: ]" k" k8 T8 g铺贴时第一层胎体增强材料应越过屋脊400mm,第二层应越过200mm,同时增强材料的长边搭接不应少于50mm,短边搭接不应少于70mm,搭接缝应压平,不能皱折,翘边和空鼓.有资料介绍有二种方法:
6 i( o! L" t% ^; l# F/ w/ E( k1.  湿铺法.
3 Z  u( e$ b0 t* F( N施工时,先在干燥的涂层上,用刷子或刮板将涂料涂刷均匀或刮平,然后将胎体平放在涂层面上,用滚刷压一遍,也可用抹子抹压一遍,使胎体网眼(或毡面上)充满涂料,待干燥后进行下一遍施工.
+ G9 l7 Z  }3 H4 ?2.  干铺法.
* ~( g  m0 Q6 G0 O在上涂层干燥后,用稀释涂料将胎体增强材料先粘贴在前一遍涂层上,再在上面满刮一层涂料,使涂料渗透网眼与上一层结合好,待干燥后进行下一遍施工.  P/ N- }. m# u: Y
( d! v$ A( ]. l, g
. V% D1 y' W2 u  V
  十一  验收实验.  e: l6 [+ I- s1 L( `2 {
1.防水层厚度.
" \; r6 p) m) G4 u. [最小厚度不应小于设计厚度的80%,完工七天后进行检查,施工面积100平方米不应少于一处,整个工程不应少于三处.
& Q' Y, A7 g) W2.蓄水实验.
. r3 Z2 ^5 ^- O( w: O) r屋面,厕浴,厨房蓄水实验要等完全干固后方可进行,一般需48h以上,蓄水24h不渗漏为合格.
- k; v: _# M5 Z0 [5 C十二  基本配方.
1 V* B* ?: Q# z) W6 V7 F) u- H1. 石英,水泥为基础的基本配方(1:1.2).1 y9 M3 M- E. j. h
水泥(冀东425)  60            基本实验数据:, Q0 l  X/ \2 u
         石英           60              1.    拉伸强度平均)    3.2MPa       . m  I) x) u* y6 W1 O, n. `+ d
乳液        100                   2 H5 R2 v* P# x
分散剂         3-4             2.    段裂伸长率平均)  161.9%   
( l7 w) M* X7 y8 O0 R消泡剂         3-5& R: q" p* l' l
聚氨酯增稠剂   适量
: ~9 w, @) `( g        
8 q$ m/ P4 t, o$ d& x5 ?. Q# W- k) v4 y) K
         水泥(冀东425)   72            基本实验数据:
2 T' t& n: T% a7 t         石英            48             1.    拉伸强度(平均)     3.17
' z- O% @* Y% ]8 k+ C乳液 100
- y, b: D6 I% h3 n) E分散剂          3-4            2.    段裂伸长率(平均)   142.2%
& V, q1 B9 d: L# O1 S消泡剂          3-5- W  I9 B: ]( X
聚氨酯增稠剂    适量5 E, d6 L' g: S8 u( S% X4 g* d6 B
2. 石英,水泥为基础的基本配方(1:1.5).! y6 z7 i5 O! s
水泥(丰润325)  105            基本实验数据:
" ]* t8 @" g5 L  d3 K1 v/ R石英           45              1.    拉伸强度(平均)     3.04MPa
$ ^! u+ y" g/ x1 ^2 {* w8 J  z乳液   100        
" B& L$ {4 N4 ^分散剂         3-4              2.    段裂伸长率(平均)   122.5%
( M3 y) P! J9 m, \/ b" b消泡剂         3-5
) s9 }, j  q: v/ l% Y  H聚氨酯增稠剂   适量4 u, P" T0 v) O- _0 h) O# ~# L
+ }3 M* h) `! ]8 d& Y/ V
3. 石英,水泥为基础的基本配方(1:1).) ^1 B- ]% s9 E7 r5 S( h1 x
水泥(冀东425)  50             基本实验数据:
0 l0 W3 v3 A. _! v+ T石英           50                1.     拉伸强度(平均)     2.60MPa