1·實(shí)驗(yàn)

　　1.1主要原料及設(shè)備

　　煤焦油:張店煤氣廠;聚氯乙烯:WS800，上海氯堿化工;鄰苯二甲酸二辛酯:cp，南京化學(xué)試劑公司;三鹽基硫酸鉛:H-TLS，靖江廣勝橡塑材料廠;膨潤土:鈉基，臨安城北膨潤土有限公司燒瓶，電動(dòng)攪拌，電熱包等。

　　1.2涂料制備工藝

　　(1)煤焦油脫水:將煤焦油置于圓底燒瓶中，開動(dòng)攪拌，緩慢升溫至110—120℃保溫至無氣泡冒出，視為煤焦油完成脫水。

　　(2)分散相制備:將脫水后的煤焦油稱重后置于三口瓶中，開動(dòng)攪拌分別加入聚氯乙烯樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯和三鹽基硫酸鉛，攪拌均勻后開始升溫，并在135±5℃保溫90分鐘。

　　(3)分散介質(zhì)制備:將水計(jì)量后置于三口瓶中，攪拌下加入配方量膨潤土，高速攪拌使其分散均勻，并升溫至80—90℃?zhèn)溆谩?/p>

　　(4)涂料制備:攪拌下將溫度約120—130℃的分散相以細(xì)流狀慢慢加入80—90℃的分散介質(zhì)中，加完后繼續(xù)攪拌15分鐘即可得水分散性涂料。

　　1.3性能測試方法

　　煤焦油聚氯乙烯共混物延度和軟化點(diǎn)測定分別參照《JTJ 052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中“T0605-1993瀝青延度試驗(yàn)”以及“T0606-2000瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)(環(huán)球法)”;其扯斷強(qiáng)度測定參照《GB/T528硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》;涂料性能測定參照《JC/T408水乳型瀝青防水涂料》。

　　2·結(jié)果與討論

　　2.1聚氯乙烯用量對(duì)煤焦油聚氯乙烯共混物性能的影響

　　煤焦油中含有約50%的瀝青，它可以成為防水涂料的成膜物質(zhì)，但單獨(dú)使用煤焦油作為防水涂料，其弱點(diǎn)是很明顯的，突出表現(xiàn)為對(duì)溫度非常敏感，溫度高時(shí)容易軟化流淌，溫度低時(shí)則又很脆，容易開裂且粘結(jié)性、附著力都下降.同時(shí)，由于煤焦油成分復(fù)雜，組成也不穩(wěn)定，不同廠家，不同批次的煤焦油質(zhì)量差異較大，因而需要加入一定比例性能穩(wěn)定的合成樹脂對(duì)煤焦油進(jìn)行共混改性.可以用于煤焦油共混改性的樹脂很多，像環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂等.本實(shí)驗(yàn)采用的是聚氯乙烯樹脂.表1給出了不同聚氯乙烯樹脂用量對(duì)共混物性能的影響。

　　從表1可以看出，隨著聚氯乙烯樹脂用量的增加，共混物軟化點(diǎn)和扯斷強(qiáng)度明顯上升，而其延伸值則有所下降.還有必要指出的是，聚氯乙烯雖然有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，但其熱穩(wěn)定性較差，在140℃就會(huì)發(fā)生分解，分解放出的HCl會(huì)進(jìn)一步加速其分解過程.為此配方中必須加入熱穩(wěn)定劑，如鉛類，金屬皂類，有機(jī)錫類等，必要時(shí)還可以輔以亞磷酸酯、環(huán)氧化合物、多元醇等輔助穩(wěn)定劑.本實(shí)驗(yàn)中使用三鹽基硫酸鉛。

　　2.2增塑劑用量對(duì)煤焦油聚氯乙烯共混物性能的影響

　　防水涂料一般要求涂膜具有一定彈性，可以隨著基層的裂紋伸長而不發(fā)生斷裂.聚氯乙烯樹脂由于其分子中極性氯原子的存在，其分子間作用力較高，分子鏈的柔順性不足，因而需要使用一定量增塑劑.可以作為其增塑劑的主要有鄰苯二酸酯類、脂族二酸酯類、磷酸酯類、環(huán)氧化物以及一些聚合型增塑劑等.本實(shí)驗(yàn)采用鄰苯二甲酸二辛酯作為其增塑劑.表2給出了增塑劑用量對(duì)共混物性能的影響。

　　從表2可以看出，隨著DOP用量的增加，共混物延伸值有明顯增加，扯斷強(qiáng)度則有所下降，從理論上推斷，其軟化點(diǎn)也應(yīng)該有所下降，但DOP用量在3—15%范圍內(nèi)，共混物軟化點(diǎn)都能保持在80℃以上，都可以滿足防水涂料耐熱度要求。

　　2.3涂料性能指標(biāo)

　　利用某些無機(jī)填料，將聚氯乙烯煤焦油共混物分散于水中，就制成一種可以常溫施工的水性防水涂料.無機(jī)填料可以使用膨潤土、凹凸棒土等.本實(shí)驗(yàn)中使用鈉基膨潤土.表3是該涂料的性能指標(biāo)。

　　注1:分散相配方為脫水煤焦油:PVC∶DOP∶三鹽=100∶13∶13∶0.7

　　注2:涂料配方為分散相:水:膨潤土=41∶51∶8

　　表3中的性能指標(biāo)設(shè)置與檢測方法，大致參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T408水乳型瀝青防水涂料.與水乳型瀝青防水涂料相比，聚氯乙烯改性煤焦油水性涂料主要存在如下問題:一是粘結(jié)強(qiáng)度稍低，標(biāo)準(zhǔn)要求不低于0.3 MPa，實(shí)測是0.25 MPa，考慮到另外兩個(gè)指標(biāo)(耐熱性和低溫柔性)實(shí)驗(yàn)中均無皺皮、起泡、剝落的現(xiàn)象，我們認(rèn)為，該涂料在粘結(jié)性上可以滿足要求;另一個(gè)問題是斷裂伸長率，標(biāo)準(zhǔn)要求是600%，實(shí)測只有273%，差距比較大.但我們認(rèn)為，這個(gè)也基本不成問題，原因主要有兩點(diǎn)，一是200%的伸長率通常已經(jīng)可以滿足工程需要;再是聚氯乙烯改性煤焦油水性涂料低溫下有更好的伸長率，實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，25℃下斷裂伸長為273%的該涂料，在10℃時(shí)，其斷裂伸長率可達(dá)600%.就屋面防水接縫施工來看，由于熱脹，夏天混凝土屋面板之間的接縫是縮小的，所以不需要接縫材料的伸長率，而冬季，由于冷縮，混凝土屋面板之間的接縫則是增大的，此時(shí)對(duì)接縫材料的伸長率就有較高的要求，而聚氯乙烯改性煤焦油水性涂料低溫下更好伸長率完全可以滿足這個(gè)要求.有資料顯示，通過熱施工工藝，將聚氯乙烯與煤焦油的共混物直接用于屋面防水工程，防水效果良好且有很好的耐久性。