密封剂应用于混凝土,以保护表面免受水和盐的损害。丙烯酸密封剂的工作原理是堵塞混凝土的孔隙,防止水吸附。未密封的表面可以让水渗透到混凝土中,在那里它可能冻结并引起裂缝,或者溶解盐并将它们带到表面,在那里它们通过水蒸发沉积下来。这被称为开花,并破坏混凝土的外观,因为鳞片,白色的盐沉积物仍然存在。

除了保护混凝土,密封剂还可以通过提供“湿润的外观”来增强表面的外观。潮湿的外观是指当表面潮湿时,颜色会变暗或变暗。这也可能包括增强表面光泽,尽管这不是一个普遍的定义。溶剂型丙烯酸密封剂能很好地提供混凝土表面的湿润外观。当然,这也伴随着VOC含量较高的价格,通常为350克/升或更高。目前的水性湿式密封剂含有100到250克/升的VOCs,而不能提供与溶剂型密封剂相匹配的外观。HydroPLIOLITE WL是一种改性丙烯酸共聚物,具有溶剂型密封剂的外观和保护性能,可配制成VOC水平仅为50 g/L的密封剂。

HydroPLIOLITE WL由我们专有的乳化粘合剂系统(EBS)工艺制成。这一过程产生的水性聚合物更像溶剂型聚合物。1聚合物链的粘度在EBS液滴中要比在乳胶颗粒中低得多。这使得聚合物链能够更好地渗透到混凝土表面,从而产生优越的性能。

讨论

水合上沸石WL被配制成湿式密封剂;公式如表1所示。该配方的挥发性有机化合物为48克/升,固体含量为25%。本研究中的两种商业封口机的固体含量也为25%。评价密封剂的特性见表2。商用溶剂型密封剂的VOC含量为350 g/L,而商用水性密封剂的VOC含量为100 g/L。水泡石WL配方中VOC含量仅为50 g/L。我们在这个项目中的目标是实现溶剂型密封剂的性能,同时最大限度地减少实现这些性能所需的VOC量。

为了评估湿润的外观,用刷子在水泥砖上涂上等量的每一种涂层,并让其干燥一夜。相比之下,砖的下部四分之一没有涂层。从图1中可以看出,HydroPLIOLITE WL配方看起来非常类似于商用溶剂型密封剂。两者都增加了砖的黑暗以及光滑的表面。商业水性封口机确实会使砖变黑,但比其他的要少得多,而且很少有光泽。

我们已经完成了第一个目标,即制造一种水性密封剂,使其具有类似于溶剂性,高voc控制的潮湿外观。虽然外观很重要,但它并不是混凝土密封剂关注的唯一属性。混凝土密封剂渗透到混凝土的孔隙中,对混凝土表面的粘附和保护都很重要。为了测量涂层渗透到混凝土中,开发了以下测试。根据表3给出的配方制备白垩质底物。将该白垩质基材以4密耳的湿度涂抹在玻璃面板上,并让其干燥24小时。然后将该涂层以4密耳的湿度涂抹在白垩质基材上,并让其干燥。通过观察玻璃面板的背面,观察涂层是否通过白垩质基材到达玻璃面板,来确定渗透力。

图2显示了密封剂穿透白垩基板的情况及其在下面玻璃上的外观。在这张照片里,我们看到的是玻璃的下面。颜色越深,封口剂对粉笔的渗透越深。商用溶剂型密封剂对白垩有明显的渗透力。水漂石WL密封剂比任何一种商用水性密封剂颜色更深。我们认为这是由于水合胶乳的聚合物链溶解在溶剂中,而不是简单地软化,就像传统的聚结乳胶一样。

该测试也可用于确定涂层与白垩色或风化表面的粘结程度,这些表面可能不具有新浇筑混凝土的完整性。在玻璃面板上的涂层上划了一个“X”字。一块Permacel #99胶带被放置在交叉舱口,然后扯掉。玻璃面板上的涂层/基材越多,涂层将基材粘结到面板上的效果越好。

图3中的照片同样是在去除胶带后从玻璃底部拍摄的。对于商业溶剂型和HydroPLIOLITE WL,从玻璃基板中去除的白垩非常少。对于商用水性封口机,很大一部分粉笔是随着胶带一起被去除的。HydroPLIOLITE WL密封剂在将表面粘结在一起的能力上更像溶剂型密封剂。这一点很重要,因为HydroPLIOLITE WL密封剂不仅能穿透白垩质衬底,而且强度也足以将表面结合在一起。

EBS技术早期版本的一个问题是抗腮红性和硬度。2表面活性剂的加入有助于形成乳化聚合物溶液,这可能会对涂层的抗腮红性产生负面影响。

通过在黑色玻璃面板上涂上3密耳的湿涂料,并在环境条件下干燥6小时来测量腮红抗性。然后将面板浸入水中16小时,记录脸红量。评分范围为0(不脸红)到5(完全美白)。

表4显示了涂层抗腮红性能的提高。通过对聚合物组成和表面活性剂的选择,使电阻达到可接受的水平。通过使用更亲水的聚合物组合物和更耐脸红的表面活性剂,其抗脸红性能优于商用水性密封剂2号,略低于商用水性密封剂1号。正如预期的那样,商业溶剂型密封剂非常耐腮红。

根据ASTM D3363测定涂层的铅笔硬度。在6密耳的湿度下将涂层涂在阳极氧化铝q板上,并在测试前晾干4天。waterpliolite WL密封剂的硬度与两种商用水性密封剂非常相似。其硬度略低于商用溶剂型密封剂,但必须记住,溶剂型密封剂含有350 g/L VOC,而HydroPLIOLITE WL密封剂含有50 g/L VOC。

我们已经在阿克伦的一个测试露台上使用了2年。图4显示了HydroPLIOLITE WL密封剂的早期原型和商用溶剂型密封剂。2010年11月11日,庭院被涂上了涂料。这些照片拍摄于2012年11月29日。这些涂层已经在俄亥俄州东北部度过了两个冬天,看起来仍然很好。

结论

通过使用EBS技术,我们开发了一种水性湿性密封剂,具有溶剂性湿性密封剂的外观,VOC小于50 g/L。除了外观外,HydroPLIOLITE WL密封剂也具有与溶剂型密封剂相似的渗透力和对白垩质基材的粘结性。与最好的水性密封剂相比,水漂石WL密封剂具有相当的硬度和抗腮红性。HydroPLIOLITE WL密封剂已经老化了两年,包括在俄亥俄州阿克伦的两个冬天,仍然有湿润的外观,没有任何涂层变质的迹象。n

参考文献

1Secher, M.新型丙烯酸技术(EBS高性能水性砌体底漆),欧洲涂料展,Nürnburg, 2007。

2Flecksteiner, R.水性EBS技术在混凝土养护和密封中的应用,用于先前涂覆的混凝土并实现湿润外观,混凝土涂料,拉斯维加斯,2010。

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