非固化橡胶沥青防水涂料产品粘结性能研究及探讨

邓必寅

（南通市建筑科学研究院有限公司，江苏 南通 226002）

0 引言

非固化橡胶沥青防水涂料，是以高性能弹塑性高聚物为改性剂、优质沥青为基料。凭借其防水应用的优势和技术特点，在工程建设和防水工程设计中，被愈加广泛地认可和使用。非固化橡胶沥青防水涂料既可作为涂层防水，又可作为胶粘剂粘贴防水卷材，形成结构复合防水层；当涂料与基层粘结后，可形成“皮肤式”防水构造，有效杜绝了窜水现象的发生[1]。本文就非固化防水涂料粘结性能及影响展开探讨。

调研发现，我国屋面防水目前约有70%以上为沥青类防水卷材，新建建筑特别是既有建筑屋面改造维修，仅几年就开始漏水，且多数渗漏点出现在卷材与卷材搭接边处，出现搭接面积、剥离强度不够等普遍情况[2]。因此就非固化橡胶沥青防水涂料的粘结性能进一步探讨有其积极意义。

1 试验概况

1.1 试验材料

非固化橡胶沥青防水涂料：非固化防水涂料JC/T 2428-2017；1号卷材SBS改性沥青防水卷材：SBS-I-PYPE-PET-PE-3.0，山东黄河防水材料有限公司；2号卷材自粘防水卷材：自粘PY-II-PE-3.0，苏州市月星建筑防水材料有限公司；3号卷材自粘 N-II-PE-2.0，苏州市月星建筑防水材料有限公司；4号卷材高分子防水卷材：FS2-0.7，山东东风防水材料有限公司；5号卷材湿铺防水卷材：PY-S-3.0，科顺防水科技股份有限公司。

1.2 主要仪器设备

电子万能试验机：WDW-20A，济南天辰试验机制造有限公司；电热鼓风箱：101-2，上海试验仪器厂；非固化喷涂机：YG-503，河南豫工机械有限公司；电动搅拌器：JJ-1-100，金坛市城东新瑞仪器厂。

1.3 试样制备

制样前，试验所用卷材及非固化橡胶防水涂料于标准试验条件[温度：（23±2）℃，相对湿度（50±5）%]放置24h。

本研究主要通过剥离性能试验来检测材料粘结性能，涂料的剥离性能试验按照GB50208-2011《地下防水工程质量验收规范》[3]附录D.2胶粘剂的剥离性能试验方法进行，卷材与卷材的接缝剥离强度试验按照GB/T 18242-2008和GB/T 328.20-2007《建筑防水卷材试验方法 第20部分沥青防水卷材 接缝剥离性能》标准的相关规定进行测试，试样尺寸为50mm×250mm，夹具内侧间距（100±5）mm，试样不承受预载荷，拉伸速率为（100±10）mm/min。一组成型6个试样，以6个试样平均值作为该组试样的最终结果，记录最大剥离强度，平均剥离强度。

加热涂料至145℃，制备以非固化橡胶沥青为粘结剂粘结卷材的试样，每种卷材各一组，制备5组试样；制作采用直接粘结方法（SBS采用热熔法粘结，自粘防水卷材、湿铺防水卷材直接冷粘粘结，高分防水卷材使用厂家配送的聚丁胶聚氯乙烯胶粘剂粘结）粘结的卷材与卷材粘结的对比试样5组；分别加热涂料至130℃、145℃、160℃、175℃、190℃、205℃、220℃，对SBS防水卷材进行粘结，制备试样7组，用作不同处理温度对涂料粘结性能的影响的试验。加热涂料至145℃，制备4组粘结SBS防水卷材的试样，养护至不同龄期，用作粘结性能随龄期变化的试验。

2 分析与讨论

2.1 与不同卷材粘结的粘接性能

本试验中，试验涂料热熔搅拌60分钟后，一次性喷涂至卷材表面粘合区域后进行粘合，为防止污染，卷材未胶接区域覆盖聚乙烯膜，进行有效隔离。试样成型后，冷却至室温后在标准试验条件下养护24h，取出进行剥离强度试验。非固化橡胶沥青防水涂料与不同种类的防水卷材的粘结情况如下：

1）非固化橡胶沥青防水涂料做粘结剂的粘结强度比卷材与卷材直接粘结的粘结强度要低，这是由涂料本身的低弹性模量和低内聚强度导致的。实验中涂料粘结试样的破坏形式均为100%内聚破坏，表明涂料的粘结强度大于涂料本身的弹性模量和内聚强度，成膜后可以形成有效的封闭层。在实际使用中，无论是与基面粘结也好，与搭接边粘结也好，卷材与卷材直接粘结很难保证无缝满粘，而非固化橡胶沥青防水涂料可以轻松做到这一点。

2）相比含有改性沥青成分的沥青类防水卷材，高分子防水卷材与非固化橡胶沥青防水涂料的结合相对脆弱。通过观察，我们可以发现高分子卷材的表面粗糙，多孔，这本是为了增大了表面接触面积，增加与胶剂粘结强度而设计的，但在与非固化涂料粘结后，发现多数涂料均无法渗透至卷材孔隙中，形成空洞和虚粘。沥青类防水卷材表面相对平整，涂料均实现满粘，涂料在使用时处于高温状态，与卷材接触的过程中，卷材表面的沥青层部分熔融，两种材料充分结合，相互“交织”而变得更加牢固。同样是改性沥青类防水卷材，涂料与含有粘结剂的卷材的结合效果要好于不含粘结剂的卷材。

表1 非固化橡胶沥青防水涂料与不同种类的防水卷材的粘结情况对比

2.2 不同处理温度对涂料粘结性能的影响

1）在200℃以下范围内，随着温度升高，成型后试样的剥离强度成增加趋势。这是由于非固化橡胶防水涂料有着显著的流变特性，随温度升高，涂料在性状上更趋近于牛顿液体，表面能减小，粘度降低。涂料对物体表面的浸润速度受粘度影响很大，低粘度的材料几秒钟内就能充分浸润固体的表面，高粘度的材料往往需要几分钟甚至几小时。液体材料随固化程度增加而不断增大，如果在浸润前就失去流动性，那么必然会影响粘结强度[4]。

2）当温度超过200℃后，涂料的粘结能力迅速下降，这是由于温度超过200℃，部分沥青开始碳化，部分改性剂开始裂解、氧化，在加热的过程中能发现黑烟的出现，对涂料自身结构产生破坏。同时过高的温度也会对卷材产生灼伤，损害胎基。

表2 不同处理温度对涂料粘结性能的影响

2.3 不同龄期粘结性能的变化

1）随龄期的增长，非固化橡胶沥青防水涂料的粘结力，在粘结初期呈现由快至慢的增长态势，这是由于非固化橡胶沥青防水涂料非固化的特性所致。

2）观察龄期15d、30d的试样发现，破坏的形态不呈现100%内聚破坏的状态，破坏面出现界面破坏的情况，界撕裂层内的拉丝数量开始减少，30d试样拉丝的外观干涩，弹性明显下降。这主要是由于非固化沥青防水涂料中的重要组成成分轻质油在自然老化和浸润卷材的过程中流失，导致非固化沥青防水涂料整体性能降低。

表3 不同龄期剥离强度实测数据

3 结论

1）应选用合适的卷材与非固化橡胶沥青防水涂料搭配使用，选用与涂料含有同质成分的沥青类防水卷材，能更好地与涂料结合，达到更加理想的复合防水效果。成分内含有粘结剂的防水卷材可以改善产品的粘结性能。

2）适当提高温度可以在一定程度上提高非固化橡胶沥青防水涂料的初期粘结能力，但同时应当结合保障安全，环境保护，节能减排等因素制定合理的操作方案，使用非固化橡胶沥青沥青防水涂料时尤其要注意防范高温操作可能产生的危险。

3）在选择非固化橡胶沥青防水涂料的过程中，应尽可能挑选保油性较好的产品，保障涂料的使用寿命，施工过程中，不宜对涂料加热过久。