中國報告大廳網(wǎng)訊，2025年，建筑防水領域?qū)Ω咝阅?、高耐久性防水涂料的需求持續(xù)攀升，尤其是在地下綜合管廊、蓄水設施等長期浸水場景中，傳統(tǒng)防水涂料行業(yè)常出現(xiàn)性能衰減問題，難以同時滿足多項國家標準要求。在此背景下，聚合物水泥防水涂料(JS 防水涂料)憑借無機 - 有機復合材料的雙重優(yōu)勢，成為研究熱點。這類防水涂料既保留水泥基材料抗壓強度高、耐候性優(yōu)的特點，又融合聚合物材料良好的變形適應性和致密防水特性，且施工時基層粘結(jié)力強、柔性可控、VOC 含量低，已廣泛應用于衛(wèi)浴間防滲、地下工程防護等場景，但如何進一步優(yōu)化其配方以提升耐水性能，成為行業(yè)技術突破的關鍵方向。以下是2025年防水涂料行業(yè)技術分析。
試驗所用原材料涵蓋聚合物乳液、水泥、水、砂、填料及添加劑等關鍵組分，各材料具體信息及性能特點如下：
聚合物乳液：共選用 8 種不同類型乳液，包括國產(chǎn)上海某廠苯丙乳液(1#，性價比高、應用廣泛、性能均衡)、國產(chǎn)廣東某廠純丙乳液(2#，耐候性、耐水性、保光保色性極好)、國產(chǎn)山東某廠苯丙乳液(3#，附著力好、高耐擦洗性)、進口德國某廠硅丙乳液(4#，耐候性、保光保色性好，成本高)、國產(chǎn)山東某廠苯丙乳液(5#，良好的耐水性、耐堿性)、國產(chǎn)廣東某廠丁苯乳液(6#，高硬度、高耐磨性，成本較低)、進口美國某廠苯丙乳液(7#，良好的耐水性、耐堿性，成本高)、國產(chǎn)佛山某廠丁苯乳液(8#，硬度高、耐磨性好，但易黃變)。
水泥：選用 P?O42.5 水泥(OPC1)、P?O52.5 水泥(OPC2)、R?SAC52.5 水泥(SAC)，均滿足相關性能要求;同時還嘗試將上述 3 種水泥中任意 2 種按 1:1 質(zhì)量比復配，用于探究復合水泥對防水涂料性能的影響。
其他原材料：水為自來水，符合 JGJ 63-2006《混凝土用水標準》;砂為 100~200 目石英砂;填料包括硅灰(半加密)、氣相 SiO?(平均粒徑 30nm)、納米 CaCO?(平均粒徑 400nm)、雙飛粉(200 目)、礦粉(S95 級);添加劑有硅烷偶聯(lián)劑 KH550、硅烷基添加劑 seal80、憎水劑 SHP50、聚碳化二亞胺，此外還有粉狀聚羧酸減水劑(蘇州弗克)、有機硅消泡劑(兆佳科技)。
試驗過程中使用的核心儀器設備包括：微機控制電子萬能試驗機(WDW-100E，0.5kN，濟南時代試金試驗機有限公司)、沖片機(CP-50，北京領航三思儀器設備有限公司)、電子天平(BS124S，北京 Sartorius 有限公司)、定時電動攪拌器(JJ-1，江蘇金壇中大儀器廠)、精密鼓風干燥箱(BPG-9106A，上海一恒科學儀器有限公司)、砂漿數(shù)顯抗?jié)B儀(SJS-1.5S，無錫建儀儀器機械有限公司)，這些設備為防水涂料性能測試提供了精準的數(shù)據(jù)支撐。
防水涂料基礎配方中，液料部分包含乳液(質(zhì)量占比 80~90%)、分散劑(水，5~10%)、消泡劑(0.1~0.5%)、添加劑(0.1~2.0%);粉料部分包含水泥(40~70%)、填料(30~50%)、砂(5~10%)、減水劑(0.2~0.5%)。制備時，先按基礎配方將原料混合均勻，再將液料與粉料按 1:0.6 的質(zhì)量比高速剪切混合，經(jīng)均質(zhì)化處理得到不同配方的防水涂料試樣。
聚合物乳液是防水涂料的關鍵組分，其類型直接影響涂料性能。試驗選擇 8 種不同乳液制備防水涂料，測試涂膜浸水 168h 前后的拉伸強度與斷裂伸長率，結(jié)果如下：
1# 乳液：浸水前拉伸強度 2.94MPa，浸水后 1.09MPa;浸水前斷裂伸長率 77%，浸水后 65%，初始拉伸強度高但浸水后保持率低。
2# 乳液：浸水前拉伸強度 2.54MPa，浸水后 1.05MPa;浸水前斷裂伸長率 48%，浸水后 130%，同樣存在浸水后拉伸強度保持率低的問題。
3# 乳液：浸水前拉伸強度 2.73MPa，浸水后 0.92MPa;浸水前斷裂伸長率 89%，浸水后 87%，初始斷裂伸長率符合要求，但拉伸強度浸水后衰減明顯。
4# 乳液：浸水前拉伸強度 2.54MPa，浸水后 1.45MPa;浸水前斷裂伸長率 137%，浸水后 75%，浸水前性能符合要求，浸水后斷裂伸長率不達標。
5# 乳液：浸水前拉伸強度 2.34MPa，浸水后 1.32MPa;浸水前斷裂伸長率 145%，浸水后 197%，浸水前后性能均表現(xiàn)優(yōu)異，符合后續(xù)試驗需求。
6# 乳液：浸水前拉伸強度 2.61MPa，浸水后 1.15MPa;浸水前斷裂伸長率 66%，浸水后 67%，整體性能不符合高要求場景。
7# 乳液：浸水前拉伸強度 2.31MPa，浸水后 1.26MPa;浸水前斷裂伸長率 83%，浸水后 84%，性能雖達標但成本較高。
8# 乳液：浸水前拉伸強度 1.58MPa，浸水后 0.65MPa;浸水前斷裂伸長率 113.0%，浸水后 142%，初始拉伸強度不足。
綜合來看，5# 乳液制備的防水涂料在浸水 168h 后的拉伸強度和斷裂伸長率表現(xiàn)最佳，因此后續(xù)試驗均采用 5# 乳液。
水泥與聚合物乳液協(xié)同作用，共同決定防水涂料的結(jié)構(gòu)與功能。試驗分別采用單一水泥及復合水泥制備防水涂料，測試結(jié)果如下：
OPC1(P?O42.5 水泥)：浸水前拉伸強度 2.23MPa，浸水后 1.09MPa;浸水前斷裂伸長率 132%，浸水后 116%，拉伸強度浸水后保持率較高，但整體性能低于 OPC2。
OPC2(P?O52.5 水泥)：浸水前拉伸強度 2.50MPa，浸水后 1.32MPa;浸水前斷裂伸長率 145%，浸水后 183%，拉伸強度和斷裂伸長率均優(yōu)于 OPC1，符合高性能要求。
SAC(硫鋁酸鹽水泥)：浸水前拉伸強度 2.60MPa，浸水后 1.22MPa;浸水前斷裂伸長率 85%，浸水后 62%，斷裂伸長率不符合 GB/T 23445-2009 中 Ⅱ 型產(chǎn)品要求。
OPC1+OPC2(1:1)：浸水前拉伸強度 2.41MPa，浸水后 1.25MPa;浸水前斷裂伸長率 139%，浸水后 95%，性能不及單一 OPC2。
OPC1+SAC(1:1)：浸水前拉伸強度 2.35MPa，浸水后 1.35MPa;浸水前斷裂伸長率 115%，浸水后 75%，斷裂伸長率不達標。
OPC2+SAC(1:1)：浸水前拉伸強度 2.58MPa，浸水后 1.33MPa;浸水前斷裂伸長率 126%，浸水后 82%，同樣未超越單一 OPC2 的性能。
最終確定采用 P?O52.5 水泥(OPC2)作為防水涂料的水泥組分。
填料在防水涂料中起骨架與填充作用，試驗選用 5 種不同填料進行測試，結(jié)果如下：
硅灰：浸水前拉伸強度 2.47MPa，浸水后 1.61MPa;浸水前斷裂伸長率 96%，浸水后 62%，拉伸強度高但浸水后斷裂伸長率不符合 GB 50108-2008 要求。
氣相 SiO?：浸水前拉伸強度 1.90MPa，浸水后 1.40MPa;浸水前斷裂伸長率 139%，浸水后 80%，斷裂伸長率達標但拉伸強度不足。
納米 CaCO?：浸水前拉伸強度 2.35MPa，浸水后 1.54MPa;浸水前斷裂伸長率 135%，浸水后 92%，浸水后拉伸強度和斷裂伸長率均符合標準，是最優(yōu)填料選擇。
雙飛粉：浸水前拉伸強度 2.31MPa，浸水后 1.26MPa;浸水前斷裂伸長率 83%，浸水后 74%，兩項性能均不達標。
礦粉：浸水前拉伸強度 2.35MPa，浸水后 1.12MPa;浸水前斷裂伸長率 105%，浸水后 53%，同樣不符合要求。
進一步探究納米 CaCO?用量(按占所有材料質(zhì)量計)對防水涂料性能的影響，數(shù)據(jù)如下：
0%：浸水前拉伸強度 2.20MPa，浸水后 1.07MPa;浸水前斷裂伸長率 128%，浸水后 171%，拉伸強度不足。
5%：浸水前拉伸強度 2.25MPa，浸水后 1.32MPa;浸水前斷裂伸長率 121%，浸水后 132%，性能有待提升。
10%：浸水前拉伸強度 2.36MPa，浸水后 1.47MPa;浸水前斷裂伸長率 108%，浸水后 83%，接近標準要求。
15%：浸水前拉伸強度 2.18MPa，浸水后 1.50MPa;浸水前斷裂伸長率 112%，浸水后 72%，斷裂伸長率不達標。
20%：浸水前拉伸強度 2.30MPa，浸水后 1.55MPa;浸水前斷裂伸長率 132%，浸水后 85%，性能進一步優(yōu)化。
25%：浸水前拉伸強度 2.56MPa，浸水后 1.57MPa;浸水前斷裂伸長率 142%，浸水后 90%，性能最優(yōu)，同時符合 GB/T 23445-2009 中 Ⅱ 型產(chǎn)品與 GB 50108-2008 中有機涂料要求。
30%：浸水前拉伸強度 2.26MPa，浸水后 1.44MPa;浸水前斷裂伸長率 115%，浸水后 78%，性能開始下降。
因此，確定納米 CaCO?的最佳用量為 25%。
為進一步優(yōu)化防水涂料性能，選用 4 種添加劑進行測試，結(jié)果如下：
seal80：浸水前拉伸強度 1.91MPa，浸水后 1.47MPa;浸水前斷裂伸長率 116%，浸水后 121%，拉伸強度較低。
SHP50：浸水前拉伸強度 1.99MPa，浸水后 1.49MPa;浸水前斷裂伸長率 127%，浸水后 105%，拉伸強度仍需提升。
聚碳化二亞胺：浸水前拉伸強度 2.25MPa，浸水后 1.57MPa;浸水前斷裂伸長率 135%，浸水后 109%，拉伸強度和斷裂伸長率均表現(xiàn)良好，能有效提升防水涂料耐水性。
KH550：浸水前拉伸強度 2.72MPa，浸水后 1.09MPa;浸水前斷裂伸長率 104%，浸水后 50%，浸水后性能衰減嚴重。
深入研究聚碳化二亞胺用量(按占所有材料質(zhì)量計)對防水涂料性能的影響，數(shù)據(jù)如下：
0%：浸水前拉伸強度 2.31MPa，浸水后 1.48MPa;浸水前斷裂伸長率 92%，浸水后 117%，性能存在提升空間。
0.5%：浸水前拉伸強度 2.50MPa，浸水后 1.73MPa;浸水前斷裂伸長率 87%，浸水后 112%，性能逐步改善。
1.0%：浸水前拉伸強度 2.56MPa，浸水后 1.98MPa;浸水前斷裂伸長率 95%，浸水后 110%，性能持續(xù)優(yōu)化。
1.5%：浸水前拉伸強度 2.68MPa，浸水后 1.82MPa;浸水前斷裂伸長率 126%，浸水后 124%，性能達到最佳，此時防水涂料耐水性最優(yōu)。
2.0%：浸水前拉伸強度 2.46MPa，浸水后 1.76MPa;浸水前斷裂伸長率 113%，浸水后 106%，性能開始下降。
2.5%：浸水前拉伸強度 2.36MPa，浸水后 1.62MPa;浸水前斷裂伸長率 82%，浸水后 115%，性能進一步衰減。
綜上，聚碳化二亞胺的最佳用量為 1.5%。
基于上述試驗結(jié)果，確定防水涂料的最優(yōu)配方(按質(zhì)量占比計)為：乳液 30%、分散劑(水)5.5%、聚碳化二亞胺 1.5%、消泡劑 0.5%、水泥 30%、納米 CaCO?25%、砂 7.3%、減水劑 0.2%。該配方通過各組分的精準配比，實現(xiàn)了防水涂料性能的全面優(yōu)化。
《十五五防水涂料行業(yè)發(fā)展研究與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃分析預測報告》指出，對最優(yōu)配方制備的防水涂料進行耐水性能測試，數(shù)據(jù)如下：潮濕基面粘結(jié)強度 1.5MPa;抗?jié)B性方面，砂漿迎水面 1.8MPa、砂漿背水面 1.3MPa;浸水 168h 后，潮濕基面粘結(jié)強度 1.3MPa，抗?jié)B性砂漿迎水面 1.5MPa、砂漿背水面 1.1MPa，耐水性≥80%。測試結(jié)果表明，該防水涂料符合 GB/T 23445-2009 中 Ⅱ 型產(chǎn)品與 GB 50108-2008 中有機防水涂料的性能指標要求，能滿足長期浸水場景的使用需求。
本研究圍繞聚合物水泥防水涂料(JS 防水涂料)的制備與性能優(yōu)化展開，通過系統(tǒng)探究聚合物乳液、水泥、填料、添加劑等關鍵組分對防水涂料拉伸強度、斷裂伸長率及耐水性的影響，得出以下核心結(jié)論：
1、5# 國產(chǎn)苯丙乳液是最優(yōu)乳液選擇，其制備的防水涂料在浸水 168h 后，斷裂伸長率符合 GB 50108-2008 中有機防水涂料性能指標要求，且綜合成本與性能優(yōu)勢明顯。
2、P?O52.5 水泥(OPC2)制備的防水涂料，拉伸強度和斷裂伸長率均高于 P?O42.5 水泥產(chǎn)品，雖 P?O42.5 水泥產(chǎn)品拉伸強度保持率略高，但從整體性能考量，P?O52.5 水泥更適合作為防水涂料的水泥組分。
3、納米 CaCO?是最佳填料，當用量為 25% 時，防水涂料浸水后拉伸強度和斷裂伸長率均符合 GB 50108-2008 要求，能有效發(fā)揮骨架填充作用，提升涂料性能。
4、聚碳化二亞胺作為添加劑，最佳用量為 1.5%，可通過構(gòu)建化學交聯(lián)網(wǎng)絡，顯著提升防水涂料的耐水性，減少水分子對涂料結(jié)構(gòu)的破壞。
5、最終確定的防水涂料最優(yōu)配方(乳液 30%、分散劑 5.5%、聚碳化二亞胺 1.5%、消泡劑 0.5%、水泥 30%、納米 CaCO?25%、砂 7.3%、減水劑 0.2%)，所制備的防水涂料同時符合 GB/T 23445-2009 中 Ⅱ 型產(chǎn)品與 GB 50108-2008 中有機防水涂料性能指標要求，為建筑防水領域，尤其是長期浸水場景，提供了高性能、高可靠性的防水涂料解決方案，對推動 2025 年防水涂料行業(yè)技術發(fā)展具有重要意義。
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