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1、作为聚合物粘结剂的VINNAPAS可再分散乳胶粉在干混砂浆中的作用张杰，瓦克上海技术中心徐江-南京（13951773562）摘要：文章通过可再分散乳胶粉在瓷砖粘结剂与外保温体系砂浆2种代表性的干混砂浆产品中的作用，阐明了瓦克化学发明的VINNAPAS 可再分散乳胶粉与矿物基粘结剂完美结合应用于现代干混砂浆，可以提高砂浆粘结力，内聚力，柔韧性，憎水性等，保证砂浆满足现代建筑发展对高质量砂浆的性能要求与砂浆的长期耐久性。关键词：干混砂浆，瓦克，可再分散乳胶粉，VINNAPAS，聚合物，粘结力1) 介绍在近代建筑工业中，预包装的干混砂浆在发达国家以及部分发展中国家已经被广泛应用。例如，粘贴瓷砖的粘结
2、剂，安装外墙外保温体系的粘结与防护砂浆，瓷砖填缝砂浆，矿物基装饰砂浆，薄层腻子，自流平地坪，防水砂浆，修补砂浆，接缝砂浆，界面砂浆，薄层砌筑砂浆等。由于现代建筑材料的多样性，这就要求这些砂浆需要满足各种技术性能要求，例如，满足与各种基材的粘接，高可变形性（柔性），出色的耐久性包括满足世界各种不同气候条件下均能持久发挥作用。如此出色性能与耐久性的砂浆可以通过将矿物粘结剂（如，波特兰水泥）与干粉状的聚合物树脂形态的有机粘结剂即可再分散乳胶粉结合在一起来实现。未改性的水泥基的砂浆也有出色的物理性能，如高硬度，出色的长期耐水性，出色的耐久性。但即便是加入施工保水性的材料（如纤维素醚）改性的砂浆，也与很
3、多常用的基材（如光滑混凝土，聚苯乙烯板，木材，据瓷砖，金属等非吸水层）的粘结力很低。同时砂浆仍然很脆，大多数时候工程要求砂浆具有适当的柔性与可变形性。此时，加入柔性的聚合物树脂进行改性则是必须的。在干混砂浆中，双粘结剂，即无机矿物粘结剂与柔性聚合物树脂粘结剂，构成理想的体系。这两种粘结剂（无机与有机）的结合产生出相辅相成的性能并构成了干混砂浆的特性，这是使用单独一种粘结材料所不能所不能达到的。作为胶粘剂用的可再分散乳胶粉是同过将特殊的乳（分散）液（大多数为醋酸乙烯酯/乙烯类共聚乳液）经过喷雾干燥过程制造的。之所以称之为“可再分散乳胶粉”是因为，这种胶粉再遇到水后又会成为在典型特征与聚合物粘结作
4、用方面与原（分散）乳液一样的（分散）乳液。随着水分的不断减少聚合物胶粒逐渐结合形成聚合物薄膜。作为有机粘结剂的聚合物薄膜将填料颗粒粘接在一起，构成砂浆的增强网状结构，提供砂浆与基材界面之间的出色粘结。 张杰，男，1971年2月，助理工程师，现任瓦克聚合物材料（上海）有限公司 亚太技术服务总监，具有7年从事建筑干混砂浆行业的经验。瓦克聚合物材料（上海）有限公司 地址：上海张江高科技园区郭守敬路351号，明泰楼甲单元，邮编 201203，电话：02150801122113，传真：02150801718在一个典型的现代化干混砂浆工厂里，可再分散乳胶粉被精确的自动添加，并与水泥、填料以及其它添加剂一起
5、均匀混合生产具有不同性能的干混砂浆。由此，各种组成，包括聚合物的掺量以及由此带来的改性砂浆的性能才能有保证。这对于任何双包装体系，即需要现场将液体（或膏体）与粉料（或水泥）混合则不能做到如此保证，这主要是由于无法获得稳定的原材料（针对现场混水泥砂）以及现场混料的失误可能性大。相对于双包装体系，聚合物改性的干混砂浆的优势是明显的：干混砂浆使用更安全，更便于质量控制，以及能够更高效率的开发所有的砂浆应用。可再分散乳胶粉作为聚合物粘结剂在改性水泥基砂浆中的所扮演的角色，可以用两种具有代表性的干混砂浆：瓷砖粘结剂与外墙外保温体系安装用砂浆于以下各节详细阐述。2) 瓷砖粘结剂聚合物改性水泥砂浆的最主要的
6、应用之一就是用薄层施工法安装瓷砖的瓷砖粘结剂。具体过程为，将预包装的干混粘结剂在现场与水混合，用带有矩形齿的刮刀将拌好的粘结剂涂抹在墙面与地面，在其未干之前将瓷砖粘贴在梳条上。对这种粘结剂的基本的要求为：良好施工性，长开放时间（胶从涂抹到干之间的时间），良好的抗滑移性，足够的变形能力与在各种可能气候条件下的耐久性。测试条件按照例如ISO 13007 或欧洲标准EN 12004 (图 表1) 。以下结果表示如果不加入结合物粘结剂（VINNAPAS可再分散乳胶粉）将不会达到最低要求的标准，尤其是耐热储存条件。按照这些国际标准，瓷砖粘结剂与石质砖的粘结力必须在所用高于0,5MPa (附加要求全部大于
7、 1,0 MPa) (图表2).（图表1）（图表2）在较苛刻的热养护试验中，模拟了由于温差以及瓷砖和基层的热膨胀系数不同带来的应力发展情况。由于分布在砂浆体系的胶粉聚合物提供的变形能力补偿了这种内部应力，从而避免了粘结失败以及固定于粘结剂的瓷砖的损坏。 非常多孔的瓷砖 (如粘土砖, 吸水率约15 30%)，从理论上讲可以粘结到有空隙的基面上，这是因为仅含有矿物粘结剂水泥的砂浆可以在瓷砖与基材的空隙中产生机械嵌固作用。（图1左图）一旦采用几乎无孔的瓷砖(例如石质砖，小于聚苯板的强度）。这只有在加入一定量的聚合物胶粉粘结剂，以及适合的类型即醋酸乙烯酯/乙烯共聚物才能够实现。 （图2）（图表8）为保
8、证外墙外保温体系的砂浆改性砂浆中的聚合物具有耐久性以及长期发挥其有机粘结剂角色，在更加苛刻与接近实际的条件下，进行了几组附加的试验。通常标准中的养护条件不能很好的反映砂浆及建筑所处的实际情况，这种苛刻试验条件下的测试对材料与聚合物的性能更有可比性。 从（图表9）与（图表10）的数据可以清楚的表明，含有足够掺量低玻璃化(Tg)温度的醋酸乙烯酯/乙烯共聚物（VAc/E）的可再分散乳胶粉在苛刻的测试条件（如在热湿循环后在低温下测试）体现出最佳的粘结力与抗冲击性。 （图表9）（图表10）在保温体系外层的矿物基装饰砂浆(矿物或水泥基装饰砂浆) 必须提供与防护砂浆的良好粘结力与低吸水性才能满足其作为装饰防
9、护面层的角色。随着聚合物的增加，不但提高了干混砂浆面饰层的粘结力，同时对其他方面的性能均有正面的促进作用。特殊型号的可再分散乳胶粉可以提高强憎水性能（如聚合物基：月桂酸乙烯酯/乙烯/氯乙烯VL/E/VC），可使砂浆具有极低的吸水率，同时持久的保持憎水效果。见(图表 11). （图表11）4) 总结以水泥作为矿物粘结剂，VINNAPAS 可再分散乳胶粉作为聚合物粘结剂的相互结合可以生产出符合性能设计要求的高质量的预包装干混砂浆。 通过选择合适的胶粉类型，适当的掺量与正确的配方，经VINNAPAS 可再分散乳胶粉改性的干混砂浆不但可满足各种国际上的标准，更重要的是使得砂浆适用与各种气候条件的建筑需
10、要。 VINNAPAS 乳胶粉经过长达45 的历史，在全球各种极端气候条件下仍然发挥作用，证明了其可靠性与耐久性。 从以上瓷砖粘结剂与外墙外保温体系砂浆的的测试结果，清晰的演示了醋酸乙烯酯/乙烯共聚胶粉在各种苛刻试验条件下均保持最佳的表现。5) 说明VINNAPAS 是瓦克专有化学品（WACKER SPECIALTIES）的热塑性聚合物粘结剂的商标。在建筑领域，VINNAPAS 与矿物基粘结剂（如水泥）相结合使用有超过45年的成功历史。 其用于干混砂浆聚合物改性的典型应用包括: - 瓷砖粘结剂及建筑粘结剂, - 瓷砖勾缝剂及其他填缝剂, - 特殊功能薄层砌筑砂浆- 外墙外保温体系粘结与抗裂砂浆
11、, - 自流平与地坪类砂浆, - 混凝土修补砂浆与复原体系, - 各种批荡、抹灰与装饰砂浆, - 石灰-水泥基粉末涂料与无水泥基粉末涂料, - 防水密封浆料, - 灌浆料, - 腻子及其他抹平材料. VINNAPAS 可再分散乳胶粉是由特殊水性乳（分散）液经喷雾干燥制造的聚合物粘结材料。这种可再分散乳胶粉是由瓦克化学（WACKER Chemie）在1953年发明并投入应用。一直以来，瓦克专有化学品（WACKER SPECIALTIES）是世界上最大的可再分散乳胶粉的生产商。经VINNAPAS 改性的干混砂浆将提高或赋予如下性能：- 与所有基面的粘结力,- 砂浆的柔性及可变形性,- 抗弯折强度
12、- 耐磨性,- 韧性,- 内聚力 - 密度(抗渗性).- 抗冲击力- 增水性- 耐腐蚀性- 流平性尤其是VINNAPAS 可再分散乳胶粉将出色的增水性引入聚合物中使砂浆获得拨水性。以上论述中测试所使用的可再分散乳胶粉如下:Vac/E, Tg 18C: VINNAPAS RE 5010NVac/E, Tg 12C: VINNAPAS RE 5028 NVac/E, Tg -8C: VINNAPAS RE 5044 NVC/E/VL, Tg 0C: VINNAPAS RI 554 ZVac/Veova, Tg 18C: 其他市场产品德国瓦克 可再分散乳胶粉 产品大全VINNAPAS LL 4015 NVINNAPAS LL 4023 NVI
