可再分散乳膠粉對外保溫及飾面系統(tǒng)的影響

      從上世紀70年代初開始，外墻外保溫及飾面系統(tǒng)（以下簡稱“EIFS”）首先在德國推廣應(yīng)用，進入90年代以后，該系統(tǒng)越來越受到用戶歡迎，主要是由于此系統(tǒng)具有節(jié)約能源，可構(gòu)筑更健康的居住環(huán)境，延長建筑物結(jié)構(gòu)壽命等特點。就推廣應(yīng)用EIFS墻體保溫系統(tǒng)的使用面積來看，德國居世界第一（約有85%的EIFS采用的是聚苯乙烯板做保溫材料），緊隨其后的是美國。 

　　原則上，EIFS可以采用各種不同種類的粘結(jié)劑。最初使用最多的是以聚合物乳液為基料的即用型粘結(jié)劑，但這種粘結(jié)劑在施工現(xiàn)場由于操作不當(dāng)會導(dǎo)致許多質(zhì)量上的問題，特別是在將其與水泥和水混合的時候，常常由于聚合物和水泥的混合比例不當(dāng)，引起EIFS在施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題。采用雙組份體系時（即將聚合物乳液與水的混合物在施工現(xiàn)場與水泥和砂混合）也有同樣的問題存在。經(jīng)過實踐證明，使用聚合物改性的干混砂漿（即單組份體系）則要比使用雙組份體系優(yōu)越得多，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在儲存和運輸?shù)姆奖慵笆┕さ目煽啃缘葞讉€方面。由于單組份體系的各種配料都已經(jīng)預(yù)先在工廠中混合好，完全避免了現(xiàn)場混料錯誤的發(fā)生。在此，本文以可再分散乳膠粉對EIFS底層性能的影響進行介紹。 

　　按照歐洲標(biāo)準規(guī)范（草案），底層的定義為：是一個包括增強網(wǎng)的直接涂覆在保溫材料表面的涂層，底層必須根據(jù)系統(tǒng)的要求來選擇。同時指出“底層對EIFS系統(tǒng)的機械性能有決定性影響。” 

　　為了保證有足夠的技術(shù)性能，底層通常會通過加入3～6%的可再分散乳膠粉來進行改性。可再分散乳膠粉可以由聚合物乳液通過噴霧干燥來制得，這種粉末與水混合后又會分散成原來的乳液，并作為典型的聚合物粘接劑發(fā)揮作用。為了確保一個極薄（3mm）的底層有足夠的保護能力，加入可再分散乳膠粉顯得尤為重要。通過聚合物改性，防護層的粘結(jié)性能、變形能力以及抗沖擊性能都得到改進，這樣就能保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。如果底層是經(jīng)可再分散乳膠粉正確改性處理的，就可以選擇多種材料作為飾面層（如有機合成涂料、硅樹脂涂料、有機硅涂料和水泥基涂料等）。從整個系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性考慮，飾面層涂料同樣也應(yīng)該采用可再分散乳膠粉進行改性，以達到面層與底層的相互匹配。 

　　對此，通過實驗采用4種不同的可再分散乳膠粉，分別按規(guī)定的配方制成底層試板,考察底層與EPS板的粘結(jié)性、憎水性、機械穩(wěn)定性、耐候性等性能。這4種粉末分別是：粉末A為乙酸乙烯脂－乙烯共聚物（VAc/E）、粉末B為乙烯－月桂酸乙烯－氯乙烯共聚物(含有機硅改性)（VAc/E/Si）、粉末C為乙酸乙烯脂－乙烯共聚物（含外加憎水劑）（VAc/E/Zn）、粉末D為乙酸乙烯脂－支鏈高級脂肪酸乙烯酸共聚物（VAc/VV）。從中可以看出，在測試序列中，僅僅更換底層板配方中的可再分散乳膠粉種類，而其它原材料則保持不變。 

　　與EPS板的粘結(jié)性。試板于標(biāo)準條件養(yǎng)護12d后，浸水48h，測試粘結(jié)強度。其中含粉末B的粘結(jié)劑表現(xiàn)出與EPS最強的粘結(jié)力。只有加入適當(dāng)數(shù)量的可再分散乳膠粉并正確選擇乳膠粉種類，才能確保與基面有足夠的粘結(jié)力和底層良好的柔韌性。 

　　憎水性。雖然EIFS的飾面層具有耐候保護的作用，但底層也應(yīng)當(dāng)有憎水性能，這將提高整個系統(tǒng)的耐候性和長期穩(wěn)定性。另外，在某些外墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，門窗周圍僅僅刷漆而不作飾面層，這就使聚合物改性底層的憎水性顯得更為重要。如果系統(tǒng)內(nèi)部進水，不僅會大大降低隔熱效果，還會由于微生物以及結(jié)冰等因素，破壞整個系統(tǒng)。 

　　根據(jù)DIN52617要求，通過測定一定時間以后實驗樣品的吸水量來對憎水性進行測定。含粉末B的粘結(jié)劑樣品具有極好的憎水性，含有后加入憎水劑的粉末C并未顯示出良好的憎水性。同樣，粉末D的憎水性也沒有預(yù)計的那樣好。含憎水性粉末B的底層不僅僅在與水接觸的表面，而且在整個材料內(nèi)部都具有極好的防水性能，這主要是由于粉末B不僅本身具有憎水性，而且其加水?dāng)嚢璧暮鸵仔匀匀槐３至己?，這在后加憎水劑的產(chǎn)品中是極為少見的。 

　　機械穩(wěn)定性。因為EPS板自身并不具有耐候性及機械穩(wěn)定性，而且極易變形，所以底層必須對其起到保護的作用。同時，由于EPS板隨時間的推移還要產(chǎn)生收縮，底層必須能夠吸收其產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。適合的增強網(wǎng)與底層正確結(jié)合可保證對基面的良好粘接與足夠的柔性，最終將得到一個很好的EIFS。一個脆性的低柔性的底層，將會導(dǎo)致對基面粘接的降低以致于開裂并最終從表面上脫落，從而導(dǎo)致整個EIFS的解體而失敗。底層的機械穩(wěn)定性通過以下2種方法測得：（1）對在標(biāo)準狀況（23℃，相對濕度50%）下存放后的樣品進行金屬球（500g和1000g）沖擊試驗，數(shù)值越高表明機械穩(wěn)定性能更好。（2）在UEAtc墻（符合歐盟協(xié)議的一種建筑墻體）上根據(jù)EOTA草案進行貫穿試驗，直徑越小，單位面積上的能量越高，表明對能量的吸收越好。 

　　貫穿試驗結(jié)果。根據(jù)實驗結(jié)果表明采用含粉末A的底層在沖擊試驗和貫穿試驗中均表現(xiàn)出良好的機械穩(wěn)定性。含粉末B的同樣有較突出的效果。 

　　耐候性。前面試驗顯示了選擇合適的可再分散乳膠粉對底層進行改性，可顯著提高底層的性能。在UEAtc耐老化墻上做的耐老化試驗同樣可以證明這一點。耐老化試驗是根據(jù)EOTA草案進行的，共進行80個循環(huán)，每個循環(huán)包括以下3個步驟：（1）70℃，相對濕度10%，3h；（2）15℃，雨淋，1h；（3）15℃，2h。對測試結(jié)果進行視覺比較，發(fā)現(xiàn)采用粉末B和粉末C的底層具有良好的耐老化性，該結(jié)果表明了使用憎水性可再分散乳膠粉作為粘結(jié)劑的重要性。 

　　因此，底層材料在EIFS系統(tǒng)中具有重要的作用，底層中采用可再分散乳膠粉能明顯地改善EIFS各方面的性能和品質(zhì)。使用合適的憎水性可再分散乳膠粉（粉末B）可以提高防護層與EPS板之間的粘結(jié)性，并且極大地改善系統(tǒng)的機械穩(wěn)定性（柔韌，無開裂）；具有憎水性的低Tg的可再分散乳膠粉的綜合性能良好。另外，可再分散乳膠粉能使改性水泥砂漿的憎水性均勻分布，從而使底層的吸水率下降。在UEAtc墻上進行的實驗表明，采用不同的可再分散乳膠粉底層的機械穩(wěn)定性差別很大。