高性能界面粘结剂在外墙岩棉保温系统中的应用研究

米金玲 郭高峰 周恒宇

（1.河南省建筑工程质量检验测试中心站有限公司，河南 郑州 450053；2.河南省建筑科学研究院有限公司，河南 郑州 450053）

1 岩棉保温体系失效形式分析

外墙外保温系统由界面层（粘接层）、保温层、防护层（玻纤网格布或钢丝网）、饰面层等构成。其中，外墙外保温系统中最薄弱的环节为保温层及其界面粘接层。岩棉应用于外墙外保温有两种形式，一种是使用机械固定为主、粘结为辅固定方式的岩棉板；一种是使用以粘结为主、机械锚固为辅固定方式岩棉条的。

造成外保温系统脱落的原因大致分析如下：

1） 锚的埋设深度、锚数量、锚栓分布尺寸等；2） 粘接胶浆配比不正确；3） 基层表面平整度偏差过大；4） 基层表面含有妨碍黏贴的物质；5） 粘接面积未达到30%的粘接面积规范要求；6） 保温板密度过大或者过小；7） 过多采用平“面粘贴”的粘接工艺，不耐负压。

综上所述，造成外保温系统脱落的原因大致可分为材料因素、设计因素和施工因素三大因素。而外保温胶粘剂是最关键因素，其性能直接关系到保温板的附着力和系统的耐水、抗裂、耐候及耐久性。研究表明，岩棉保温体系中，使用界面剂能有效提高岩棉与粘结砂浆或抹面砂浆的粘结强度。

2 岩棉保温体系专用界面剂开发

界面剂按形态可分为乳液型界面剂和粉末型界面剂。乳液型界面剂一般是以水基高分子材料为主要组成，并加以外掺助剂而制成，粉末型界面剂是以水泥等无机胶凝材料、填料、聚合物胶粉和外加剂组成的干粉状材料，实际应用中按比例掺水拌合而成。不管是乳液型还是干粉型界面剂，其都必须具有以下要求，才能使外墙外保温体系具有更好的耐久性能：

a、聚合物可以溶解或者均匀分散在水溶液中：b、聚合物具有优良的粘结性、耐候性、耐水性等特点：c、乳液无溶剂或含有少量溶剂，能在室温及接触压力下固化。

目前岩棉用界面剂多为采用苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯乳液)、憎水剂等配制而成的乳液。虽然乳液型胶粘剂有很多优点，但是还存在一些问题如：耐水性、抗蠕变性、耐碱性、耐候性较差。因界面胶粘剂质量不过关，导致施工中出现保温板大面积鼓泡、起皮、剥落的现象，使得推广应用受到了限制。

本项目针对以上问题进行研究改进，制备性能更优异的界面剂。合成胶粘剂是以合成聚合物为主体材料制成的。本论文采用分子设计方法，研究制备岩棉板专用乳液胶粘剂产品。

本项目采用“粒子设计”的原理，分别制备了以下三类乳液：

a、以丙烯酸正丁酯（BA）、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯（MMA） 为主单体，丙烯酸（AA） 和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA） 为复合功能性单体，采用核壳乳液聚合的方式合成了苯丙乳液；

b、以丙烯酸正丁酯（BA）、醋酸乙烯酯（VAc） 为主单体，分别以丙烯酸（AA）、聚乙二醇大分子单体（PEGMA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、丙烯酰胺（AM） 为功能性单体，采用预乳化-半连续种子乳液聚合的方式合成了醋丙乳液；

c、以聚醚/聚酯型二元醇（JW2503）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA） 为原料，采用自乳化法合成水性聚氨酯乳液。

分别采用傅立叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热（DSC）、激光光散射（LLS）、透射电子显微镜（TEM） 等手段对所合成乳液的结构及乳胶粒形貌进行表征。测定乳液在界面处的原粘接强度和耐水粘结强度，探讨不同因素对界面处粘结强度的影响，确定最优的乳液型胶粘剂配方与合成工艺条件。

3 结语

经该界面剂处理的岩棉保温板与砂浆拉伸粘结原强度，耐水、耐冻融拉伸粘结强度均优于普通界面剂处理的岩棉保温板体系，该专用界面剂能够显著提高岩棉保温板与砂浆的界面结合强度，在岩棉保温板外墙外保温系统中可以取消部分锚栓，减少施工工序，降低工程造价，具有很高的工程应用价值和推广应用前景。