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浅谈国内外BAC高分子自粘防水卷材厂家新材料*新发展趋势

浅谈国内外BAC高分子自粘防水卷材厂家新材料*新发展趋势

2016-10-21 10:13:18

一、叠层沥青系统
   20世纪70年代以前的100多年间,世界各国均使用沥青基叠层屋面和地下防水系统,以热粘沥青铺设3~4层。从20世纪70年代末开始,叠层沥青系统受到功能更好的各种聚合物基先进防水材料的冲击,使用份额迅速下降。目前,欧洲的叠层屋面仅占7%左右,美国约占13%(新建)和18%(修理),日本约占16%,我国在屋面和地下防水中已很少使用叠层系统。
    叠层屋面整体上虽呈下降的趋势,但由于使用寿命长(30年以上),可靠性高,加之热沥青施工的环保化,预计近期内还不会被完全淘汰,在美、日等国仍会占有一定的比例。
    坡屋面与平屋面的情况不同。在美国的坡屋面中,沥青油毡瓦用量始终占压倒优势,2006年复合(2层或3层)沥青瓦占55%,玻纤胎沥青瓦占11%,金属瓦占11%,纸胎沥青瓦占3%,木瓦占2%,纤维水泥瓦占1%,其它占17%。
    二、改性沥青防水卷材
   改性沥青防水卷材已发展成为各国主要或重要的屋面防水材料。在欧洲改性沥青卷材中占统治地位,年产量在2亿m2以上,约占65%;在美国它是前几年增长*快的屋面材料,现约占20%;在我国已成为使用*多的新型建筑防水材料,2005年使用量为1.3亿m2,约占21%。
    在改性剂方面,目前仍以SBS和APP为主,SBS使用*为广泛,SEBS和TPO改性剂也开始应用,但用量有限。
    在胎体方面,主要使用聚酯胎和玻纤胎,以聚酯毡使用*多,聚酯玻纤复合胎也有少量的应用。改性沥青防水卷材大量应用于屋面和地下防水,为稳定可靠起见,标准规定一般铺2层。改性沥青卷材还在种植屋面、桥梁防水、铁道防水、与叠层屋面复合使用和保温节能等方面得到应用。在种植屋面中,一般双层铺设,下层常有自粘或热熔SBS防水卷材,面层则用加阻根剂的矿物粒面覆面SBS防水卷材。桥梁防水主要采用SBS和APP改性沥青防水卷材,较少使用防水涂料,一般双层铺设,如丹麦的桥梁设计使用双层4.5mm厚SBS改性沥青卷材及15mm厚排水板,使用年限高达100年。法国Soprema公司的全自动卷材铺设车及其配套的200m长桥面专用SBS防水卷材,以热风加热自动化焊接,已在欧洲和北美成功地使用了数十年。我国虽已使用APP和SBS卷材做道桥防水,但质量远逊于国外。在国外,铁道防水也有使用SBS改性沥青卷材的报道,我国正在积极研究SBS改性沥青防水卷材在铁道防水中的应用。为了节能的需要,白色表面改性沥青卷材开始问世,如美国Poly-glass公司的优*白色表面SBS和APP自粘屋面防水卷材,符合“能源之星”标准对阳光反射率的要求,GAF公司的发亮白色表面SBS和APP改性沥青卷材,其反射率比标准白色涂料大(达75%),Soprema公司的白色SBS卷材上面已直接铺贴光电薄膜。美国愈来愈多地将改性沥青与叠层屋面复合使用,下面铺2~3层玻纤胎氧化沥青油毡,上面覆盖以粒料覆面改性沥青卷材,以同时发挥多层稳妥和SBS卷材弹性好的优点。
   改性沥青卷材的粘接方法主要有热粘法、冷粘法、喷灯法、热空气接缝法和自粘卷材等。目前,使用*多的仍然是热沥青粘结法和喷灯热熔法,但由于节能、环保和安全的要求愈来愈苛刻,这2种方法受到限制,而冷粘法、热空气接缝法、自粘接缝带、自粘卷材法则方兴未艾,前景看好。
    热粘法散发烟尘,污染环境,需要改善。对此,美国研制出叫Petroplasma的屋面沥青,其抗下垂性提高,可在120oC(一般为260oC)下施工,无烧伤、烟和异味。美国还推出一种在分子等级上起作用的气味抑制剂,可包裹沥青,阻止较轻石油分子蒸发,清除烟气。在沥青中加入专用聚合物,加热时聚合物浮到表面,形成蒙皮层,制成低烟沥青。日本开发的系列无烟沥青可大幅度减少黑烟(仅为传统沥青的1/5),熔化温度低(低20~50oC),刺激性气味仅为传统沥青的1/5。
    喷灯法既简便又有效,是当前欧美主要或重要的粘接方法。但近年来喷灯施工引发火灾的事故频繁发生,限制喷灯使用的呼声不断高涨,喷灯的使用将呈现下降的趋势。
    冷粘法在美国、日本及欧洲已开始普遍使用。与热沥青相比,冷胶粘剂具有优越的粘接性,在双层SBS屋面膜暴露20年和30年以后的热老化试验中,冷胶粘剂和喷灯施工膜均无破坏。
   自粘改性沥青卷材的兴起是改性沥青卷材发展中的一大亮点。它施工安全、快速,对环境友好,在国内外均获得了快速的发展。自粘卷材有均质型、玻纤毡增强型和聚酯毡增强型等众多品种,改性剂绝大多数使用SBS,但也有APP和TPO的。自粘卷材用途十分广阔:(1)在屋面和地下防水中单独或与普通改性沥青复合使用;(2)作泛水使用;(3)用作坡屋面的垫层;(4)用作墙的隔气层或防水层等。
    三、高分子防水卷材
   近年来,聚合物基的高分子防水卷材(不计改性沥青防水卷材)有了较快的发展。在美国单层屋面增长*快,1979年占10%以下,1984年占25%,1987年占48%,2006年达到54%,从而成为屋面的主导材料。日本的单层片材防水占37%,多于沥青防水。欧洲的单层聚合物片材约占24%,但增长速度高于改性沥青。单层防水厚度一般在1.0~2.0mm,资源消耗大大低于沥青基材料,由于石油短缺日渐严重,
    随着单层防水在材料和施工方面的技术进步,势必获得更快的增长。与沥青基防水卷材一般多层铺设不同,高分子防水卷材多是单层铺设,根据使用部位和使用年限的不同,选用不同的厚度,选择厚度在1.0~3.0mm。
    单层防水用途广泛,屋面、地下、隧道、铁路、水池、垃圾填埋厂等均可使用。
   单层防水的种类多种多样,包括EPDM(三元乙丙橡胶)、PVC(聚氯乙烯),CPE(氯化聚乙烯)、氯丁橡胶、橡胶共混、CSPE(氯磺化聚乙烯)、EVA(乙烯乙酸乙烯酯),PE(聚乙烯)、ECB(乙烯共聚物沥青)、丁基橡胶、OCB(烯烃共聚物沥青)、PIB(聚异丁烯)等。各种片材的类型很多,主要有均质型、增强型、背衬层、自粘型。在屋面防水中,使用*多的是EPDM和PVC以及近来兴起的TPO卷材,美国以EPDM为主,欧洲以PVC为主。在地下防水中,较多地使用PVC、丁基橡胶、EPDM卷材等。
    1、 EPDM防水卷材
   美国在发展EPDM防水卷材方面取得了骄人的成绩。据测试,EPDM的耐热性和耐紫外线性能名列第*,大大高于沥青基卷材。10~26年间的EPDM屋面防水卷材仍然表现出优越的现场耐老化性。防水保证期有3个档次,10年(1mm厚)、20年和30年(2.3mm厚)。产品品种包括均质型、增强型、背衬型、阻燃型、白/黑面等。增强型以机械固定方式铺设。白/黑面产品的典型反射率高达80%。新推出的合成纤维背衬EPDM系统以喷涂低发泡聚酯粘结底面,产品宽度1.33~15.24m。为了保证片材的稳定性,美国标准规定,黑色产品的热老化条件为116oC下670h,比其他国家苛刻得多。
   美国各大公司都有齐全的配套材料,足以保证这一不易粘接的卷材的施工质量,配套材料包括基层胶粘剂、拼接胶粘剂、拼接处理剂、缝中密封胶、接缝密封胶、压敏泛水、固化泛化、非固化EPDM泛水、可浇注双组分聚氨酯密封胶、单组分聚氨酯密封胶、各种接缝自粘胶粘带和覆盖带、EPDM模制管密封件、压敏管密封件、内外角、各种保温板材、各种机械固定件等,不一而足。
    正是由于上述材料和施工技术的进步,EPDM的10年维修费不断降低,1993年仅占1%,到现在可以忽略不计。市场份额位居第1,在2006年的新建屋面中占22%,在修理屋面中占21%。
    2、 PVC防水卷材
   PVC防水卷材的欧洲使用*为成功的,近期虽受TPO的竞争,使用比例下降,但在单层屋面中的用量仍占53%左右。2006年在美国新建屋面中约占9%,在修理屋面中约占10%。日本的PVC防水卷材以前用量有限,但近年来由于地下使用量增加,产量超过橡胶片材,在2005年的片材防水中约占48%。
   PVC防水卷材的*大优势是接缝可焊接,使用寿命较长。PVC防水卷材在屋面和地下防水中均有着广泛的应用。据分析,PVC的生态效应优于EPDM、TPO、改性沥青和4层叠层沥青膜。欧洲的PVC防水卷材已有40年的成功使用记录。美国的PVC防水屋面的平均寿命大于30年,*长的23年后仍能焊接。
   PVC防水片材质量不断得到提高。瑞士从使用性能更好的增塑剂、使用更厚的片材(3mm厚用于地下防水)及加涂丙烯酸保护涂料等方面提高片材的质量。美国通过以下措施提高了PVC防水卷材的性能:(1)改进PVC树脂;(2)采用高分子量增塑剂解决增塑剂迁移问题,据称,DuPont公司的El-valoy可提供永*的柔性;(3)以纤维和织物增强,提高热塑性材料的稳定性;在美国ASTM的PVC标准中已取消了均质片材;(4)采用PVC合金;(5)采用新的光稳定剂CibaTINUVIN XT833可以成倍地提高片材的伸长保持率。
    3、TPO防水片材
    TPO防水片材兼有橡胶的物理性能和聚丙烯的可焊接性,不含增塑剂、耐臭氧、化学物品及某些烃油,有防火产品,耐微生物侵蚀,有无氯和无臭的产品,可用于垃圾填埋场,白色膜节能,可再生利用,是*为理想的环保材料,因而一经投产便受到欧、美、日等发达国家的青眯。欧洲的15个PVC防水片材生产厂家均已生产TPO防水材料。TPE(即欧美的TPO)成为日本防水片材的亮点,年产量已在百万平方米左右,日本国家标准中已经载入。美国的TPO发展*为迅速,近年来呈2位数增长,在2006年的新建屋面市场中已占19%,在修理屋面中则占16%,均超过PVC防水片材。71%的承包商对TPO的功能满意,据近期报道,有2家大型屋面材料厂又建新线,以满足日益增长的需要,估计用量还会有新的增长。
    美国的TPO防水片材生产技术居世界领*地位:
    (1)幅宽有1.9m、2.4m、3.05m和3.66m;
    (2)多数为增强型的,织物面层的厚度达到0.38mm+-10%,而其它国家的为0.24~0.31mm;
    (3)有阻燃产品;
    (4)产品质量优于欧洲产品,如美国的热老化条件为116oC、28d,而欧洲的为100oC、28d或80oC、60d;
    (5)白色产品反射率高达87%;
    (6)专利自粘TPO片材及自粘配套材料安装快而安全,符合“能源之星”要求,具有长期耐久性。
    四、建筑防水涂料
    传统的沥青防水涂料性能欠佳,在地上防水中逐渐被聚氨酯、喷涂聚氨酯泡沫、丙烯酸和硅酮防水和保护涂料所取代;在地下防水中则主要被渗透性防水涂料、聚氨酯防水涂料和聚合物水泥防水涂料所取代。
   聚氨酯防水涂料是功能*好、用量*大的建筑防水涂料,日本用量已超过4万t,在各种防水材料施工面积中约占28%。各国都有各具特色的产品,法国Soprema公司的单组分聚氨酯防水涂料处于领*地位,固含量大于90%,粘结性、气密性和防水性良好。日本产品有单组分和双组分之分,多数为双组分,分为外露型和非外露型,在屋面上使用提供10年的保证期。日本重视聚氨酯防水涂料复合防水工法的开发,已有改性沥青卷材加聚氨酯防水涂料的防水工法,正在开发聚氨酯与聚脲复合、聚氨酯加FRP(玻纤增强聚酯)等复合防水工法。发展方向是开发高性能产品,光泽保持率80%以上,防水层寿命延长到20年、30年甚*50年;开发环境适应型和无溶剂型产品;开发机械施工和超硬聚氨酯及拓宽用途。聚氨酯防水涂料应用广泛,屋面外墙、地下、内墙、敞廊、房檐、浴室、蓄热槽和接水槽均可使用。在日本新建外墙防水中占18.5%(第2位),在新建的阳台、屋檐中占68%(第1位),在修理的有保护屋面防水中占22.0%(与沥青热粘工法并列第1),在修理的外墙防水中占11.8%(第2位),在修理的阳台、屋檐中占74.2%(第1位)。
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