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    聚乙烯丙綸防水卷材及應用
    發布時間:2014-08-09
     聚乙烯丙綸防水卷材應用至今已有16年的時間。在這16年中對卷材的防水性能、產品質量及膠粘材料等問題眾說紛紜,褒貶不一。尤其是在2000年以后,聚乙烯丙綸防水卷材以其設備投資少、生產工藝簡單、產品價格低廉等特點,一時在國內大面積應用,得到市場青睞,給開發商節省了大量的工程成本,也給造假者填滿了腰包。這種材料市場份額大,工程應用面廣,帶來的問題也相應多,國家2000年發布GB18173.1-2000《高分子防水卷材第一部分片材》標準與2004年3月18日建設部發布的《建設部推廣應用和限制禁止使用技術》第218號令,其目的也是一目了然。就聚乙烯膜這種防水材料的防水性能來講是無可厚非的,它良好的防水性能,卓越的延伸率和優異的耐腐蝕性在某些防水領域是一種不可替代的防水材料。在多年來防水工程的應用中,成功的應用占相當的數量,失敗的也不勝枚舉,而失敗的因素也是多方面形成的。


      一、卷材質量與厚度的關系建設部2004年218號令規定聚乙烯丙綸防水卷材聚乙烯膜的厚度應在0.5mm以上,在此公告下發以前實際各地使用的聚乙烯丙綸防水卷材以300g/m2為多。300g/m2卷材聚乙烯膜的厚度實際不足0.3mm,這種厚度的卷材顯然薄了一些,它的耐穿刺性能也相應薄弱。

      卷材的厚度對延伸率、抗拉強度、不透水性及耐穿刺等指標都有直接影響。究竟多厚為宜,GB50108-2001《地下工程防水技術規范》和GB50208-2002《地下防水工程驗收質量規范》規定合成高分子防水卷材厚度為1.2或1.5mm以上。這些規定無疑對聚乙烯丙綸防水卷材的質量起到保證作用。但在實際施工應用中,1.2mm厚的聚乙烯膜柔韌性能不佳,廠家在生產這種卷材時,通用的原料是線性聚乙烯,而且《規范》對卷材生產過程的投料標準及產品柔韌性能沒有具體要求,這種硬挺的卷材給施工帶來了相當大的問題。

      首先,1.2mm以上厚度的卷材對凸凹不平的基面無法粘牢,尤其是對陰陽角、轉角處及異型部位更難處理。有的單位提出熱熔法,假如說對平面直縫可以熱熔焊接,但對特殊部位的焊接卻很難操作,這種材料不同于用火加熱就可以施工的SBS改性瀝青卷材。

      例如:北京某地下工程設計兩遍聚乙烯丙綸防水卷材,每遍1.2mm厚,一遍未做完就漏得遍地是水,陰陽角部位都空鼓,轉角處都漏水,所謂的聚合物粘接料在這么硬挺的材料面前顯得無能為力。根據筆者多年來的施工經驗曾建議施工方采用0.4~0.5mm厚的卷材多做幾遍,總厚度不低于設計要求,其效果是比較不錯的。在實際施工過程中諸多的施工單位都遇到了相同的問題,就此而言,別說1.2mm厚度以上的卷材,即便厚度在0.5mm以下的卷材,漏水的原因絕大部分也是邊角處理不好所至。

      這樣厚度的聚乙烯丙綸防水卷材的柔韌性能在生產過程中是可以解決的,如使用乙烯-醋酸乙烯可以很好解決卷材存在的硬性問題,但由于成本較高,卷材的市面售價較低,因此誰也不愿意增加這種成本。筆者認為,在聚乙烯丙綸防水卷材的施工應用中,影響到防水施工質量的原因固然很多,但對邊角和異型部位的處理則是重中之重,如果用市面上常規的1.2mm以上這種厚度的卷材去施工,使用聚乙烯醇類膠粘劑或聚合物類膠粘劑,對邊角和異型部位的粘接誰也無能為力。因此,卷材的厚度固然重要,但因厚度的增加而帶來的相應問題是絕對不能忽視的。


      二、一次成型和二次復合型聚乙烯和丙綸對光老化和熱老化都特別敏感,對這種材料的使用,尤其屋面使用的產品應摻入一定量的抗氧劑,摻有抗氧劑的卷材在使用過程中也必須做砂漿保護層。砂漿保護層有兩種作用,一是對成品直接形成保護,二是對光和熱有一定的屏蔽作用。二次復合成型的聚乙烯丙綸防水卷材的聚乙烯膜需經過二次加熱,無疑將會對卷材的使用壽命形成影響,GB178173.1、FS2類(聚乙烯丙綸防水卷材屬于這一類)規定,在80℃熱空氣老化168小時后斷裂拉伸強度保持率為≥80%,膠斷伸長率保持率為≥70%,可以證明熱對它的影響,何況二次加熱時所達到溫度遠遠高于80℃。

      在218號公告下發前,市面上應用的聚乙烯防水卷材基本上都是二次加熱復合產品,而且再生料的產品占多數,218號公告的下發無疑是對全國眾多的二次復合成型生產企業的致命一擊。因此,精明的設備廠家瞄準市場,不到一年的時間就由諸多的廠家生產出形形色色的一次成型的聚乙烯丙綸防水卷材生產設備,而且這種設備要比二次復合成型的設備更能利用再生料。

      眾所周知,所謂的二次復合成型一般是先將乙烯原料加工成膜后再通過設備將乙烯膜和丙綸纖維布熱合在一起,成為聚乙烯丙綸防水卷材成品。乙烯成膜的過程中多以吹膜為主,如使用再生料吹膜則要注意很多問題,再生料的來源特別雜,各種再生料的熔融指數差異過大,在成膜的過程中,往往形成破膜現象。因此,聚乙烯膜生產廠使用再生料生產時,也會盡量選用一些熔融指數相近的再生料。

      而一次成型擠出的機器設備則不用吹膜過程,原料經擠出機直接擠成片狀和丙綸纖維布熱合在一起,這種機器對再生料的利用更有獨到之處,只要是能夠熔化的再生料都可經加溫一并擠出,完全可以忽略原料中多種不同熔融指數的問題,越厚越好加工。也就是說,全部用再生料采用一次成型擠出方式生產出的聚乙烯丙綸防水卷材,很容易達到GB18173.1-2000標準中的幾項常規檢測指標,這種“達標產品”經過包裝,摻點色母料,熱合兩面丙綸纖維布,堂而皇之地走進市場,使標準顯得蒼白無力,公告顯得無所作為。

      聚乙烯丙綸防水卷材在二次復合成型中的聚乙烯膜和丙綸纖維都需經受兩次熱空氣老化的影響,一次成型的聚乙烯丙綸防水卷材中的聚乙烯膜可減少一次熱老化影響,而丙綸纖維仍要受兩次熱老化影響。一次加熱成型和二次加熱成型究竟有多大差異?對產品的使用壽命究竟能影響到什么程度?定性而不定量操作起來也很困難。實際上對某一種防水材料的防水性能影響的因素很多,如果我們過分地強調一種影響因素而忽略了其他不利因素,其結果也未必能盡如人意。


      三、膠粘材料聚乙烯丙綸防水材料的應用伊始,它的粘接材料是107膠和水泥漿。107膠的生產是聚乙烯醇縮甲醛,因國家禁止使用,后改用801中性膠。但有個問題是專家學者沒法通過的,這種剛性的粘接劑怎樣能和卷材的延伸率相匹配,怎么能夠適應基層的變形要求?于是生產廠家又推出多種粘貼材料,以便適應卷材的粘接要求。究竟哪種粘接材料更實用,《規范》沒有具體規定。

      從聚乙烯丙綸防水材料的生產工藝上看,無論一次成型或二次復合都必須將丙綸纖維布熱融在乙烯膜上,然后用膠粘劑涂刷在基層和丙綸纖維布上,丙綸纖維與丙綸纖維之間完成粘接,實質上這種粘接是由粘接劑滲透到丙綸的纖維孔隙中對纖維形成一種包裹。

      對聚乙烯膜的粘接技術無論國內外都是一直沒有解決的難題,市場上所謂的聚乙烯膜的膠粘劑售價昂貴,質量究竟如何,也沒法考證。假如用這種膠粘劑做聚乙烯丙綸的粘接材料,造價要比卷材的價格還要高,這種低價位的卷材就不能談性價比了。

      目前市面上通用的膠粘劑基本上有兩種,一種是聚乙烯醇膠配制的水泥膠粘劑,一種是摻有聚合物類的水泥膠粘劑,無論哪種膠粘劑,都應用了水泥自凝這一特點。聚乙烯醇膠配制的水泥膠粘劑,除自身剛性材料不適應變形要求外,對于屋面粘接也不適應。因屋面較干燥,過分干燥使膠粘劑中的水泥很難完成水化過程,往往使水泥過早粉化,這種粉化的水泥既沒有粘接的性能,也沒有強度,后果可想而知。

      摻有聚合物的水泥膠粘劑因在水泥中摻入聚合物乳液的成分使這種水泥膠粘劑的粘接能力提高,這種膠粘劑固結后呈彈性狀態,能適應基層的輕微變形,對防止基層的開裂卻不一定能勝任。聚合物水泥膠粘劑的彈性和延伸率取決于聚合物乳液和水泥的摻量,乳液的摻量越大,成品的延伸率越大,反之則小。但也相應帶來了固化時間的問題,它的固化條件一是靠水泥吸收乳液中的水分發生水化反映固化,二是靠乳液中的水分蒸發,水分蒸發的速度受溫度、大氣濕度和通風環境影響較大。筆者曾用乳液和水泥1:2的聚灰比在20℃環境下做過卷材粘接實驗,這種粘接劑的延伸率約在80%左右,結果48小時也不固化。其原因是乳液中的水分由于被聚乙烯膜封閉,不能被蒸發也就不能固化。聚合物水泥的膠粘劑要想固化快,必須加大水泥用量,主要靠水泥的水化反映加快固化速度。因此,這種膠粘劑的固化時間和抗變形能力始終是矛盾的。


      聚乙烯丙綸防水卷材表面加工粗糙,往往和基層的粘接強度要大于其他卷材。同時,又帶來相應的問題,對極大的“零延伸”做如何解釋,有人提出在卷材的接縫處加蓋條,顯然加蓋條又增加了一道密封,有益無害。但理論上并不能說因此而解決了封縫膠的延伸率問題。也有人提出用聚醚型聚氨酯做封縫膠,或者在卷材上涂一層聚氨酯然后加蓋條,以此來解決封縫膠的延伸率問題。

      筆者認為這種想法理論上通得過,但實際上根本行不通。首先,對這種卷材的膠粘劑誰也不會用高檔的聚氨酯做底涂膠,通用的是聚乙烯醇類的水泥膠或聚合物類的水泥膠。在卷材的施工中通常都是將卷材下方的膠粘劑用刮板均勻刮開、刮平、趕出氣泡,但卻沒法做到膠粘劑剛好刮到卷材的接縫邊緣,而又不會在卷材的接縫中被擠出。當水泥性質的膠粘劑被擠出接縫以后,怎么清理,什么時候清理,不清理行不行,如何再用聚氨酯封縫或加蓋條,這些都是問題。

      筆者認為,對這種卷材的粘接,無論使用聚乙烯醇膠配制的膠粘劑,還是使用聚合物水泥類的膠粘劑,無論加蓋條與否,都應在接縫處涂刷一道高延伸率的聚合物水泥防水涂料涂層,厚度不得低于2mm,寬度約50mm.主要考慮當卷材粘貼過程中,即便縫中擠出少量的水泥類膠粘劑,從材料的相容性來講也無所謂,況且這種涂料涂刷在卷材上面的接縫處并不影響它的結膜和固化時間。以此來彌補卷材封縫材料的不足之處,使其對基層的變形更有適應性。

      據有關資料介紹,在15年的時間里,聚乙烯丙綸防水卷材在工程中的應用已突破3000萬m2,在中國建材市場爭得一席之地。但無論從產品質量、施工技術、附屬材料及設計應用各方面同樣也暴露了很多問題。因此,市場應該進一步規范,技術應該盡快完善,設計應該盡量合理,是這種大眾化的防水卷材,在中國的建筑防水市場發揮更好的作用。


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