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    多層纖維內增強聚氯乙烯防水卷材的研究
    發布時間:2014-08-09
    摘要:堅持自主創新之路,采用獨創的涂層重熔技術和浸漬刮涂法工藝生產的創新產品多層纖維內增強聚氯乙烯防水卷材。并且為國內單層屋面技術發展做出了貢獻。該產品技術指標全部達到和部分超過德國標準化學會DIN16734【1】標準。


    關鍵詞:聚氯乙烯防水卷材;單層屋面


    序言
        隨著建筑業的發展,工程結構的高、大、輕對防水材料提出了使用年限長、維修方便、防水效果可靠的高標準要求,從而推動了世界防水材料發展。世界各國試驗開發了大量了新型防水材料,高分子材料以其彈性或彈塑性、使用壽命長、技術性能好、施工簡易、重量輕、污染小的特點也迅速淘汰了瀝青油氈等老一代的防水材料。
        建筑屋面領域長期依賴瀝青基材料的現狀正逐步被節能環保的單層屋面材料所替代。而單層屋面正是節約能源、保護環境的建筑防水發展趨勢,因此世界各國屋面工業界對單層屋面防水給予高度重視,不斷研發新型材料推動單層屋面防水的發展,使其成為屋面市場的主導產品。
    我國在2007年8月成立了中國建筑防水材料工業協會單層屋面技術專業委員會,推動單層屋面技術在中國的發展。上海贊科防滲漏工程科技有限公司針對單層屋面防水技術堅持自主創新道路,已與2004年就啟動了單層屋面技術的研究和研發工作,通過四年的時間成功研制了技術參數高于國外先進標準的“多層纖維內增強PVC防水卷材”系列產品,為我國的單層屋面技術發展做了貢獻。

     

    一. 產品的創新性
    1. 原材料
    本研究是在以國外先進單層屋面防水體系標準的基礎上進行的,單層屋面防水對產品有更高的性能要求,如拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂力等,應用性能如:熱時效尺寸變化率、剪切狀態下的粘合性等。普通PVC卷材和多層纖維內增強PVC卷材的部分性能對比見表1.
    表1 普通PVC卷材和多層纖維內增強PVC卷材的部分性能對比(略)

    通過表1可以看出,多層纖維內增強PVC防水卷材的性能明顯優于普通PVC卷材。拉伸強度和斷裂伸長率性能方面可通過優選胎基實現;熱時效尺寸變化率等將通過優化增塑劑等化學助劑配方實現。因此,在原材料選用上有著更高的要求。

    1.1胎基
    胎基布是決定多層纖維內增強PVC防水卷材拉伸強度及斷裂伸長率的關鍵因素。通過比較天然織物和化纖織物的性能,發現化纖織物在受外部條件影響下,在不破壞其既有物理狀態下,穩定性比天然纖維更高。本產品選用維綸、滌綸等聚酯化纖織物為胎基。


    1.2聚氯乙烯
    聚氯乙烯樹脂,主要成份為聚氯乙烯,另外加入其他成分來增強其耐熱性,韌性,延展性等。本產品使用高性能的聚氯乙烯糊狀樹脂。
    表面的PVC涂層可根據不同用途,著重加強某方面的性能,如防酸防堿、防紫外等等。

    1.3化學助劑
    高聚物中加入高沸點、低揮發性的小分子,改變PVC的力學性質,降低PVC玻璃化溫度,使其受溫差影響降低到最低。當分子量較低時,聚合物的Tg隨分子量增加而增加。當分子量超過一定值(臨界分子量)后,Tg將不再依賴于分子量了。
    根據Fox-Flory導出Tg與Mn關系如下:
    Tg=Tg(∞)-K/Mn
    Tg(∞)為臨界分子量時聚合物的Tg,K為特征常數。

    2. 生產工藝
    采用獨創具有自主知識產權的涂層重熔技術和浸漬刮涂法生產工藝。以維綸,滌綸等化纖織物為胎基,涂敷PVC糊狀樹脂,配加耐遷移增塑劑、阻燃劑、防霉劑、抗靜電劑、抗紫外線劑等多種化學助劑,經高溫塑化而成。
    浸漬刮涂法工藝以纖維織物為胎基雙面涂敷PVC糊狀樹脂,便于不同強度的纖維織物涂敷不同要求的PVC漿料達到不同種類的防水需要(諸如:阻燃防水、耐寒防水、耐酸堿防水、耐老化防水)。
    將二種(或多種)不同種類的防水膜采用獨創的涂層重熔技術將二種(或多種)不同種類的防水膜重熔成“多層纖維內增強PVC防水卷材”。這種涂層重熔技術的特點是使產品結構上起了根本的變化,通過二種不同種類的防水膜重熔后剖析產品截面可以看到,該產品形成五層材料,依次為:PVC膜—纖維織物—PVC重熔膜—纖維織物—PVC膜(圖1)。
    中間的PVC重熔膜經過涂層重熔技術,提高PVC膜的強度;由于高溫的影響,增塑劑將被破壞,從而使增塑劑的含量降低,解決了國內外較難解決的增塑劑遷移問題,;將PVC涂層針狀氣孔全部消除,增強其密實性,又有二層纖維織物的保護形成PVC重熔膜不直接暴露在空氣中的耐老化構造,有效分解外力作用,延長了使用年限,通過不同材質的胎基進行組合,力學性能達到充分優化形成優勢互補,使用該制作生產工藝可以開發多系延伸產品。

    圖1多層纖維內增強PVC防水卷材橫剖面

     

    圖2
     

    3. 產品特性
    多層纖維內增強PVC防水卷材具有防水、防霉、阻燃、耐寒、耐老化、防靜電等性能,且該產品拉伸強度,斷裂伸長率,撕裂力全部達到和部分超過德國DIN16734-86標準?筛鶕䦟嶋H需要生產不同功能,不同顏色,不同厚度的產品,外觀絢麗多彩,令人賞心悅目,表面經特殊處理起防滑作用,且幅寬大至2m,可用熱封焊接工藝進行接縫焊接施工省時省工省料。

    二. 產品的技術指標
    1. 性能指標
    多層纖維內增強PVC防水卷材系列產品起點高,參照德國DIN16734-86標準作為企業標準,經上海市建筑材料及構件質量監督檢驗站檢測其各項物理性能指標全部達到或部分超過DIN16734-86標準。

    表2  檢測數據與標準對比表(略)


    此外,該產品還通過了上海市皮革質量監督檢驗站的崩破強度測試,達到774.2N/mm。以及SGS中國的八大重金屬轉移測試(遵從歐洲標準EN71 Part3:1994+ A1:2000【3】)。

    2. 權威評價
    該產品得到國家標準化管理委員會授予的“采用國際標準產品標志證書”。2007年初被上海市科委認定為“上海市高新技術成果轉化項目,A級”,被上海市工業系統科技情報中心、上海市建委科技部認定在同類產品中達到“國內領先,國際先進”的稱號。并擁有一項發明專利:200610026844.9(已公告)。

     


    圖3采用國際標準產品標志證書
     

    圖4 采標標志
     

    三. 先進施工
    實踐是檢驗真理的唯一標準,本公司科技人員根據國外的施工方法及我國國情設計了施工配套措施,用空鋪法、條粘法、滿粘法和機械固定法進行實際操作,施工優質、便捷、靈活、高效,施工速度比普通PVC卷材快2—3倍,特殊節點、疑難節點靈活處理,使得先進的材料能夠發揮其更優的效果。目前已成功使用在機場、加油站、酒店、民用住宅、會所、化學冶煉池等建筑設施中。
    2008年由上海市建設管理總站制定出版了《上海市推薦性產品應用圖集》和《應用技術規程》。


    四. 市場性價比分析
    1. 合理可靠,壽命延長
    表3 不同防水卷材屋面防水等級設防要求和合理使用年限比較表(略)


    2. 市場價格及前景
    美國單層屋面防水技術為世界領先技術,按美國ASTM D4434-2007【5】標準,多層纖維內增強PVC防水卷材委托國家權威檢測機構進行檢測,有望達到和超過美國ASTM D4434-2007標準的性能技術參數。而價格僅為美國及歐洲單層屋面防水卷材的四分之一至三分之一。

    結束語
    據專家預測,到2010年,新型防水材料將主導防水材料市場,城鎮永久性建筑采用新型防水材料的比例達到80%以上【6】。單層屋面技術將在中國積極快速的發展,通過產品的研發運用和實踐使我們找到了方向,堅定了信念。只要我們堅持科學發展觀,不斷努力學習和創新,單層屋面系統技術在中國一定能夠獲得成功。

     

    參考標準及文獻
    【1】. DIN16734-86,合成纖維增強劑的增塑聚氯乙烯塑料屋頂板與瀝青不相容要求,
    德國標準化學會,1986
    【2】. GB12952-2003,聚氯乙烯防水卷材,
    中華人民共和國國家標準,2003
    【3】. EN71 Part3, 1994 + A1:2000 玩具安全-第3部分:某些元素的轉移
    EU Toys Standard ,歐盟玩具安全標準,2000
    【4】. GB50345-2004,屋面工程技術規范,
                中華人民共和國國家建設部,2004
    【5】. ASTM D4434-07,聚氯乙烯屋面板,
    Standard Specification for Poly(Vinyl Chloride) Sheet Roofing,
                美國材料與實驗協會,2007
    【6】. 鄭寧來,21世紀我國高分子防水材料發展,江蘇化工,
            2000年4月,第28卷第4期。


    聯系人:王先生 手機:13412664147
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