高性能熱塑性聚烯烴防水卷材研究

于洪鋒　李婷　吳園斌　徐海軍

摘 要：本文首先介紹了高性能熱塑性聚烯烴防水卷材發(fā)展?fàn)顩r，其次深入分析了高性能熱塑性聚烯烴防水卷材問題，最后探討了高性能熱塑性聚烯烴防水卷材重要技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高性能;熱塑性聚烯烴;防水卷材

0 引言

熱塑性聚烯烴彈性體防水卷材是一個(gè)性能較高的聚烯烴產(chǎn)品，也是當(dāng)前新型聚合物防范水的卷材產(chǎn)品，其主要組成成分有烯烴的聚合物（乙烯、丙烯以及一些環(huán)烯烴等）、橡膠與各類型的添加劑，最重要的成分便是CH化合物，沒有雙鍵以及其他的化學(xué)元素。不僅具有三元乙丙橡膠（乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物）防范水的卷材產(chǎn)品的耐天候性，而且有聚氯乙烯（PVC-U）型材防范水的卷材產(chǎn)品的可焊性，從整體而言性能優(yōu)良。因而，生產(chǎn)高性能熱塑性聚烯烴防范水的單層卷材產(chǎn)品，提升防水卷材的品質(zhì)與使用時(shí)間，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化重要技術(shù)的發(fā)展，是現(xiàn)階段國內(nèi)與國外建筑防水領(lǐng)域一個(gè)新的研究方向，具有深遠(yuǎn)的意義。

1 高性能熱塑性聚烯烴防水卷材發(fā)展?fàn)顩r

上世紀(jì)80-90年代，伴隨從歐美國家引入的單層屋面系統(tǒng)在我國迅速發(fā)展，我國將EPDM橡膠防范水的卷材產(chǎn)品引入，其特點(diǎn)是耐天候性較好，但是因?yàn)槠浣涌诘慕ㄔO(shè)質(zhì)量沒有辦法獲得很好地保證，較為容易埋下安全隱患。之后，我國出現(xiàn)了聚氯乙烯（PVC-U）型材防范水的卷材產(chǎn)品，運(yùn)用熱風(fēng)焊接的辦法進(jìn)行接口，有效地處理了防范水卷材產(chǎn)品的接口問題。然而聚氯乙烯（PVC-U）型材防范水卷材產(chǎn)品的柔軟又堅(jiān)硬的性質(zhì)主要依托于增加塑性的助劑（例如DEHP），長時(shí)間使用會出現(xiàn)增塑劑遷移老化的狀況，進(jìn)而使得卷材產(chǎn)品作用大大減弱，最后失去利用的價(jià)值，并且該種卷材產(chǎn)品存在Cl元素以及重金屬等污染的危險(xiǎn)。近些年，第3代單層屋面防水系統(tǒng)慢慢出現(xiàn)，其中以高性能的熱塑性聚烯烴彈性體（TPO）防水卷材為代表，該種卷材產(chǎn)品將上述兩種產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，可以很好地處理各類型運(yùn)用環(huán)境的工程漏水問題，是我國住建部門的一個(gè)重點(diǎn)關(guān)注對象。和原先的瀝青防范水卷材產(chǎn)品相比較，TPO防范水卷材產(chǎn)品有著很多優(yōu)勢，例如沒有污染、使用時(shí)間長、可以回收、反射節(jié)約能源等，逐步受到人們的重視。

TPO防范水的卷材產(chǎn)品是高性能以及環(huán)保、新型的防水卷材的典型代表，在歐美以及日本的多個(gè)國家將其大范圍地運(yùn)用于屋面系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，該產(chǎn)品在國外的馳名品牌有海納爾、杰士曼、蓋福GAF等。在國外防水卷材產(chǎn)品市場，TPO防范水的卷材產(chǎn)品市場占有份額已經(jīng)大大超出了聚氯乙烯以及三元乙丙橡膠卷材產(chǎn)品。

現(xiàn)階段我國這種類型的高分子防范水的卷材產(chǎn)品制造技術(shù)以及品質(zhì)較為滯后，僅僅約是歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家二十至三十年前的水平。實(shí)際上，有關(guān)技術(shù)在外國處于嚴(yán)格的保密狀態(tài)，在國內(nèi)相關(guān)企業(yè)與研究單位也未能掌握關(guān)鍵技術(shù)。如若該種狀況長時(shí)間下去，我國的高分子防范水的卷材產(chǎn)品將只能夠長期處在領(lǐng)域的末位，這極大地不利于我國創(chuàng)建創(chuàng)新型國家。因而，研究在嚴(yán)酷的環(huán)境狀態(tài)下高性能防范水的卷材產(chǎn)品有著十分重要的價(jià)值與意義。

2 高性能熱塑性聚烯烴防水卷材問題

因?yàn)槭彝膺\(yùn)行的環(huán)境狀況比較差，怎樣進(jìn)一步提升高性能熱塑性聚烯烴彈性體（TPO）防范水卷材產(chǎn)品的耐天候以及耐老化作用，優(yōu)化有關(guān)產(chǎn)品的施工性質(zhì)與效用，已經(jīng)成為該領(lǐng)域中這種類型的防范水卷材產(chǎn)品推廣研究的重要課題。

在使用熱塑性聚烯烴彈性體（TPO）防范水卷材產(chǎn)品的時(shí)候，一般是在項(xiàng)目保溫層的外部直接設(shè)置安排，此后運(yùn)用熱焊接的辦法將其均勻固定地把挨著的防范水卷材產(chǎn)品焊連在一起，構(gòu)成一個(gè)整體。在具體運(yùn)用的過程中，防范水卷材產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)能承受風(fēng)吹日曬、高低溫度的變化等各種考驗(yàn)，與此同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行阻燃避免成為項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)的較弱部分。從建設(shè)的視角看，防范水卷材產(chǎn)品的熱焊接技術(shù)使用不僅簡單方便，而且焊接部分時(shí)間長久又牢固。

因?yàn)楦咝阅軣崴苄跃巯N彈性體（TPO）防范水卷材產(chǎn)品在性質(zhì)、效用與質(zhì)量方面有著較高的要求，并且應(yīng)當(dāng)有原材料、制成半成品工藝、建設(shè)技術(shù)等若干個(gè)方面有著一定的配合，才可以生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。該種類型的產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)多年類被歐洲、美國以及日本等一部分企業(yè)壟斷，并且具有較高的保密性。國內(nèi)采用的高性能熱塑性聚烯烴彈性體（TPO）防范水卷材產(chǎn)品長時(shí)間大體上均是來自國外，并且費(fèi)用很高。國內(nèi)的一些生產(chǎn)企業(yè)制造的產(chǎn)品質(zhì)量不高，性質(zhì)與效能不符合標(biāo)準(zhǔn)，不同批之間有一定的差別，應(yīng)用范圍有限。

近些年，雖然我國國內(nèi)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的飛速發(fā)展，一些產(chǎn)業(yè)在逐步轉(zhuǎn)移，但因?yàn)檫@種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝自身的技術(shù)有很大的難度。有關(guān)的制造設(shè)備雖能夠買到，但是要想制造出品質(zhì)優(yōu)、性能可靠、和國外比肩的產(chǎn)品仍需要長期的研究和發(fā)展。因此，生產(chǎn)性能優(yōu)良、價(jià)位適當(dāng)?shù)母咝阅芸估匣療崴苄跃巯N彈性體（TPO）防范水卷材產(chǎn)品已經(jīng)刻不容緩。如若成功，既有著較高的商業(yè)價(jià)值，還可以推動建筑體防水領(lǐng)域的發(fā)展。

3 高性能熱塑性聚烯烴防水卷材重要技術(shù)

高性能熱塑性聚烯烴TPO防范水卷材的構(gòu)成部分為TPO樹脂、被填充于其他物體中的物料、抗紫外線用劑、阻止燃燒用劑、顏料以及增強(qiáng)織物等，在這些組成成分中抗氧化劑、阻止燃燒用劑發(fā)揮著決定性的作用。但是組成成分中有較多的用劑又會出現(xiàn)相容性問題，會極大地影響高分子材料的處理效能以及制成品的力學(xué)效能。與此同時(shí)，一些小分子用劑會跟隨時(shí)間的推移到達(dá)制成品的表層。因而，在設(shè)計(jì)的過程中，可以把各類型的阻止燃燒用劑、抗氧化劑以及抗紫外線用劑進(jìn)行裹住。這樣不僅較大程度地限制用劑的移動、提高使用的可靠性，還可以極大地發(fā)揮效用，促進(jìn)效率的提升。

TPO樹脂的主要構(gòu)成部分大分子對防范水卷材產(chǎn)品的性質(zhì)與效用發(fā)揮著決定性地作用，當(dāng)前我國相關(guān)制造企業(yè)運(yùn)用的TPO樹脂主要構(gòu)成部分都是由樹脂生產(chǎn)制造商敲定，這就使得制造出來的防范水卷材產(chǎn)品可調(diào)節(jié)功能相對較差。因而，要想提升與突破應(yīng)用的性質(zhì)和效能，應(yīng)當(dāng)從根本上開展TPO樹脂的設(shè)計(jì)與制作工作。

高性能熱塑性聚烯烴TPO防范水卷材產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)借助螺桿擠出機(jī)熔融塑化共混生產(chǎn)制成，但是卷材的塑化效果、混合分布狀況等會受到螺桿擠出機(jī)中的螺桿組合設(shè)計(jì)的影響。例如設(shè)計(jì)螺桿組合剪切力，極大地影響著材料的混合效果。所以，應(yīng)當(dāng)對螺桿組合設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)化的探究，敲定最好的組合技術(shù)。

4 結(jié)語

近些年，在“環(huán)?！崩砟畹尿?qū)動下，建筑防水領(lǐng)域不斷向著“節(jié)約能源、減少排放、節(jié)省耗材”的方向發(fā)展。建筑物防水與建筑的安全等有著密切的關(guān)系，怎樣確保建筑防水達(dá)到很好的效果，已經(jīng)成為各行各業(yè)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。從整體上而言，建筑防范水的卷材領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)收益數(shù)據(jù)較為樂觀，整體增長較為平穩(wěn)，這離不開經(jīng)濟(jì)的迅速增長。因?yàn)楫?dāng)前鋼結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，各類建筑如雨后春筍般出現(xiàn)，建筑物的使用時(shí)間與質(zhì)量要求都在逐步提升，尤其是汽車、煙草、造紙、食品等行業(yè)的工廠房屋與構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)較為繁雜，對屋頂防水能力提出更高的要求，這恰是高性能熱塑性聚烯烴TPO防范水卷材產(chǎn)品提高市場占有率的絕佳機(jī)會。建筑行業(yè)防范水的材料與建筑行業(yè)節(jié)能產(chǎn)品以及技術(shù)有著密切的關(guān)系，在節(jié)約能源、降低能耗方面將發(fā)揮著十分重要的作用。防水材料將向著“一體化”以及“系統(tǒng)化”方向發(fā)展，有著較為廣闊的發(fā)展前景。

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