分析新型PVC防水卷材耐候性

分析新型PVC防水卷材耐候性

苑学珍 ,梁智胜

天津滨海澳泰防水材料有限公司

摘要：PVC防水卷材是新型的建筑装饰材料，工艺要求比较高，本文通过对PVC防水卷材的特性、控制要点方面的分析，探讨了新型PVC防水卷材耐候性。

关键词：PVC防水卷材；工艺流程；耐候性

随着施工技术的不断发展，新型防水材料也在不断更新，在中国建筑市场上，形成了防水涂料、封闭材料、沥青改性防水卷材、刚性止水堵漏材料、合成高分子防水卷材五大类共存现状，其中聚氯乙烯(PVC)屋面防水材料作为国家级新产品，因其优良的防水性能、施工便捷、造价低、安全环保等特点，在防水体系中具有较强优势。本文对新型防水材料的性能进行了研究，并对其应用效果进行了分析。

1、PVC防水卷材的优点
    1.1树脂生产量大，原料来源丰富，价格适中,加入其它辅助材料后可加入大量的改性填料,使得PVC防水卷材的价格可以大大降低,具有了生产和推广应用的必要条件。

1.2 PVC为极性高分子材料，与其他极性材料互溶性好，改性途径多，通过改性和优化配方以后，可以大大提高其老化性能和其它物理性能。其主链上无双键结构，因而耐臭氧和氧化性能好，不易受臭氧氧化而老化。  

1.3易焊接，这是热塑性PVC防水卷材最大的特点，其相互搭接处可用自动控温的焊枪或焊机热焊，因焊接处的材质和PVC卷材的材质一致，解决了例如三元乙丙无法解决的搭接难题，这给施工带来了很大的便利。  

1.4 PVC防水卷材抗水蒸汽渗透性和抗穿透能力很强，特别适用于地下工程，水利工程，PVC树脂具有阻燃性能，但加入增塑剂后阻燃性能有所降低，只要稍加改性就可生产出阻燃级的防水卷材，其价格与其他防水卷材阻燃级的相比，价格是最低的。PVC具有绝缘性，因此PVC防水卷材具有抗静电，绝缘的特点。耐化学腐蚀，抗菌防霉及耐磨性优良。  

2、新型PVC防水卷材耐候性分析

2.1 增塑剂对PVC防水卷材耐老化性能的影响

添加在PVC防水卷材中的增塑剂一般为小分子物质，由于增塑剂的相对分子质量和结构的不同，使其耐热性和耐老化性也有所差异。增塑剂在热的作用下容易挥发与迁移，造成PVC防水卷材的老化。为此选用了常用的 DOP和 TBC这两种增塑剂对PVC防水卷材的耐老化性能进行探讨。

2.1.1 力学性能

增塑剂加入量对制品老化前后断裂伸长率的影响如图1。

图1 增塑剂加入量对制品断裂伸长率的影响

由图1可知：随着TBC或DOP加入量的增加，老化前后的变化趋势是一致的。老化前后，随着增塑剂质量增加，PVC 卷材的断裂伸长率均增加。相同的配方，老化后的断裂伸长率小于老化前。这是因为DOP和TBC作为小分子增塑剂，减小了分子间的作用力，使样品的断裂伸长率增大，但在老化过程中，增塑剂受热易发生迁移现象，使老化后的断裂伸长率降低。无论是老化前还是老化后，添加相同质量增塑剂，TBC体系的断裂伸长率大体上总是大于 DOP体系的断裂伸长率。

增塑剂加入量对制品老化前后拉伸强度的影响如图 2所示。由图 2可知：老化前后，随着增塑剂质量增加，PVC 卷材的拉伸强度均降低。相同的配方，其老化后的断裂伸长率虽略有下降，但是其拉伸强度却比老化前增大。这一方面是因为增塑剂的慢慢挥发，另一方面是因为 PVC分子链发生交联反应。无论是老化前还是老化后，添加相同质量增塑剂，TBC体系的拉伸强度大体上总是大于 DOP体系的拉伸强度。

图2 增塑剂加入量对制品拉伸强度的影响

2.1.2 力学性能保持率

增塑剂加入量对制品断裂伸长率保持率的影响如图3所示。从图3可以看出：随着增塑剂质量的增加，制品的断裂伸长率保持率均呈下降的趋势，且下降的程度越来越大。这是因为增塑剂含量越高，老化后增塑剂渗出的越多，断裂伸长率的变化程度也就越大。这说明增塑剂含量较大时，对老化后PVC卷材的断裂伸长率影响较大，使其耐老化性越差。当增塑剂加入量为50g时，TBC体系和DOP体系的断裂伸长率保持率分别达到 91.54%,和 81.02%,，均满足GB/T 12592—2011《聚氯乙烯(PVC)防水卷材》中断裂伸长率保持率≥80%,的要求。同时可以看出：加入相同质量增塑剂，TBC体系的断裂伸长率保持率总是大于 DOP体系的断裂伸长率保持率。这说明，对卷材在断裂伸长率的耐老化程度而言，TBC体系的耐老化性能较DOP体系的耐老化性能好。

图3 增塑剂加入量对制品断裂伸长率保持率的影响

2.2 增韧剂对PVC防水卷材耐老化性能的影响

CPE是由聚乙烯经氯化制得的新型改性材料，不仅能够提高 PVC的断裂伸长率，更能提高其耐老化等性能。粉末丁腈橡胶(NBR)是一种轻度交联具有中等黏度的冷聚型粉末，可直接添加到软质PVC混合料中，可使其耐油、耐冲击性能得到明显的改善，但对于在老化性能方面报道甚少。为此选用了CPE和NBR这两种弹性体增韧剂对PVC防水卷材的耐老化性进行探讨。

2.2.1 力学性能

增韧剂加入量对制品老化前后断裂伸长率的影响，老化前，随着 CPE使用量的增加，产品的断裂伸长率从 327.9%,升高到375.5%,，提高了14.5%,。老化后，随着CPE质量的增加，制品的断裂伸长率从 297.1%,升高到 357.0%,，提高了 20%,，符合 PVC防水卷材断裂伸长率大于200%,的标准。相同的配方，老化后的断裂伸长率小于老化前。虽说 CPE对提高制品韧性有一定作用，但增韧改性的效果并不是很显著。这是因为虽然CPE和 PVC有很好的相容性，但在含有大量增塑剂的软质 PVC中，CPE与增塑剂的亲和力远远大于与PVC的亲和力，以至于 CPE周围被增塑剂所包围，影响了CPE与PVC的相容性。随着 NBR质量的增加，无论是老化前还是老化后，断裂伸长率的变化趋势相同，呈现先增加后降低再增加的趋势，而且老化后，相同添加量的 NBR，断裂伸长率均比老化前低。这是因为加入少量NBR，其本身的弹性可提高制品的韧性，但由于 NBR与增塑剂DOP的吸引能力很强，随着NBR的增加，易使NBR凝聚成颗粒状，影响了制品的改性效果。与未添加任何增韧剂的空白制品对比，NBR为 10,g时，老化前后断裂伸长率均达到最大值，分别为 372.3%,和342.4%。

2.2.2 力学性能保持率

CPE的质量为 0～10g时，断裂伸长率保持率呈下降趋势，10g以后，断裂伸长率变化率呈上升趋势，且在 30～40g基本稳定。与未添加CPE相比，CPE质量高于20g有助于PVC防水卷材的耐老化。结合上述可知：CPE质量为 20～30g时具有较好的力学性能与耐老化性能。随着 NBR质量的增加，断裂伸长率保持率的趋势有些复杂，在 20g时达到最低值，耐老化性最差。基于 NBR为 10g时具有较好的机械性能，与未添加 NBR相比，断裂伸长率保持率从 90.59%,增大到 91.97%,，基本无大变化，这可能是因为添加的 NBR与 DOP有非常强的结合力，能通过吸收和固定作用防止 DOP迁移到PVC表面而造成损失，未损失的增塑剂与添加的增韧剂共同作用使断裂伸长率变化甚微。因此，CPE相对于 NBR对改善 PVC防水卷材老化后的断裂伸长率有显著的作用。

增韧剂加入量对制品拉伸强度保持率的影响，随着 CPE质量的增加，拉伸强度保持率呈下降的趋势。而随着 NBR质量的增加，拉伸强度的保持率呈先减小后增大的趋势，在20g时，拉伸强度保持率达88.82%,，仍满足GB/T 12592—2011《聚氯乙烯(PVC)防水卷材》中PVC防水卷材的拉伸强度保持率≥85%,的要求。与未添加增韧剂的空白实验相比，CPE体系和NBR体系在改善老化后拉伸强度方面并没有显著的作用。

3、结 论

聚氯乙烯(PVC)防水卷材及相应施工方法适用于各种工业与民用建筑的防水防渗处理，聚氯乙烯(PVC)防水屋面体具有卓越的卷材性能、优越的力学性能及其低温柔韧和高温稳定性，其抗穿孔和抗冲击性能、耐化学腐蚀性能、良好的热塑性、良好细部节点处理性能和施工简易性，是其他任何传统屋面防水材料及其施工工艺无法相比的。

参考文献：

[1] 赵永宽，王高辉.浅析PVC卷材塑胶地板质量监控要点[J].山西建筑，2011（4）

[2] 刘标.室内塑胶PVC地板施工技术[J].福建建设科技，2015（4）

[3] 郭江波.PVC塑胶地板在某康复楼工程中的应用[J].山西建筑，2013（36）