《高分子卷材修改》PPT课件.ppt

,第六章 合成高分子卷材,合成高分子防水卷材定义 合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或 二者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充剂 等，采用密炼、挤出或压延等橡胶或塑料的加工工艺 所制成的可卷曲片状防水材料。 主要品种 合成橡胶类：三元乙丙橡胶防水卷材（EPDM） 氯化聚乙烯（CPE）防水卷材 合成树脂类：聚氯乙稀(PVC)、聚乙烯（PE） 橡塑共混型：氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材,合成高分子防水卷材国标 GB18173.1-2006: 规定卷材规格、外观质量、 物理力学性能检验指标。 发展 我国从80年代开始生产高分子卷材，EPDM 和PVC生产及应用量最大，预计2010年产量将 达0.65亿 /a，占防水材料总产量的13。 合成高分子卷材是一种高档卷材，一般采 用单层防水体系，适合于一些防水等级要求较 高、维修施工不便的防水工程。,聚合物的高弹态与防水材料的关系,建筑防水材料应具有 在低温下足够的弹塑性，不脆断； 在高温下足够的强度和稳定性，在 80130时不流淌； 聚合物处于高弹态时，有良好的弹塑 性，且不粘流。 高分子防水材料应在20或40 80或100的温度区间处于高弹态。,合成高分子卷材的特性,拉伸强度高 拉伸强度一般都在3MPa以上，最高的拉伸强度可 达10Mpa左右，可以满足卷材在搬运、施工和应用的 实际需要。 断裂伸长率大 断裂伸长率一般都在200以上，最高可达500 左右，可以适应结构伸缩或开裂变形的需要。 抗撕裂强度高 抗撕裂强度一般在20KN/m以上，抗裂性能优异。 耐热性好 在100以上温度条件下，卷材不会流淌和产生 集中性气泡。 匀质性好 采用工厂机械化生产，能较好地控制产品质量。,低温柔性好 在低温20以下还具有柔性，有的可高 达45（如EPDM），适宜于寒冷地区使用。 耐腐蚀性能良好 耐酸、碱、盐等化学物质的侵蚀作用，具 有良好的耐腐蚀性能。 耐老化性能优异 合成高分子防水卷材具有优异的耐臭氧、耐 紫外线、耐气候老化等性能，耐久性能好。 色泽鲜艳，可冷粘贴施工，污染小，防水效果极佳。,缺点 施工技术要求高，粘结性差。 与基层完全粘结困难；搭接缝多，易产生接缝粘 结不善产生渗漏的问题，宜与涂料复合使用，以增强 防水层的整体性，提高防水可靠度。 后期收缩大 大多数合成高分子防水卷材的热收缩和后期收缩 均较大，常使卷材防水层产生较大内应力加速老化， 或产生防水层被拉裂、搭接缝拉脱翘边等缺陷。 价格较贵,GB 18173.1-2012 高分子防水材料第1部分：片材 2013-06-01实施,适用于以高分子材料为主材料，以挤出或压延等方法生产，用于各类工程防水、防渗、防潮、隔气、防污染、排水等的均质片材（以下简称均质片）、复合片材（以下简称复合片）、异形片材（以下简称异型片）、自粘片材（以下简称自粘片）、点（条）粘片材（以下简称点（条）粘片）等。,高分子卷材分类定义,均质片 homogeneous sheet 以高分子合成材料为主要材料，各部位截面结构一致的防水片材。 复合片 composite sheet 以高分子合成材料为主要材料，复合织物等保护或增强层，以改变其尺寸稳定性和力学特性，各部位截面结构一致的防水片材。 自粘片 self-adhesivesheet 在高分子片材表面复合一层自粘材料和隔离保护层，以改善或提高其与基层的粘接性能，各部位截面结构一致的防水片材。 异型片 special-shaped sheet 以高分子合成材料为主要材料，经特殊工艺加工成表面为连续凸凹壳体或特定几何形状的防（排）水片材。 点（条）粘片 material with point (strip) adhesion sheet 均质片材与织物等保护层多点（条）粘接在一起，粘接点（条）在规定区域内均匀分布，利用粘接点（条）的间距，使其具有切向排水功能的防水片材。,高分子卷材分类表,产品标记,卷材规格尺寸,卷材物理性能,6.1 三元乙丙橡胶防水卷材,定义 以三元乙丙橡胶（乙烯、丙 烯和任一种非共轭二烯烃共聚 物），掺入适量的丁基橡胶、软 化剂、补强剂、填充剂、促进 剂、硫化剂和填料等，经密炼、 塑炼、过滤、拉片、挤出或压延 成型、硫化等工序制成的高强 度、高弹性的防水卷材。,6.1.1三元乙丙橡胶防水卷材组成材料,一、三元乙丙橡胶（EPDM） 由乙烯、丙稀和非共轭二烯烃（1，4己二烯、双环戊二烯或亚乙基降冰片烯）等三种单体共聚而成的无定形聚合物（非结晶橡胶）。 1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。生产过程通过改变三单体的数量、乙烯丙烯比、分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。,三元乙丙橡胶分子结构式：,双环戊二烯三元乙丙橡胶 （DCPD-EPDM）,亚乙基降冰片三元乙丙橡胶 （ENB-EPDM）,1,4-已二烯三元乙丙橡胶（1,4-HD-EPDM）,EPDM分子结构特点,分子主链上乙烯与丙烯单体单元呈无规排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，成为具有弹性的橡胶。 内聚能低，庞大侧基阻碍分子链运动，能在较宽温度范围内保持分子链的柔性和弹性。,主链无双键，是完全饱和的直链型结构，主链不易断裂，稳定性好。 耐候、耐热、耐臭氧、耐化学腐蚀、耐水、耐 久性等好，绝缘性能好。 三元乙丙橡胶不但保持了二元乙丙橡胶的各种 优良特性，又实现了用硫黄硫化的目的。 支链上仅有少数双键，双键已交联饱和（硫化橡胶）不可能再形成化学键，亲和力低。 不宜与其它高聚物（如粘结剂）等相容、渗透和扩散，难粘结。,EPDM特性,密度为0.85g/cm3左右，是最轻的橡胶。 耐光、热、氧、臭氧老化性能优异，能在150C下长期使用，最高使用温度为200C。 无极性，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的电绝缘性和耐化学腐蚀性。 冲击弹性好，尤其是在低温下弹性保持较好，在 57C下变硬，77C下变脆。 具有极好的硫化特性。属于聚烯烃家族，能吸收大量的填料和油而对特性影响不大，可以制作成本低廉的橡胶化合物。 但抗撕裂性差，硫化速度慢。粘结性能差。,其它材料含量对三元乙丙橡胶性能的影响,乙烯与丙烯的含量 直接影响三元乙丙橡胶生胶和混炼胶性能、加工行为和硫化胶的物理机械性能。 乙烯含量增加，其生胶、混炼胶和硫化胶的拉伸强度提高；常温下的耐磨性能改善； 要求乙烯含量5070%（物质的量）。 一般乙烯含量在60%左右的三元乙丙橡胶的加工性能和硫化胶物理机械性能均较好。 增塑剂、补强剂及其他填料 用量增加，胶料可塑性高，压出速度快，压出物表面光滑；半成品挺性和形状保持性好。,二、丁基橡胶(简称IIR) 丁基橡胶是一种合成橡胶，是异丁烯与少 量异戊二烯或丁二烯的共聚物。制成品不易漏 气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。 掺入丁基橡胶，可提高三元乙丙橡胶的粘 结性能。但掺量过大会影响三元乙丙橡胶耐臭 氧性能。 丁基橡胶掺量 EPDM：IIR7：3,丁基橡胶 无色弹性体，密度约0.92g/cm3，其结构不饱 和度低，仅为0.5%3.3%(mol) ，具有一系列 的优良特性 ： 吸水率小，透气率低； 热稳定性好，脆化 温度为79C，最高使用温度为150C； 耐臭氧和耐天候老化性好,减震性能好,耐化学腐蚀和耐水气侵蚀性能好； 硫化慢，加工性能较差，互黏性差 。,三、软化剂（增塑剂） 作用 使橡胶分子间的作用力降低，从而降低橡 胶的玻璃化温度，增加橡胶的可塑性、流 动性，便于橡胶的加工。 改善硫化胶的某些物理性能，如降低硬度 和定伸应力、赋予较高的弹性和较低的生 热、提高耐寒性等。 种类 包括石油系列、松焦油系列、脂肪油系 列、合成酯类等。如烷烃油、石油树脂等。,四、补强剂 作用 ：增强补强，改善胶料加工性能，提高卷材的耐磨性、耐侯性、耐撕裂性能，同时能降低成本，节约资源。 种类 ：包括碳黑，碳酸钙、陶土、短纤维等。 五、填充剂 作用 增大容积，降低成本；改进混炼胶、硫化胶性能，如调节可塑度、粘性、硬度、弹性率； 改进耐热性、耐油性、耐候性、电性能等。 种类：无机矿物质，如陶土、滑石粉、碳酸钙等。,六、硫化剂 作用 使橡胶硫化，使线型或轻度支链型的橡胶分子交 联形成立体网状结构，从而提高橡胶的物理机械性 能，如强度、弹性、老化性。 硫化剂种类 传统硫磺、多元胺类、有机化合物硫化剂、过氧化 物硫化剂和树脂类硫化剂。 橡胶类型不同，加工工艺和产品性能要求不同， 选用硫化剂的种类和用量也不相同。,七、硫化促进剂（简称促进剂） 作用 缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量并能改善硫化胶物性，如提高抗张强度、定伸强度、耐磨耗性和硬度等； 提高硫化胶耐老化性，防止喷霜，扩大硫化胶使用范围，可制造透明及各种色调的橡胶制品。 种类 无机化合物 主要是钙、镁、铝等金属氧化物。促进效率低，硫化胶性能差，逐渐被有机促进剂所取代。 有机促进剂 苯胺、有机碱、噻唑类二硫代氨基甲酸盐类、胍类、秋兰姆类、黄原酸类和次磺酰胺类等。,三元乙丙防水卷材的配方,EPDM（EPDM/IIR ） 100份 ZnO 5 硫化剂 1 防老剂 1.5 碳黑 90120 填充剂 2535 增塑剂 3550 促进剂 3 其他 12,6.1.2 三元乙丙防水卷材生产过程,一 、生产工艺方法 挤出成型 挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在橡胶加工中又 称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受 热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截 面制品或半制品的一种加工方法。 作用 挤出过程对胶料起到剪切、混炼和挤压的作用。 特点 应用范围广、灵活机动性大，挤出的半成品质地均匀、致密、容易变换规格。 挤出机设备占地面积小、质量轻、机器结构简单、生产效率高、造价低、生产能力大等。,压延成型 指混炼胶料通过压延机两滚筒之间，利用滚筒间 的压力使胶料产生延展变形，制成胶片或胶布半成品 的一种工艺过程。 特点： 对操作人员的技术水平要求高。必须做到操作技术熟练，对工艺条件掌握严格、细致。 要求压延胶片厚度和表面质量与规定指标间偏差范围要小，高速压延时不应出现胶料焦烧现象。 卷材外观不密实，有起泡、褶皱、厚度不均匀等缺陷,二 、生产设备,挤出成型 混炼：切胶机、密炼机、开炼机 精炼及成型：滤胶机、开炼机、挤出成型 装置（由主机和辅机两部分组成）。 硫化：硫化罐 压延成型 压延机、单鼓硫化机、硫化罐、密炼机、滤胶机、切胶机、开炼机。,挤出成型装置,主机(即挤出机) 挤压系统：由机筒和螺杆组成。 胶料通过挤压系统而塑化成均匀的粘流体，并在 这一过程所建立的压力下被螺杆连续地定压、定量、 定温地挤出机头。 传动系统：给螺杆提供所需的扭矩和转速。 加热冷却系统 通过对料筒、螺杆和机头等进行加热和冷却，保 证挤出成形过程在工艺要求的温度范围内完成。 机头：通过挤压系统的胶料再通过它来获得一定的 几何形状和尺寸。,辅机 定型装置：将机头挤出的半成品形状定型稳定，并 对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸 和光亮的表面。通常冷却和加压方法达到这一目的。 冷却装置：充分冷却定型装置出来的半成品，获得 最终的形状和尺寸。 牵引装置：均匀牵引半成品，并对半成品的截面尺 寸进行控制，使挤压过程稳定的进行。 切割装置： 将连续挤出的成品切成一定长度或宽度。,卷取装置：将成品卷绕成卷。 挤出机控制系统： 由各种电器、仪表和执行机构组成。 根据自动化水平的高低，可控制挤出机的 主机、辅机和其它各种执行机构，按所需的功 率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机 的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机 组的自动控制和对产品质量的控制。,高分子聚乙烯丙纶防水卷材生产线,三、生产工艺过程,胶料制备 将各种原料经过配料、密炼、拉片、 过滤、热炼成橡胶混合料； 卷材成型 橡胶混合料经挤出或压延成型为卷材； 硫化检验包装 卷材再经硫化、检验、分卷、包装等制成卷材产品。,挤出生产工艺流程,混炼,滤胶加硫,出条冷却,半成品检验,冷却,成品检验,计量收卷,塑炼,各种助剂,备料配料,硫化,挤出,1、原材料准备和配制,原材料准备 原辅材料按形状分：粉料、液料、颗 粒状料和块状料等。使用前要按照不同要求对材料进 行处理。 水分含量 放置时间长或受潮的粉料和颗粒料要在5060烘房中烘24小时。 液料黏度 操作油冬季会因为温度低而黏度过高，使配料和混炼变得困难，要在2030的烘房中放置24小时左右，以降低其黏度。 块状胶 体积重量较大的块状胶，先用切胶机切成小于1.5kg小块。 原材料配制 按照配方规定分别进行称量。称量好的原、辅物料 盛放的容器应清洁、无杂物。,2、塑炼 塑炼是使生胶由强韧的高弹性状态转变为柔软而 富有可塑性状态的加工过程。 橡胶基料经密练塑练时，生胶在增塑剂、高温 （120）和强有力的机械作用下，短时间内即可获 得所需的可塑性。 生胶塑炼使胶料的工艺性能改善 塑炼后生胶弹性减小、可塑性增大，硫化时容易流动充满模型； 混炼时配合剂易在胶料中混合分散均匀； 压延挤出速度快，收缩率小，并改善胶料对骨架材料的渗透与结合作用；,塑炼程度对胶性能的影响,塑炼程度增加，其硫化胶的力学强度、耐磨 耗和耐老化性能降低，永久变形增加，使硫 化胶物理机械性能下降。塑炼程度越大，损 害程度也越大。 生胶塑炼程度必须根据胶料的加工性能要求 和硫化胶性能要求综合确定。 如果生胶的初始门尼黏度较低，可以满足 加工性能要求，则不必塑炼（如三元乙丙橡 胶 ），可以直接混炼。,门尼粘度(Mooney viscosity),门尼粘度又称转动(门尼) 粘度，用门尼粘度计测定，基本上可反映合成橡胶的聚合度与分子量。 门尼粘度反映橡胶加工性能的好坏、分子量高低及分布范围宽窄。 门尼粘度高胶料不易混炼均匀及挤出加工，其分子量高、分布范围宽。 门尼粘度低胶料易粘辊，其分子量低、分布范围窄。 门尼粘度过低则硫化后制品抗拉强度低。,塑炼设备,（1）开炼机 胶料质量好，收缩小，适于胶料变化多和耗 胶料少的工厂。 薄通法 辊距：0.51mm 辊温：4060。 薄通参数：以产品要求和门尼黏度、可塑度指标来定。 薄通时间：每料约3040min， 薄通遍数：每料约1015遍。,（2）密炼机 （塑、混料合并） 生产能力大，劳动强度低，耗电大，适于 耗胶量大，胶料变化少的工厂。 高温短时间法 排料温度：150170 时间：约2min。 注意：三元乙丙橡胶塑炼可与密炼机混炼合并一次完成。 即在密炼机中先加入生胶高速混炼一定时 间后，再加入碳黑等其它配合剂正式混炼。,3、混炼,混炼是将各种配合剂加入生胶并分散均匀制成混炼 胶的过程。 混炼的机械设备 双辊开放式炼胶机（开炼机） 密闭式炼胶机（密炼机） 连续式混炼机 密炼机 生产能力高，炼胶过程机械化、自动化程度、工 作可靠度和生产效率高，操作安全，现场卫生条件良 好，混炼质量高，目前三元乙丙橡胶普遍采用密炼机 进行混炼。,密炼机混炼三元乙丙胶料的方法 标准混炼法 反序混炼法 混炼参数 不含硫化剂母炼胶混炼 混炼周期：35min，排料温度：120150 含有硫化剂、促进剂的胶料混炼 混炼周期：46 min，排料温度：110,（1）密炼机混炼,影响密炼机混炼的工艺参数,填充系数与投料量 混炼程序及加料顺序 混炼温度 混炼时间 转子转速 上顶栓压力,（2）开炼机混炼,首先开足冷却水，将辊距调小，投放生胶，进行破胶； 形成连续包辊后，加入氧化锌、硬脂酸等化学助剂； 缓慢放入部分填料，如碳黑等； 逐步放大辊距，加入剩余的填料和油料，物料基本混入时小心割刀，使之充分分散； 最后加入硫化剂和促进剂； 混炼均匀后，薄通数次下片。,4、滤胶,杂质对产品的质量影响非常大，必须过滤除 掉混炼好的胶料中的机械杂质。 滤胶机：机头部金属滤网。 滤胶温度控制 机身温度：3565（用冷却水控制） 机头温度：5070 滤出胶料温度：140,5、加硫,加硫 即加入硫化剂、促进剂并在胶料中分散均 匀的过程。 硫化 生胶与硫化剂发生化学反应，由线性结构 交联成立体结构的大分子，使胶料物理机械性 能改变的过程。 加硫开炼机（温度过高，胶料有可能焦烧） 辊温：80 胶料内部温度：90。,6、薄通,混炼胶在开炼机的小辊间通过后不包辊而 直接落在接料盘上，等胶料全部通过辊后，再 将胶料返回到辊的上方重新通过辊距，反复 数次。 目的 使胶料中硫化剂和促进剂分散更加均匀。 控制参数 开炼机辊距：1.0mm ，薄通次数：3次,7、出条冷却停放,胶料用开炼机出条，通过放一定量隔离剂的冷却 水槽，然后取出挂到晾胶架上晾干停放。 目的 胶料加硫薄通后必须出条冷却，否则会在停放期 间，因温度较高而发生焦烧和粘连问题。 参数控制 停放过程中，配合剂会继续扩散，使其分散更加 均匀，同时使胶料与碳黑之间进一步生成结合橡胶， 提高补强效果。 停放时间：1天，存放时间不宜过长。 胶库应保持通风干燥，不受阳光直射。 室内温度：1530，湿度70%。,8、半成品质量检验,目测 薄通后的胶片拉伸后用肉眼观察分散情况，或 借助放大镜检查胶片断面的黑色光泽的明暗及有无结 聚的粗粒子。据经验粗略判断分散程度。 实验室检测 在每个晾胶架上随机抽取一个样块，在实验室 检测如下项目：门尼黏度、焦烧时间、正硫化时间、 转矩、半成品（实验室中硫化）的物理特性，如硬 度、拉伸强度、扯断伸长率、永久变形及撕裂强度 等，合格的才能进入下一道工序。,9、挤出硫化,挤出又称压出，它是使胶料通过挤出机及 其机头口型连续地制成各种不同形状制品的工 艺过程。 挤出硫化：热喂料和冷喂料挤出。 冷喂料挤出连续硫化生产工艺流程 挤出接取切边热空气硫化 冷却 外观检验卷取包装成品检验,冷喂料挤出连续硫化生产工艺流程,一次成型挤出法生产工艺流程,将聚乙烯与其它辅料通过加热塑化后一次挤出成热融状膜片，然后利用辊压设备将热融状膜片与丙纶无纺布进行复合的方法。 （1）混料：特定配方的线性低密度聚乙烯树脂粒料主料和抗氧剂光稳定剂防老化剂和增塑剂等辅料加入混料机中，充分混合。 （2）喂料：由真空吸料装置送入挤出机的螺杆料桶。 （3）挤出成型：经过分区段加热塑化搅拌压缩使混合料充分塑化后，经减压过滤，由平口模具挤出成热融状的膜片。 （4）覆膜：膜片直接进入二辊压光机中与无纺布复合压光。 （5）冷却、定型后经切边、印字标记、再冷却。 （6）计量、收卷、包装。,（1）挤出（由冷喂料挤出机和L型机头组成）,冷喂料挤出 用冷却至室温的胶条直接喂料挤出。 挤出工艺参数 挤出温度 机身段：5070，L型机头：7090， 螺杆温度：3040。 挤出机及机头温度设置与半成品胶料门尼黏度有关， 胶料门尼黏度低，温度设置低，反之温度设置高。 挤出速度： 1.53.5m/min 。 据胶料硫化特性，正硫化时间确定。 挤出压力：20MPa 。和半成品门尼黏度有关。 产品厚度：1.02.0 mm，厚度偏差：-10+15%。 L型机头在生产前应根据产品的厚度选择口型垫块调整好。,(2) 接取 接取是把L型机头中挤出的防水片材通过接 取机把片材引入下一道工序。 接取机速度应比挤出机的挤出速度略快一 些，使片材保持一定的恒张力。 (3) 切边 防水片材通过接取机后，通过两边的切边 装置把片材多余部分裁切掉，使经过硫化后片 材宽度控制在1200mm。,硫化方法,直接蒸汽硫化 胶片用垫布分卷成标准捆，放入硫化罐内，向罐内供给蒸 汽（0.50.6MPa）硫化。硫耗大、不能连续生产，产量低。 二次硫化 将成型胶片通过单鼓硫化机进行定型硫化，采成标准捆， 再送入硫化罐内用蒸汽（0.50.6MPa）二次硫化为成品。 工艺较成熟，比直接硫化法先进。 多鼓硫化机硫化（国外） 将挤出的胶片直接送入多鼓硫化机加热硫化成成品。 能连续生产，硫化程度均匀，产品质量好，劳动强度低， 环保节能。但对配方设计要求高。 连续硫化罐硫化 将挤出的胶片直接送入硫化罐，利用加热管间接加热空 气进行硫化。 能连续生产，产品质量好，劳动强度低，环保节能。,(4) 热空气硫化,冷喂料挤出连续硫化工艺：由冷喂料挤出与硫化罐组成。 硫化罐加热方式：蒸汽加热和导热油加热。 导热油加热效率高，传热效果好，温度分布均匀，温 度波动小，能源消耗少。 导热油加热硫化工艺 硫化温度 ：160180，可通过油温阀程调节温度。 硫化速度：应与挤出机的速度同步，在生产前根据产品厚 度和胶料正硫化时间确定。 硫化压力 ：0.250.28MPa。 把压缩空气打入密闭硫化罐内而产生压力，可排除胶料中 的微量水分与气体，防止胶料产生气泡，提高胶料致密性； 提高附着力，改善硫化胶的物理性能。,(5)冷却 硫化后片材要通过冷却机快速冷却至室温。 (6)外观检验 经冷却的片材通过检验机进行外观质量检验，把 外观有瑕疵、气泡、凹痕和孔洞等缺陷裁剪掉。 (7)卷取包装 经过外观质量检验后的片材通过卷取机卷装成 20m一卷，然后用编织袋、塑料膜等包装。 (8)成品质量检验 依国家标准GB18173.1-2012高分子防水材料 第 一部分 片材的规定要求进行。,6.1.3三元乙丙防水卷材的基本性能,耐老化性能好，耐酸碱、抗腐蚀，使用寿命长（3050年） 三元乙丙橡胶分子结构中的主链上没有双键，当 三元乙丙橡胶受到臭氧、紫外线、湿热作用时，主链 上不易发生断裂。 三元乙丙卷材防水层，耐老化性能优异，能经得 起长期风吹、雨淋、日晒的考验，可用于暴露式屋面 防水。 弹性好，拉伸性能优异 拉伸强度高:7MPa，断裂伸长率大:450%， 回弹性好，抗裂性极佳，抗穿刺性好，能适应防水基 层伸缩或开裂变形的需要。,耐高低温性能好 三元乙丙防水卷材脆性温度很低（-45以下），耐热性能优良（160），热收缩较小， 可在较低气温条件下施工，并能在严寒或酷热的气 候环境中长期使用。 耐化学腐蚀，绝缘性优异。 质量轻，可单层冷粘施工，减少屋顶负载。 操作简单，无污染 。 柔软性不足（强度大、弹性好），在不平整复杂基层和异形表面铺设困难； 与基层粘结和接缝粘结的技术要求高。如施工不 当，常有卷材下串水和接缝不善问题出现。,应用,三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材单位成 本较高，属于高档防水卷材；但其综合经济效 益显著。 工业与民用建筑屋面工程做单层外露防水； 受振动、易变形建筑工程防水； 有刚性保护层或倒置式屋面以及地下室、水 渠、储水池、隧道等土木建筑工程的防水。,标准：GB 18173.1-2012高分子防水材料 第一部分 片材 类型：美国有增强型、均质型、带背衬型。 按工艺有硫化型、非硫化型。 规格 标记：硫化型三元乙丙卷材代号：JL1 非硫化型三元乙丙卷材代号：JF1 类型代号、材质、规格（长度宽度厚度） 如：长20000mm、宽度1000mm、厚1.2mm的均质硫化型三元乙丙卷材标记为： JL1-EPDM-20000mm1000mm1.2mm,产品性能指标,产品质量控制,原材料质量控制 主要原材料每一批要抽检，质量应符合产品标准和满足生产需要。 生产过程质量控制 控制密练、塑练、混练过程的温度、时间，以保证橡胶基料和与各种助剂混合分散均匀，生产出合格的熟练胶料。 成型过程控制胶片厚度、宽度及外观质量。避免出现起泡、厚度不均、褶皱、明疤等。 硫化时控制硫化温度、蒸汽压力和硫化时间，保证胶片硫化均匀、彻底。 产品性能检测 符合GB 18173.12012规定，对外观和物理性能进行检测。,三元乙丙橡胶防水卷材的物理力学性能,三元乙丙橡胶防水卷材物理性能,注意事项,雨、雪、雾、大风天气及基面潮湿、冻结、被污染的情况下不能铺贴卷材。 施工温度应在535，相对湿度应小于80%。 施工过程中，各道工序不得交叉，所有节点部位必须做加强层。 施工时严禁接近火源、热源。 密封胶末用完时，要及时将容器拧紧密封； 贮存与运输 材料应在干燥，通风环境下贮存，防止日晒雨淋。 不同种类，规格的卷材应分别堆放。 堆放高度不超过5层为好，竖放不要超过2层。 在正常条件下，贮期一年。,施工要求,1. 基层应平整、干燥、清洁，不得有酥松、起砂、起皮现象。 2在施工前应将基层清扫干净，并铲除异物。 3将防水卷材完全摊在基层上，以松弛片材的应力。用XAN-01基层胶按用量涂抹于基层和片材表面，待胶粘剂基本不粘手时，平整铺贴、压实。 4在铺贴第二卷卷材时，应在第一卷重叠的边缘处突出100mm，不涂XAN-01基层胶，按3的要求将片材铺贴在基层上，以此完成整个铺设工作，在铺设时，绝不能猛力拉紧防水卷材。 5基层铺贴完成后，用专用溶剂擦洗搭接部位，充分干燥后用XAN-02搭接胶涂于接缝两面，待胶充分干燥后，再涂第二遍，待胶干至不粘手后，用滚轴压平、压实。 6施工时应注意防火，地下室密闭施工现场必须配备良好的通风设备设施方可施工。,三元乙丙橡胶防水卷材的施工,6.2 聚氯乙烯防水卷材,聚氯乙烯（PVC）防水卷材 以聚氯乙烯树脂为主要原料，掺加增塑剂、填充剂、抗 氧剂、紫外线吸收剂等助剂，经混炼、塑合、挤出、压延、冷 却、收卷等工艺流程加工而成的卷材。 6.3.1 组成材料 一、聚氯乙烯 聚氯乙稀树脂是以氯乙烯单体制得的热塑性树脂聚合物， 英文缩写PVC。聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成，但直到 20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品。 聚氯乙烯(PVC)卷材于20世纪60年代初首先在欧洲发明使 用，经过几十年的实践和技术进步，在全世界得到了广泛的推 广使用。,聚氯乙烯树脂（PVC）的分子结构式,（CH2CH2）n Cl,PVC是一种线性结构的高分子热塑性树脂聚合物，分子量3.69.4万，n350800。 每个链节都有氯原子，CCl偶极影响，分子间作用力比聚乙烯大。 极性、硬度和刚度大，化学稳定性高，耐酸碱性好，不溶于水、汽油、酒精等，但能溶于酮、酯等类溶剂。 聚氯乙烯具有阻燃、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘性良好的优点。 但其耐热性较差，软化点为80 ，于130开始分解变色，并析出HCI。聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。,二、增塑剂 作用：改善PVC的脆性和可塑性。 调节PVC的软硬程度，提高其柔性从而大大提高抗冲击性能；降低加工温度，但会降低强度。 品种 邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸 酯、环氧酯类等。 三、稳定剂 作用 ：提高耐老化性。 改善聚氯乙稀热稳定性，抑制热降 解，提高耐热性。 品种：二碱基亚磷酸铅（二盐）。 呈白色粉末状，可溶于盐酸，不溶于水和所有的有机溶剂，味甜有毒，耐候性较差。,四、加工改进剂 1、润滑剂 作用 降低PVC热熔融时分子之间的内摩擦（内部润滑剂）和 PVC与加工机械表面的外摩擦（外部润滑剂），改善熔体流动 性，防止产生表面粗糙、流纹和缺乏光泽的现象。 品种 硬脂酸（HST）和聚乙烯蜡（PE-Wax）。 2、加工助剂 作用 促进树脂熔融，改善熔体流变性、热变形性及制品表面光 泽，防止“鲨鱼皮” 等。 品种 K-175（丙烯酸类）、ACR类(甲基丙烯酸甲酯共聚物）。,五、填充剂（填料） 作用 节省原料，改善聚合物机械性能和加工性能，如： 机械强度，流动性等。活性碳酸钙能改善CaCO3 在 PVC中的分散性。 品种 轻质碳酸钙、重质碳酸钙和活性碳酸钙。 六、着色剂 作用 区分卷材功能（警示色)；美化卷材，提高商品价 值；改善卷材性能，如耐候性等。,七、抗氧剂（防老剂） 作用：抵抗环境中的氧化作用，提高耐老化性能。 种类：酯类及其化合物。 配方 PVC树脂 100份 增塑剂 3540 稳定剂 3 填充剂 4050 颜料 12,6.3.2 聚氯乙烯（PVC）防水卷材的生产,产品品种 非加强型 加强型：以玻璃纤维或聚酯织物为加强筋，如有 特殊需要，还可在背面复合无纺布。 生产工艺 压延 生产速度最快，适合大批量生产，生产成本 较低，但工艺落后，能耗高，产品质量不稳定，卷材内应力大已被淘汰。 挤出 使用悬浮PVC干混料，生产速度快、能耗低，卷材内应力小，卷材尺寸稳定性好常用。 展开涂布 使用微悬浮PVC乳液，生产速度相对较 慢，但由于生产过程中卷材不受压挤力，故卷材无内 应力。,一、挤出生产工艺,主要设备 高速搅拌机、低速冷搅拌机、计量螺杆加 料机、双螺杆挤出机、机头、三辊压光机、牵 引机、自动收卷机等。 工艺流程 包括配料、搅拌、喂料、挤出，某些高档 产品可以在表面进行易洁涂层处理。,无纺布复合,双螺杆挤出,模头,三辊定型,压花,冷却,切边,牵引,计量卷取,配料,高速热混合,低速冷混合,计量螺杆加料机,PVC卷材生产工艺,配料,高速热混合,低速冷混合,喂料,双螺杆挤出,牵引、切边,涂层处理,计量收卷,PVC卷材挤出工艺流程图,挤出生产工艺过程（带易洁涂层的加强型PVC卷材） 1.配料 据配方在混配工序中计算机精确控制每种原材料的用量。,2.混合 （1）将按配方配置好的PVC树酯和其它原料的混合料 投放到高速搅拌机，使料温逐渐升至120； （2）排料至运转的冷搅拌机, 打开夹套冷却水，使物 料在冷却搅拌机中逐渐冷却到40。 3.喂料 排料到预先选定的储料罐, 再由储料罐喂入挤出线 上部的挤出机喂料装置 4.挤出 经捏合、冷却后的物料经挤出机喂料装置进入挤 出机，通过螺杆挤出机的加热、混炼、挤压而成为黏 流态物料。混料在180左右被熔化。黏流态的物 料，经装在双螺杆挤出机上的排气装置，除去物料中 的气体，然后通过连接器进入机头。,底层挤出机头将熔料挤出，并被展宽成2米宽的薄 膜, 这层薄膜与加强筋一起在压辊机组中被压合成一 体, 形成卷材的底层；在第二台挤出机头，卷材表层 以同样的方式制成，然后表层和已经附着了加强筋的 底层一起经第二组压辊机组形成成品卷材。 5.表面涂层 成品卷材经涂层涂布器时，卷材表面上被均匀地 涂布上一层涂层材料，经过特制的干燥器后，涂层材 料被固化，在卷材表面形成一层透明薄膜。 6.计量、收卷、包装,产品质量控制,原材料质量控制 主要原材料每一批要抽检，质量应符合产品标准和满足生产需要。 生产过程质量控制 控制高低速混合时的温度、时间，以保证配料的均匀混合。 进入挤出机要控制机筒的温度，以保证混合料充分塑化。 挤出成型控制卷材厚度、外观，满足标准要求。 产品性能检测 符合GB129522003 聚氯乙稀防水卷材规定，对外观和物理性能进行检测。,聚氯乙烯防水卷材执行标准 GB 129522011 聚氯乙烯防水卷材 产品分类 均质（H） 纤维背衬（L） 织物内增强（P） 玻璃纤维内增强（G） 玻璃纤维内增强带纤维背衬（GL） 产品规格 长度：15m、20m 、25m 宽度：1.0m、2.0m 厚度：1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm,6.3.3 PVC卷材的基本性能,产品标记,产品名称、是否外露使用、类型、厚度、长宽、标准顺序 如长20m、宽2.0m、厚度1.5mm L类外露使用PVC卷材： PVC卷材 外露 L 1.5mm/20m2.0m GB 129522011,卷材分类,PVC卷材的基本性能,低温柔性好，耐化学侵蚀、抗老化，耐腐蚀，耐候性优良。 4090各种气候下均能保持较好的柔韧性。 使用寿命长：暴露屋面可达30年，地下埋置50年。 抗拉强度、抗撕裂强度及伸长率高：适应结构变形。 抗水蒸汽渗透性和抗穿透能力很强，耐风化：特别适用于地下工程、水利工程和种植屋面。 浅色表面，反射紫外线照射，吸热最少。 空铺冷施工，可机械固定，施工快捷，无污染。 幅宽2.1 米，料施工损耗少。,卷材接缝采用焊接技术，接缝强度高，牢固可靠。 缝耐久性与母材相同，提高了接缝防渗漏的可靠性。完成 即可上人，保证大面积连续作业。 抗冲击、抗静电、耐火性好，收缩率小。 但焊接温度需严格控制，技术要求高； 柔软不足，热收缩和后期收缩均较大，不 宜在复杂、异型基层上使用； 耐紫外线老化能力较差，随着增塑剂的 迁移，卷材逐步变硬变脆。 与三元乙丙橡胶防水卷材相比，综合性能略差，但其价格便宜，容易粘结。,PVC卷材的应用,适宜水利、水库、湖池、垃圾填埋场、隧道 和粮库等的防水加固防渗； 新建或返修工程外露或有防水层的屋面防水，特别是种植屋面。 适于人防、地下室等地下工程防水（基层较平整）。,6.2 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材 以氯化聚乙烯树脂（含氯量3040）和 丁苯橡胶混合体为基本原料，加入适量软化 剂、防老剂、稳定剂、填充剂和硫化剂等，经 捏合、混炼、过滤，挤出或压延成型、硫化等 工序制成的防水卷材。 橡胶机械共混（橡胶并用） 将两种或两种以上的不同橡胶或橡胶与合成树脂，借助机械力的作用掺混成一体，用以制造各种橡胶制品。,合成树脂的性能优势：具有高强度、优异 的耐热老化性和耐各种化学介质侵蚀性，这些 恰恰是某些合成橡胶所缺少而又需要的。 橡胶共混物（橡胶合金） 兼有各组分聚合物的性能，是一种有别于 单一组分聚合物的新型橡胶材料。 橡胶共混目的 橡胶与少量的合成树脂共混，可对橡胶改 性，改善其性能不足，从而可以提升橡胶的使 用价值，拓宽其应用领域。,CL,CH2CCHCH2 CH CH2CHCHCH2,6.2.1 化学组成 氯化聚乙烯树脂(CPE) 丁苯橡胶（SBR）,是丁二烯与苯乙烯二嵌段无规共聚而成的弹性体橡胶； 浅黄褐色弹性固体，耐油性 差， 但介电性能较好； 生胶抗拉强度只有20-35千克力/ 平方厘米，加炭黑抗拉强度可达 250-280千克力/平方厘米； 其粘合性耐热性、耐寒 性、耐挠曲性和可塑性不如天然橡胶，最高使用温度80100C。脆化温度为50C。 具有优良的电绝缘性，弹性、耐 磨性耐自然老化性耐水性 气密性等。,由高密度聚乙烯(HDPE)经氯化而制成，是一种热塑性树脂，兼有塑料和树脂的双种特性。 无毒、无味、白色颗粒状物品。 具有优异的耐热、耐候、耐老化、耐油、耐臭氧和耐化学品性。 优异的低温韧性，其脆性可达零 下70 摄氏度 。 优异的绝缘性、耐燃性，含较多 氯，所以无自燃性，移开火焰 后自行熄灭。,CPE,CPE能与大多数塑料和橡胶相容并用，对于相容性 较差的聚合物共混体系可采用CPE作增容剂。 与CPE并用的橡胶 天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、 丁腈橡胶、氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯等，可有效提高橡 胶制品的强度、耐磨、耐热、耐化学品性能和耐低温性 能； 与CPE并用的塑料 PVC、PE、PP、EVA和PA等，可大大改善塑料制品 的耐低温冲击性能，提高阻燃性，耐油耐老化性、耐腐蚀 性、绝缘性。并使塑料制品具有高填充性，降低生产成本。,氯化-聚乙烯橡胶共混防水卷材配方设计,CPE 50份 丁苯橡胶 50 增塑剂 1020 活性剂 510 促进剂 12 硫化剂 23 填充剂 7090,6.2.2 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材生产过程 一、 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材的生产工艺流程,备料配料,混炼,滤胶、硫化,挤出或压延,检验,计量收卷,包装入库,产品检验,二 生产操作工艺 与三元乙丙防水片材生产操作工艺基本相同，只是混炼温度、时间、加料顺序和挤出硫化温度因配方不同略有区别。 氯化聚乙烯与丁苯橡胶采取熔融共混，在炼胶机中进行。即将二者加热到熔融状态后实施混合。,成型工艺,各种原料混合、素炼、混炼、过滤得到混合料； 混合料经过压延（或挤出）成型卷材； 卷材硫化、检验、分卷、包装等工序制得成品。,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材国标 GB 18173.12012高分子防水材料 产品品种（据共混材料和物理力学性能的不同） S型：以氯化聚乙烯与合成橡胶共混体制成 N型：以氯化聚乙烯与合成橡胶或再生橡胶 共混体制成 规格：厚度1.0、1.2、1.5、2.0mm， 宽度1000、1100、1200mm，长度20m 标记：产品名称、类型、厚度、标准号 如厚度1.5mm S型氯化聚乙烯橡胶共混卷材: CPBR S 1.5 JC/T684,6.2.3 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材基本性能,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材是一种硫化型高 分子卷材。 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材由塑料和橡胶共 混而成，兼具塑料和橡胶的特点，性能比单一材料更 优异：不但具有氯化聚乙烯所特有的高强度和优异的 耐臭氧、耐老化性能，而且具有橡胶类材料的高弹 性、高延伸性及良好的低温柔韧性能，属易粘物质， 卷材整体性好。 使用年限保证10年以上，相比三元乙丙橡胶卷材 价格较低；属高档防水材料。,表62 氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材物理力学性能,耐老化性能优异 氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材具有优异的耐老化性能，在1000pphm的高浓度臭氧环境中，使卷材处于拉伸100%的受力状态下，经168h处理后，试件仍无裂纹出现，因此，该卷材的大气稳定性好，使用寿命长。 弹性好，拉伸强度高、延伸率大 该卷材属硫化型橡胶类弹性体防水材料，具有高弹性、高延伸率，高拉伸强度的特性。冷施工，热收缩小；对基层伸缩或开裂变形的适应性较强，低温柔性好、厚度均匀，保证率高；,氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材基本性能,具有优良的耐候、耐老化、耐油和耐化学性氯化聚乙烯大分子结构中没有双链。 粘结性能好 氯化聚乙烯树脂含氯量为30%-40%，由于氯原子 的存在，大大提高了共混卷材的粘结性能和阻燃性 能，使该卷材本身成为一种易粘结材料。多种氯丁系 胶粘剂均可实现卷材与卷材和卷材与基层之间的粘 结，便于形成弹性整体的防水层，提高了防水工程的 可靠程度。,在平整复杂和异型表面铺设困难； 与基层粘结和接缝粘结技术要求高。如施工不当，常有卷材串水和接缝不善出现。 应用 广泛应用于平、斜屋面外露、非外露防水； 可在寒冷区正置式屋面；地下工程防水；桥 梁、隧道、堤坝等各种建筑防水工程。,6.3 氯化聚乙烯卷材,定义 以氯化聚乙烯（含氯量3040）为主要 原材料，添加硫化剂和其它助剂，经混炼、密 炼、辊压、出片工艺加工而成的弹塑性橡胶型 防水卷材。 生产时不需硫化，也称为自然硫化型卷材。 产品分类 N类无复合层卷材 L类纤维单面复合卷材 W类织物内增强卷材 氯化聚乙烯防水卷材国家标准 GB12953-2007,耐候、耐臭氧、耐油、耐化学药品及阻燃性好；（氯化聚乙烯分子结构的饱和性及氯原子的存在） 冷粘结施工，属非硫化型卷材，粘结可靠，无污染，施工简便； 使用过程中先硫化再老化，延长寿命； 后期收缩较大（非硫化型），易使防水层产生接 缝 脱开、翘边或使防水层处于高应力状态而加 速老化。 原材料来源丰富，生产工艺较简单，卷材价格较低；,特性,氯化聚乙烯防水卷材性能指标,6.4 氯磺化聚乙烯防水卷材,定义 以氯磺化聚乙烯橡胶为主要原料，掺入适量的软 化剂、稳定剂、硫化剂、促进剂和填充剂，经配料、 混炼、挤出或压延成型、硫化等工序加工而成。属橡 胶硫化型卷材。 特性 主料是将氯化聚乙烯加入大量的氯后，含氯量高， 使它耐化学腐蚀性能大大提高，还增强了耐火、难 燃、自熄性； 弹性、低温柔性好，耐磨损、着色性好，价格较贵 应用 有化学腐蚀的环境中。如化工车间及防腐处理、 污水处理的防水；一般工程使用较少。,6.5热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材,定义 TPO卷材是以石油树脂及乙烯、乙酸、乙烯树脂 为基料，加入抗氧剂、防老剂、软化剂等制成的新型合 成高分子防水卷材，也可用聚酯纤维网格布做内部增 强材料制成增强型防水卷材。 是一种热塑性弹性体防水材料，它在加热状态下 呈塑性，可采取焊接法来粘合，在使用温度下又呈橡 胶状弹性，所以亦称聚烯烃类热塑性弹性体。,TPO防水卷材发展情况,TPO防水卷材是国外近年来发展起来的新产品，它具有三 元乙丙橡胶防水卷材的耐候性，又有像PVC防水卷材一样的可 焊接性，防水效果可靠。 TPO防水卷材在欧美防水市场上占据 重要地位，1991年欧洲人将其用于屋面，90年代末期进入美国 市场，美国迅速占据防水卷材市场的20%，成为市场占有率最 高的防水卷材产品之一。 2003年一些欧美品牌进入中国市场， 国内防水材料厂家也已开始生产此类产品，发展至今已成为中国 高分子防水卷材市场上的新宠。 国外著名品牌 凡士通、法拉格、卡莱尔、陶氏、威达、索普瑞玛、杰斯曼等。 国内著名品牌 东方雨虹、世纪保佳、宏源、海拉尔、卓宝等。,国外的TPO防水卷材为了防止接缝焊接时产生折皱 变形，多在中间加一层聚酯纤维增强层，如美国卡莱 尔公司产品近几年在美国和欧洲盛行。 目前美国、日本和西欧一些国家是TPO的主要生产 及消费大国，2000年这些国家和地区的TPO消费量为 44.4万t，年均增长率约8.5，2005年将达到67万t。,TPO防水卷材的原材料,热塑性聚烯烃(TPO)主要由聚烯烃 、软化剂和多种 添加剂通过特殊的聚合工艺加工而成。 软化剂：通常由橡胶组分，常选用三元乙丙橡胶(EPDM)、 丁睛橡胶(NBR)和丁基橡胶； 聚烯烃：主要为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)， 目前用得较多的是EPDM与PP。 聚合物通常需要和填料、添加剂一起共混使用。 氢氧化铝和氢氧化镁：阻燃； 碳酸钙和钛白粉：使卷材上表面呈现白色，反光节能，也具有抗UV的性能； 其他稳定剂、抗氧剂、耐UV剂：使防水卷材具有优良的耐用性和耐候性。,TPO防水卷材生产,在TPO防水卷材生产中，利用双螺杆挤出机直接挤出已经较 为普遍，另外也可以采用 混炼和压延的方法，或者预先造粒用 单螺杆挤出机挤出生产。 对于较少填料填充的一般防水卷材中，有时也可以采用吹 膜或者复合膜工艺生产。 针对不同加工工艺的要求(粒状、粉状或者块状)，TPO配方 中的高分子原料必须有所选择，使用温度、黏度区间和熔体强 度都是比较重要的参数。,意大利法拉格TPO防水卷材的生产工艺,按产品的组成分类 均质卷材（H）：不采用内增强材料或背衬材料 带纤维背衬卷材（L）：用织物如聚酯无纺布等复合在卷材下表面 织物内增强卷材（P）：用聚酯或玻纤网格布在卷材中间增强 标记 按产品名称（代号TPO卷材）、类型、厚度、长度、宽度和本标准号顺序标记。 长度20m、宽度2.00m、厚度1.50mm、P类热塑性聚烯烃防水卷材标记为： TPO卷材 P 1.50/202.00 GB-201,标准 该材料物理性能检验满足GB18173.1-2006