建筑防水材料的生产技术发展状况要点

/建筑防水材料的生产技术发展状况（关键字：防水材料工艺、卷材、涂料等）摘要：伴随着改革开放的到来，先进的科技被大量引进，我国防水材料得到了空前的发展，在不断改进和研发中，防水材料的技术水平也得到了空前的提高。尽管现在的技术还远远低于国外的生产技术，但是我们的发展趋势远远高于他们，信任不久的将来，我们的生产技术会走出国门、走向世界。所以，我们要努力学好别人先进的生产工艺，把他们引用到我们的产品中，并能够在他们的基础上开发我们的产品，把创新和探讨并用，理论和实际结合，敢于突破传统，开发出具有我够特色的新产品。一、国内外发展状况:20世纪初期，国外建筑防水材料主要以油毡为主，且纸毡油毡慢慢玻纤毡所取代。其中的原联邦德国玻纤毡占油毡的70%，制定了14个油毡标准；美国1961年的油毡产量为1亿卷，1976年达到2亿卷，其中，玻纤油毡占油毡的40%,制定了13个油毡标准。20世纪末，随着化学工业特别是橡胶工业有了重大的发展，研制产生出了许多适用于建筑防水和密封材料的树脂和橡胶，使得建筑防水材料和密封材料的技术得到了快速的发展。于是一些性能好的产品相续问世，这些产品包括SBS橡胶、APP树脂、三元乙丙橡胶（EPDM）、聚氯乙烯（PVC）和氯磺化聚氯乙烯，最近又出现了热塑性烯烃（TPO）防水片材。欧洲在建筑防水材料方面走在了世界的前列，在改性沥青防水卷材和PVC、TPO等聚合物防水片材方面屋面防水技术先进，有他们国家开发成功而后传入其他国家。德国以沥青油毡为主，法国研制出SBS改性沥青油毡，意大利开发出APP改性沥青油毡，瑞士运用改性沥青和PVC两种防水卷材,在美国运用最多的是SBS、EPDM防水片材和PVC屋面膜，日本的建筑防水材料仍以氧化沥青油毡叠层为主，防水片材也相当发达，国外的防水材料远远高于国内。20世纪80年头，我国主要的防水材料为石油沥青纸胎油毡，品种、规格单一，只有一个国家标准；防水嵌缝材料和防水涂料更为落后产量为百万以上的不足30家，1982年的年产量为2万多吨，其中嵌缝的不足一万吨。在国外防水材料快速发展的推动下，国内新型建筑防水材料也快速发展，不断进步。三元乙丙丁基橡胶防水卷材挤出硫化连续生产线、奥地利维拉斯公司多功能制毡生产线、德国莱泽公司多功能沥青瓦生产线被国内引进。近10年来，我国新型防水材料品种不断涌现，像M1500水泥密封剂、丙烯酸聚合物防水涂料(JS)、水泥块凝堵漏剂（水不漏）、湿铺法自粘改性沥青防水卷材等。现阶段，我国建筑防水材料应用量稳步增长，在国家产业政策和宏观调控的引导下，传统的纸胎沥青油毡用量急剧下降，而以改性沥青防水卷材为主的新型建筑防水卷材持续增长，已占主导地位。为提高混凝土的抗渗性，探讨出了许多无机防水剂，如三氯化铁、无机铝盐、三乙醇胺等等。我国在防水材料的发展上也取得了显著成果，以下从卷材、涂料、密封材料、堵料灌浆材料的生产工艺来阐述。二、建筑防水材料生产工艺（一）新型建筑防水卷材新型建筑防水卷材是建筑防水材料的重要组成部分，是建筑防水的主导产品，广泛应用于建筑物地上、地下及特别构筑物的防水是一种应用范围广泛且运用面积最大的防水材料。按其材质分类分为：1、高聚物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材主要是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维毡、纤维织物或其他材料为胎体。其具有优良的耐高、低温性能，一年四季都能运用；可形成高强度防水层，并耐穿刺、耐烙伤、耐乏累；有优良的延长性和基层变形实力。它的适用范围包括：工业和民用建筑的屋面防水工程、地下防水工程、地铁、隧道、混凝土铺筑路面的桥面、污水处理墙、垃圾掩埋场等市政工程的防水、水渠、水利等水利设施的防水。它的主要原材料有：沥青材料、胎基材料、沥青改性剂材料、助剂材料、填充材料、覆面材料。典型代表产品是SBS改性沥青防水卷材和APP改性沥青防水卷材，他们的原材料、生产工艺如图所示：产品主要原料SBS改性沥青防水卷材石油沥青、SBS橡胶、填充材料、胎基材料、覆面材料APP改性沥青防水材料石油沥青、ＡＰＰ、填充材料、胎基材料、覆面材料填充料升温至190200加入SBS改性剂填充料升温至190200加入SBS改性剂增塑剂计量石油沥青升温计量保温搅拌30min，取样检测后即可放料生产190200保温搅拌120min，起先增塑剂计量石油沥青升温计量保温搅拌30min，取样检测后即可放料生产190200保温搅拌120min，起先胶体磨均化研磨搅拌罐（APP的制备工艺比SBS制备工艺仅少个增塑剂计量）浸涂改性沥青涂盖料浸涂改性沥青涂盖料冷却覆膜撒沙烘干贮存胎基冷却覆膜撒沙烘干贮存胎基绽开检验出厂检验出厂包装下线卷毡计量缓冲贮存包装下线卷毡计量缓冲贮存SBS生产工艺（APP生产工艺和ＳＢＳ基本相同）２、高聚物防水卷材高聚物防水卷材亦称高聚物防水片材，是以合成橡胶、合成树脂或两者共同体系为基料而制成，其特点是：耐老化性能好，运用寿命长；弹性好，拉伸性能优异；耐凹凸温性能好，能在寒冷或酷热环境中长期运用；卷材幅面宽，可焊接性好；耐跟穿透，耐化学腐蚀；冷施工，机械化程度高，操作便利等。它适用于受振动、易变形建筑工程防水，也适用于刚性爱惜层或倒置式屋面以及地下室、水池、水渠、贮水池、隧道、地铁等建筑工程防水。它的主要原料有：合成橡胶、合成树脂及硫化剂、促进剂、填充剂、补强剂等各种助剂。典型代表产品是三元乙丙防水卷材和氯化聚乙烯防水卷材，他们的原材料、生产工艺如图所示：产品主要原料三元乙丙防水卷材基料：EPDM和共用橡胶助剂：硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、增塑剂等；氯化聚乙烯防水卷材基料：PVC树脂助剂：增塑剂、抗氧剂、填充剂等EPDM橡胶防水卷材的生产工艺是以EPDM橡胶或EPDM橡胶中掺入适量的丁基橡胶为基料，加入软化剂、硫化剂、促进剂、填充剂等，经密炼、混炼、压延或挤出成型后，再经硫化而成。下面是他的几种生产过程：压延出片成型干脆硫化法：炼胶压延出片卷取硫化垫布卷取2）压延出片成型单鼓硫化机定型二次硫化法：炼胶压延出片卷取单鼓定型硫化二次硫化垫布卷取3）挤出出片成型多鼓硫化机连续硫化法：密炼混炼挤出出片连续多鼓硫化机卷曲成品4）挤出出片成型连续硫化罐硫化法：密炼混炼挤出出片连续硫化机卷曲成品PVC防水卷材是指以聚乙烯树脂为主要原料，掺加增塑剂、填充剂、抗氧剂紫外线吸取、剂其他加工助剂等加工的建筑防水材料。生产工艺及其过程：ＰＶＣ防水卷材生产工艺主要是原料混合、压延或挤出成型、定型、压花、冷却等过程。凹凸速混压切边凹凸速混压切边双螺旋挤出摸头冷却无纺布复合牵引计量卷取压冷三辊定型PVC的生产过程（二）新型建筑防水涂料新型建筑防水涂料至今还没有明确的定义，他在防水界的概念是相对于传统的以单一沥青为主要成分的防水涂料而言，系指以高分子合成材料为主要成分或主要改性分成，赐予防水涂料新的性能，在高温下呈液态，经施工后能形成防水涂膜的材料。按材料主要成膜物质分为：1、丙烯酸系防水涂料丙烯酸系防水涂料是一种水性防水材料，是以丙烯酸脂作为成膜物质，加入各种助剂、填料及颜料而成，优点是防水性能良好，耐候性优于聚氨酯，化学稳定性良好，产品对环境不产生污染，对人员无危害。丙烯酸系防水涂料目前在市场上溶剂型产品已经消逝，主要是乳液型产品，它以丙烯酸乳液基料，可和多种高分子乳液及无机胶凝物复合成防水涂料，其中，硅丙防水涂料站有重要地位，有机硅改性材料的多项性能有显著提高，耐玷污性的改善使它作为外墙弹性防水涂料确立了优势地位。丙烯酸系防水涂料生产工艺简洁，设备投资小，施工便利，可在潮湿基层施工。它具有耐候、耐热、耐腐蚀保色及涂抹丰满等优点。通常有几种分类方法，以成膜物质分有纯丙型和苯丙型；以弹塑性分有橡胶型和塑料型；已固化类型分有含水泥和不含水泥两种，其中含水泥型材料又由丙烯酸酯是水乳还是粉状形态而又单组份和双组份的区分；我国目前将丙烯酸防水涂料纳入聚合物乳液建筑防水涂料，适用标准JC/T864——2000.丙烯酸系防水涂料的产品有丙烯酸乳液防水涂料、丙烯酸水泥防水涂料、丙烯酸隔热防水涂料。他们的产品原料及生产工艺如下：产品主要原料丙烯酸乳液防水涂料乳液，助剂（潮湿分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、增塑剂）,颜填料；丙烯酸水泥防水涂料成膜物质（以丙烯酸乳液为先），水泥，助剂，颜填料，单组份原料(指的是一些聚合物);丙烯酸隔热防水涂料丙烯酸乳液（分松散型和反射型），助剂，颜填料;丙烯酸乳液防水涂料的生产工艺：搅拌匀整水+分散剂搅拌匀整颜料+填料+消泡剂高速分散研磨清洗水（和上面的水量共同计算作为用水总量调和乳液+防毒防腐等助剂初检调整黏度增稠剂过滤包装成品检验丙烯酸水泥防水涂料生产工艺：丙烯酸水泥防水涂料单组份生产工艺是将各种材料混合匀整、密封包装。双组份生产工艺为：液体组分丙烯酸乳液（橡胶型）+助剂+水，搅拌匀整后，密封包装；固体组分水泥+复合减水剂+水泥外加剂+填料（及颜料），搅拌匀整后密封包，固体组分的密封性对储存时间长短相当重要。丙烯酸隔热防水涂料生产流程：搅拌匀整水+助剂搅拌匀整隔热材料+填料研磨清洗水混合乳液+助剂调整黏度（初验）增稠剂过滤包装成品检验这三种产品都用到搅拌釜和反应釜，生产流程也极其相像，仅是各自的成膜物质有点差异。2、聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料以异氰酸酯基（-NCO）和多元醇、多远胺及其他含活泼氢的化合物进行加成聚合（或称逐步聚合）nOCN—R—NOC+nHO—R’—OH（--OCN—R—NH—COOR’—O--）n,生成的产物含有氨基甲酸酯基（--NH—COO--）为氨酯键，故称聚氨酯。聚氨酯防水涂料是防水涂料中最重要的一类涂料，他们具有耐水解性、可延长性、流展性、耐老化性、适当的强度硬度，因此它几乎满足作为防水材料的全部特征。它分为单组份和双组份两种，单组份多数应用于建筑的砖石结构、金属结构部分及聚氨酯屋面防水层的修补：双组分分为外露型聚氨酯防水涂料及费外露型聚氨酯防水涂料区。下面具体介绍双组份防水涂料产品.产品主要原料外露型聚氨酯防水涂料预聚体：甲苯二异氰酸酯（TDI），聚醚多元醇，酒石酸或柠檬酸;交联剂：聚醚、蓖麻油、摩卡，一些助剂和颜填料；非外露型聚氨酯防水涂料预聚体：甲苯二异氰酸酯（TDI），聚醚多元醇，酒石酸或柠檬酸;交联剂：聚氨酯硫化物，精制焦油，液体古马隆，芳烃油石油树脂等，一些助剂和颜填料；复合胶联型聚氨酯防水涂料它的原料是两者的结合外露性聚氨酯防水涂料的生产工艺流程：搅拌脱水聚醚搅拌匀整交联剂、助剂加阻聚剂柠檬酸（或酒石酸）搅拌匀整填料、颜料逐步聚合TDI研磨脱出游离TDI交联剂（B组分）包装预聚体（A组分）包装复合交联型聚氨酯防水涂料生产工艺流程：搅拌混合聚醚、增塑剂水泥水化水泥、水、分散剂真空脱水搅拌匀整有机交联剂、助剂阻聚剂滴加反应搅拌匀整填料、颜料脱泡及脱离三辊研磨游离TDI测定细度包装密封预聚体包装密封（A组分）交联剂（B组分）3、有机硅系防水涂料有机硅主要分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类。不同类型的有机硅呈现不同的性能品质，固化交联剂也各不相同，有多种方式，有机硅系防水涂料由上述有机硅为主要成分组成，也有两大类：一类是硅油、硅树脂浸料，通过有机硅渗透至砖石及混凝土建筑，形成硅氧基团向基层内部、烷基基团向外的基本结构，产生憎水效果，通常称为防水剂；另一类是由硅橡胶建筑物表面形成具有相当厚度的防水膜，通常称为防水涂料。原料选取：主要成膜物质是乳液，帮助成膜物质是丙烯酸乳液，还有一些助剂和颜填料。有机硅防水涂料生产工艺和丙烯酸乳液防水涂料相同（三）新型建筑密封材料建筑密封材料包括不定型密封材料，如：嵌缝腻子、油膏、弹性密封胶等，还包括定型密封材料，如密封胶带、密封垫等，通常建筑密封材料主要指不定型密封材料，这些密封材料用于建筑构件间、建筑材料间接缝的密封处理，爱惜建筑及材料，起到防腐、防水、隔声、保温、结构粘结等作用。建筑密封胶是对建筑构件和建筑材料间接缝起嵌缝密封、承接接缝位移变形应力并粘结的功能性胶粘剂，和其一般胶黏剂的最大区分是承受位移变形应力，同时爱惜密封性能不破坏。它适用于建筑工程的施工缝、变形缝，包括结构构件和拼装件间的密封、混凝土家建筑接缝、门窗玻璃接缝、幕墙装配结构密封、加气混凝土加大版接缝、金属板缝，石材、铝材、陶瓷、塑料、木材等接缝，建筑边缘、管道等部位。密封材料按成膜物质分为：丙烯酸酯密封胶丙烯酸酯密封胶是以丙烯酸酯类聚合物（主要为丙烯酸酯橡胶）为基础的密封胶，产品为乳液型，溶剂型很少。有和丙烯酸酯类单体种类繁多，因此其共聚物可以制得各种功能和用途的密封胶。其无污染，施工便利，粘结稳定，耐热耐油性能良好，还耐寒、耐候、耐臭氧，可耐水且可涂漆，主要用于混凝土装配式外墙板缝、轻体钢结构建筑、内墙缝、门窗、卫生间窗墙孔及建筑接点等的密封。原材料选择：基本单体（主要是丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯），活性单体，乳化剂，引发剂，还须要一些分散剂。生产工艺：（1）基础聚合物基础聚合物主要接受乳液聚合法生产，将基本单体和活性单体共聚，加入适量的乳化剂稳定其性能，在加入适量的引发剂限制速度。（2）密封胶将生成好的基础聚合物中加入各种分散剂、稳定剂、碳酸钙和金红石型二氧化钛填料、颜料、增塑剂等，用捏合机分散，再用行星搅拌机分散匀整，脱气后包装2、聚氨酯密封胶聚氨酯密封胶是通过多异氰酸酯和多元醇、多元胺反应制得，产品分为单组分和多组分两种形式。单组份聚氨酯是靠湿气固化，施工便利，质量稳定，性能优良，但生产工艺要求高，固化慢，成本高，双组份聚氨酯是反应交联固化，固化快，成本低，储存时间长，性能可调整，但施工困难，性能差异大。聚氨酯密封胶广泛用于建筑工程中除结构粘结以外的全部场合及汽车工业，特别是在混凝土建筑接缝、公路、桥梁、跑到、管道密封等方面大量运用。聚氨酯密封胶具有高弹性、高延长率、高粘性，得到大量应用。它的原材料有：异氰酸酯，活泼氢化合物（有聚醚、聚酯和胺类化合物），催化剂，固化剂，增塑剂，颜填料。生产工艺（1）基础聚合物将异氰酸酯和活泼氢化合物共聚得到聚氨酯预聚体；（2）密封胶分为单组和双组两种包装，在单组分聚氨酯密封胶中，异氰酸酯预聚体是基础聚合物。在多组分聚氨酯密封胶中除了聚氨酯预聚体，其他组分还含活泼氢的低聚物，主要是聚醚多元醇、聚酯多元醇等，并加入填料固化催化剂、颜料、稳定剂、吸湿剂、溶剂等。3、硅酮密封胶硅酮密封胶是通过带活性端基的聚有机硅氧烷制得，产品分为单组分和双组分，单组份在室温湿气固化，双组份和交联剂固化成弹性体。硅酮密封胶具有优异的耐候、耐光性能，耐凹凸温，宽的运用温度范围，对大多数基层粘结好，可以制得各种弹性模量，并具有很好的位移变形实力，广泛应用于各个行业，目前在建筑领域是用量最大、用途最广的。它的原料有：聚硅氧烷液体硅橡胶，改性硅酮基础聚合物，交联剂、补强填料、触变剂、稳定剂、增粘剂、增塑剂;生产工艺：基础聚合物传统的二羟基聚二有机基硅氧烷接受环状聚硅氧烷经催化制备；交联剂；密封胶硅酮密封胶是有聚硅氧烷基础聚合物，加入交联剂、催化剂、增塑剂、偶联剂、触变剂、稳定剂（羟基去除剂）、填料、颜料等协作而成通过湿气水解固化。双组份是将催化剂微量水和其他添加剂混合成另一组分，通过反应固化。4、聚硫密封胶聚硫密封胶以液体聚硫橡胶为基础聚合物制得，产品分单组分和双组分，聚硫密封胶具有优良的耐油、耐溶剂、抗乏累、耐寒等性能，并且透气性低，是最早投入运用的密封胶，产品以双组分为主。在建筑中用于中空玻璃、建筑接缝和交通工程，聚硫密封胶耐候、耐紫外线性能比较差外露运用会出现龟裂现象，所以运用量有所削减。它的主要原料有：液体聚硫橡胶，交联剂，阻滞剂，增粘树脂，偶联剂；生产工艺：（1）基础聚合物1）液体聚硫橡胶液体聚硫橡胶是聚硫密封胶的基础聚合物，接受二氯有机化合物和多硫化钠反应，在脱硫降解，得到中等分子量的液体聚硫橡胶。2）交联剂液体聚硫橡胶的交联剂主要有：金属化合物、金属过氧化物、有机氧化物、有机过氧化物、无机过氧化物等。（2）密封胶密封胶接受液体聚