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深度探讨高分子自粘胶膜防水卷材热熔胶,如何实现真正的“皮肤式防水”

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文章附图
导语

高分子自粘胶膜防水卷材经过这几年的发展,应用量迅速增加的同时,产品质量也在提高,但仍然存在一些应用上的问题,主要表现在:1)与基层粘接

后,常出现胶粘层与基层脱离的情况,形成空鼓;2)搭接边在搭接施工完后慢慢脱开,形成漏水点;3)在较长时间受到日光照射、水侵袭后,胶层粘

接力下降,导致卷材脱落。以上问题的根源,是高分自粘胶膜防水卷材的热熔胶层并不能很好地适应应用环境。目前,卷材生产企业主要采用苯乙烯嵌

段共聚物(SBC)热熔胶作为高分子自粘胶膜卷材胶层,亦有一些企业采用丁基(IIR)热熔胶。在此,对两者作一些比较研究,供相关人员参考。



01.

结构对比


材料性能很大程度上是由材料的结构所决定的。SBC的结构式如图1所示。在SBC热熔胶中,SIS和SBS为热熔压敏胶的橡胶成分,一般聚丁二烯或聚异戊二烯含量大于60%,具有较多不饱和C=C双键,不饱和度高。

图1   SBC结构式

IIR结构式如图2所示。IIR由异丁烯和1.5%~4.5%异戊二烯合成。在IIR中,同样具有不饱和C=C双键,但其含量较低。相对而言,IIR的不饱和度比SBC要低得多。

图2   IIR结构式
从结构的角度来讲,IIR的结构稳定性要高于SBC,表现在对环境的适应性更强,比如耐热、光线等。这是IIR先天的优势,但也并不是所有的IIR热熔胶产品在耐热、耐光上一定比SBC热熔胶产品要优秀。比如,市场上价格较高的SBC就可能会比价格较低的IIR有更好的耐老化性。这也是笔者提出比较前提的原因。


02.

力学性能对比


在高分子自粘胶膜防水卷材适应标准GB/T 23457—2017《预铺防水卷材》中,对产品的各项力学性能作出了规定。基于目前国内自粘胶膜防水卷材的发展状况,本文仅就以下与热熔胶相关的指标进行比较。
① 持粘性
多批次产品的测试数据显示,SBC热熔胶的持粘时间大于45 min,多数可超过60 min,而IIR热熔胶的持粘时间在20~40 min。从持粘性指标上看,SBC热熔胶明显优于IIR热熔胶。
② 耐热性

根据GB/T 23457—2017测试要求,耐热性需在80 ℃环境下,垂直放置2 h。我们在对比测试中发现,SBC热熔胶较IIR热熔胶容易流淌;SBC热熔胶测试结果虽在合格范围内,但底部边缘可发现胶相对厚一些。提高测试温度,也可证明IIR热熔胶耐热性更好。

③ 与后浇混凝土粘结剥离强度(无处理/热处理/浸水处理)

根据GB/T 23457—2017测试要求,对多批次产品进行与后浇混凝土粘结剥离强度(无处理/热处理/浸水处理)测试,数据取平均值。SBC热熔胶与IIR热熔胶比较结果如表1。数据表明,IIR热熔胶较SBC热熔胶,耐水性能更优。

表1   按GB/T 23457—2017测试要求比较数据



03.

应用对比


在工程应用环境中,许多条件并不受控,也远没有产品测试条件下那么完美、稳定,阳光照射、酷暑高温、潮湿水浸、灰尘污染等等均在考验我们的产品。我们对涂敷两种热熔胶的高分子自粘胶膜防水卷材进行了为期12个月的工程应用追踪,以评估产品对环境的适应性。

① 户外曝晒

目的是考察防水施工中未能及时回填时,防水卷材长时间暴露于户外,热熔胶是否仍能保持良好的粘接。实际工程中,并不是所有工程都能在短时间完成后续回填,暴露时间过长可能导致胶层性能下降。

实验方案:将涂覆有不同胶的自粘胶膜防水卷材截成约50 cm×50 cm的块,贴合在彩钢瓦楞板上。仅在瓦楞板波峰处粘贴,波谷作为空气通道,以考量长期外界风力及粉尘作用对卷材粘接效果的影响(图3)。

图3    户外曝晒实验安装示意

实验时间:开始时间为2019年8月30日,目前仍在继续。

实验现象:SBC热熔胶产品在过程查看(2个月)时已经脱落;IIR热熔胶产品至本文撰写开始时(2020年9月9日)仍粘接良好,见图4。

图4   户外暴露1年后IIR热熔胶产品粘接效果

以上实验说明,SBC热熔胶并不适合较长时间暴露于户外,而IIR热熔胶产品可以满足工地不可控因素导致的户外暴露。

② 浸水处理

目的是考察地下水侵入卷材基材层后,对胶层性能的影响,如果使胶层性能下降或失效,可能导致窜水发生,“皮肤式防水”将不能实现。

实验方案:将混凝土浇在防水卷材胶层侧,经过养护后浸入到水中(图5)。

图5   浸水处理实验示意

实验时间:2020年4月

实验现象:SBC热熔胶产品在过程查看(2个月)时已经脱落;IIR热熔胶产品至本文撰写开始时(2020年9月9日)仍粘接良好,见图6。

图6   浸水5个月后IIR热熔胶产品粘接效果

实验表明,SBC热熔胶不适合长期浸水,而IIR热熔胶产品可以保证高分子自粘胶膜卷材在地下长期潮湿状态仍具备良好的防水性。


04.

其他


IIR热熔胶具有蠕变性,这是优点亦是缺点。蠕变是指固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。IIR热熔胶在存放过程中趋于流平,涂履有IIR热熔胶的高分子自粘胶膜卷材容易在卷材边缘出现溢胶现象,导致施工解卷时产生粘连,特别是在高温堆压的情况下,这也是IIR热熔胶遭人吐槽较多的地方。也正是因为IIR热熔胶具有蠕变性,又赋予其另一特点:越粘越牢、自愈性。在压力作用下,IIR热熔胶产生蠕变流动填补表面凹坑,增加其粘接面积,这是也IIR热熔胶为什么能越粘越牢的原因。同时,当胶层出现破坏时,其蠕变行为可填补破损处从而实现自愈。

说明:用于预防铺反粘法施工的高分子自粘胶膜防水卷材,在产品结构上都是由防水主材+自粘胶粘层+隔离减粘层组成的。本文主要考察自粘胶粘层(SBC与IIR)在性能上的区别,在试验设计上,自粘胶粘层或者直接与混凝土基层粘接,或者直接暴露于自然环境中,与高分子自粘胶膜卷材的实际应用状态有一定的出入。

写在最后:
要真正实现“皮肤式防水”,高分子自粘胶膜防水卷材所用的热熔胶是关键。本文仅针对市场上同等价位的两种热熔胶作了性能上的对比。由于SBC与IIR在其分子结构上的差异,IIR热熔胶耐候、耐水性更优,文中实验也证实了这一点。考虑前期施工的不确定因素及卷材服役所处环境,小编认为IIR热熔胶更适合地下防水环境。



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