我國地域廣闊,氣候環境差異很大,總體來看,南方地區溫度高、日照強,需考慮河南丙綸防水卷材的耐高溫和耐光照輻射性能;而北方地區溫度低,需更多地考慮河南丙綸防水卷材的耐低溫性能。從實際使用情況來看,因河南丙綸防水卷材問題造成屋面漏水的情況主要有兩種:一是河南丙綸防水卷材因陽光照射而老化、變硬,導致表面開裂;二是河南丙綸防水卷材因長時間光照雨淋而變硬,受外力作用(如冰雹、龍卷風)后開裂。對于PVC河南丙綸防水卷材來說,造成其失效的主要原因是光照裂解和增塑劑高溫蒸發或降解。
本研究參照FM認證體系中的抗冰雹測試方法(模擬了河南丙綸防水卷材經長時間戶外老化后抗冰雹擊打的能力,包含前期用耐候加速老化儀測試樣品1 000 h和后期模擬冰雹擊打測試),用現有儀器設備模擬該測試,對PVC河南丙綸防水卷材的耐用性進行了試驗研究。
PVC河南丙綸防水卷材配方主要為懸浮法制備的PVC樹脂、增塑劑、穩定劑、填充料,其他添加劑包括潤滑劑、紫外線吸收劑、色料等,配方中占比的是PVC樹脂、增塑劑和填充料。因市面上采用的PVC樹脂差異不大,故試驗設計時主要考慮增塑劑和填充料的影響。
另外,戶外用PVC河南丙綸防水卷材需考慮耐紫外線老化性能,通常會加入色料(主要是鈦白粉和炭黑)和紫外線吸收劑,故上述配方中還統一加入了5%的鈦白粉和0.2%的二苯甲酮類吸收劑。
【耐紫外老化】
PVC河南丙綸防水卷材樣品在耐紫外老化測試前,表面亮度高、顏色白;1 000 h耐紫外老化測試后,表面變霧,同時顏色略有些黃,表面無明顯裂紋。這是因為卷材經紫外光照射后,表面的PVC樹脂發生了降解,生成了多烯結構。
PVC樹脂為強極性,其耐低溫性能較差;而增塑劑為弱極性,和PVC樹脂混合塑化后,增塑劑與PVC樹脂之間的作用力(弱極性+強極性)代替了PVC樹脂之間的作用力(強極性+強極性),從而使PVC河南丙綸防水卷材變軟,同時改善了其耐低溫性能。并且,PVC樹脂和增塑劑之間有化學結合力,相對較為穩定。
碳酸鈣在PVC河南丙綸防水卷材的配方體系中只是物理分散,無化學鍵結合力,當進行低溫沖擊試驗時,應力會集中于填充有碳酸鈣的點釋放。當碳酸鈣用量較少時,其分散比較均勻,對低溫抗沖擊性能的影響不大;當碳酸鈣用量增加時,少數碳酸鈣就會有聚集在一起的問題,應力集中加強,卷材的低溫抗沖擊性就會降低。
采用增塑劑DOP的PVC河南丙綸防水卷材耐低溫性能差于采用增塑劑DINP的PVC河南丙綸防水卷材。從理論上推斷,由于增塑劑DINP的相對分子質量和閃點均高于增塑劑DOP,故在長期高溫和紫外線輻射下,增塑劑DOP揮發得更多。
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