自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种很有发展前景的新型防水材料。在国内外刚刚崛起,方兴未艾。该种卷材具有不透水性、低温柔度、抗变形性能及自愈性好等特点,而且易于施工,可以提高铺设速度,加快工程进度。在广州、深圳、南京、厦门、上海等地的工业厂房屋面、地下工程、南极长城站、中山站等得到推广使用,获得了良好的防水效果,受到了施工、设计与建设单位的赞誉。虽然,目前产品所占的市场份额不大,但已成为当今防水材料中的“新宠”。 自粘卷材在我国的应用是从20世纪90年代初开始的。当时进入我国市场的有美国W.R.GRACE生产的“必坚定(Bituthene)”,奥地利生产的“冷自粘耐候性防水沥青隔膜”,台湾生产的“必治水”等。这10年间,我国有部分企业生产并在工程上应用了这一新材料。

国外生产的自粘卷材一般是采用聚乙烯膜覆面的无胎防水卷材,其拉力与断裂延伸率均较高,如美国的“必坚定”,其拉力可达25MPa与30MPa,延伸率达300%以上。而我国国内生产的自粘聚乙烯膜覆面无胎的防水卷材,由于国内生产的聚乙烯膜拉力低,因此在无胎自粘卷材标准中规定的拉力仅为130N/5cm,相差甚为悬殊。所以,一些重要工程要求提供拉力高的自粘防水卷材,其途径有二:一是从国外进口高强度的聚乙烯膜生产无胎自粘卷材;二是采用增强胎体生产有胎自粘防水卷材。目前,国内一些生产企业大多采用了后面这一条技术途径,生产自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材,拉力提高较大,而断裂延伸率相对减小,满足了一些防水工程的需要。

美国、奥地利及我国台湾入境的自粘卷材,当时没有产品标准,仅有产品说明书,对产品的规格尺寸、主要技术指标及采用的试验方法有所规定。直到2000年,美国才颁布了ASTMD1970-2000《用于斜屋面基层防冰堵的自粘聚合物改性沥青卷材》,产品厚度薄,但不能小于1mm,主要用于辅助防水。

美国“必坚定”(现更名为“必优胜”),为达到预期的防水效果,它是由底油、自动粘贴防水膜、封口胶与保护板等组成的防水系统。

“必坚定”自粘卷材的自粘性能取决于其使用的橡胶改性沥青,而拉伸强度与断裂延伸率取决于其使用的聚乙烯膜。由于采用高强度的聚乙烯膜,所以其拉力达到25MPa与30MPa,断裂延伸率达到300%以上,低温柔度可达到-30℃,耐热度未作规定。GRACE生产的3000橡胶改性沥青自粘卷材保质期为10年。在它的产品说明书中声明:“自生产之日起10年内应保证无变质。”

美国在2000年批准颁布了第一个自粘卷材标准,即ASTMD1970-2000《用于斜屋面基层防冰堵的自粘聚合物改性沥青防水卷材》。标准的适用范围中对这种卷材的定义是:“撕去卷材的外保护层,被暴露的防水层卷材是一层有胶粘性能的物质。其上表面适合于暴露屋面中施工。”该种卷材适用于“屋或沟槽,或两者兼用的防水层以防止屋面板、瓦或金属屋面由于冰堵引起水积滞造成的渗漏”。2003年2月,中国建筑防水材料工业协会代表团访问美国材料与试验协会(ASTM)时,美方介绍自粘卷材由于其粘贴性能好,易于铺设,主要用于不同平面交接处的施工上,也印证了标准中使用范围的说明。

在ASTMD1970-2000中未说明使用改性沥青的种类以及是否采用胎体,但其拉力与断裂延伸率远低于“必坚定”产品说明书中的指标。低温柔度为-29℃,略低于“必坚定”规定的-30℃。增列了热稳定性与防滑性能指标。耐热性能是自粘卷材的一个弱项,耐热性与粘结性能是一对矛盾,自粘性能提高,耐热性能就相应下降,因此“必坚定”中未规定耐热性能。ASTMD1970-2000权衡两方面利弊后列入了热稳定性指标。防滑性能是该标准中新增加的技术指标,在该指标的“注”中说明:屋面施工时表面防滑性能是十分重要的,尤其是对斜屋防水施工。但标准未规定防滑性能专门的试验方法。采用何种试验方法由供需双方协调。但产品防滑表面的磨擦系数或防滑性能至少与屋面浸渍沥青防水卷材试验的数据一致。这体现了标准的“以人为本”思想,以及对施工人员安全的关注。

“911”事件后,美国在抢修五角大楼过程中大量采用了GRACE生产的自粘卷材。美国肯尼迪航天发射中心,航天飞机模型(1:1)机尾粘贴的也是自粘卷材。由此可见,美国生产的自粘卷材在不同领域内得到了推广应用。

1999年,我国批准颁布了JC840-1999《自粘橡胶沥青防水卷材》,这是我国,也是世界上第一个自粘防水卷材标准,比ASTMD1970-2000发布早了一年。该标准“适用于以SBS等弹性体、沥青为基料,以聚乙烯膜(PE)、铝箔(AL)为表面材料或无膜(N.双面自粘)、采用防粘隔离层的自粘防水卷材”。产品按表面材料分为聚乙烯膜(适用于非外露的防水工程)、铝箔(适用于外露的防水工程)与无膜(即双面自粘,适用于辅助防水工程)。

与“必坚定”、ASTMD1970-2000相比,JC840增列了不透水性、剪切性能、剥离性能与人工候化处理等技术指标。由于国产聚乙烯膜拉力偏低,因此,用于生产的自粘卷材拉力也低于“必坚定”与ASTMD1970-2000中规定的25MPa、30MPa与4.4KN/m(相当于220N/5cm),而断裂延伸率450%大于“必坚定”规定的300%。低温柔度-20℃略低于“必坚定”的-30℃与ASTMD1970-2000的-29℃。耐热度按照我国采用的试验方法测定,规定为80℃,加热2h,无气泡,无滑动。人工候化处理仅对使用外露的防水工程提出要求,需进行测定。对使用于屋面有保护层、地下防水以及辅助防水等工程不进行人工候化处理试验。

由于国产聚乙烯膜拉力小而有些工程需要拉力大的自粘卷材,国产聚乙烯膜生产的无胎自粘卷材满足不了上述工程的要求,以聚酯毡增强的聚合物改性沥青防水卷材就应运而生。在20世纪90年代,保定石油化工厂防水材料分厂、盘锦禹王防水建材集团等曾小批量生产有胎基增强的自粘卷材,但大批量生产聚酯毡为增强胎体的自粘防水卷材则是在2000年以后。为了控制产品质量,保证防水工程质量,规范市场,2002年我国又批准颁布了JC898-2002《自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材》行业标准。该标准“适用于以聚合物改性沥青为基料,采用聚酯毡为胎体的、粘贴面背面覆以防粘材料的增强自粘防水卷材”。该卷材按物理力学性能分为Ⅰ型和Ⅱ型;按上表面材料分为聚乙烯膜(PE)、细砂(S)与铝箔(AL)三种。

与“必坚定”、ASTMD1970-2000、JC840相比,新标准增列了可溶物含量、撕裂强度、水蒸气透湿率、人工气候加速老化等指标。由于聚酯毡作增强胎体,自粘卷材的拉力有较大提高,标准中2mm、3mm厚的卷材拉力为350N/5cm与450N/5cm,均高于ASTMD1970-2000中220N/5cm的规定。低温柔度,Ⅱ型卷材-30℃,高于ASTMD1970-2000-29℃,与“必坚定”指标相同。撕裂强度规定Ⅰ型1.5mm 厚　125N;2mm、3mm厚200N;Ⅱ型250N;均高于ASTMD1970-200089N的规定。水蒸气透湿率采用GB/T17146-1997《建筑防水材料试验方法》,该方法等效采用美国标准试验方法(ASTME96),与ASTMD1970规定一样为5.7×10-9g/(m2?s?Pa)。人工气候加速老化采用GB/T18244-2000《建筑防水材料试验方法》,采用氙弧灯法,

试验时间720h(累计辐射能量约1500MJ/m2)。老化后试件的低温柔度比未老化试件允许降低10℃。人工气候加速老化的规定仅适用于外露防水工程;水蒸气透湿率仅适用于地下防水工程。

自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种新型防水卷材,不论在国内,或者国外,均属于起步阶段。无论是原材料及其配方,生产工艺与生产技术以至生产装备、应用技术、施工方法等,都在不断研究探索,积累经验。因此,我们应加强对这一新型防水卷材的研究、开发,完善与改进生产与施工技术,执行标准,制定相应的设计、施工与验收规范,扩大其应用范围,使其为我国的建筑防水事业作出新贡献。