新型建材——建筑用防水透气膜<br/>

新型建材——建筑用防水透气膜

2010-02-23臧凡

中国建材科技 2010年2期

臧凡

（中国建筑材料检验认证中心有限公司，北京 100024）

1 防水透气膜的分类、生产工艺和防水透气功能原理

20世纪70年代中期美国公司将建筑用防水透气膜引入建筑领域。20世纪80年代末，建筑防水透气膜在欧美发达国家得到大力推广，建筑防水透气膜技术进入国内市场只有短短几年时间，在我国还处于推广阶段，国内一些企业也处在研究生产阶段，随着我国对建筑节能要求的提高，相关工程技术规范和产品标准的制定出台，建筑防水透气膜将很快在国内市场推广应用。

1.1 防水透气膜的分类及生产工艺

防水透气膜一般分为微孔膜、亲水性膜和微孔亲水性膜三种。微孔膜一是一层很薄的聚合物膜，表面有大量的直接小于2μm的微孔；水滴直径100μm左右，水气直径为0.0004μm，所以可以有效防水透气。亲水性膜无物理微孔，此膜是一组共聚物，有软链段和硬链段组成，硬链段部分能阻止水滴通过，起到防水作用，软链段由亲水性组分组成，能起到透气作用。微孔亲水性膜是由微孔膜和亲水性膜复合而成。

建筑防水透气膜是一种新型的高分子防水材料，建筑用防水透气膜多为微孔膜，美国某公司生产的产品采用闪蒸法工艺，国内某公司生产采用热塑性吹膜挤出复合工艺。先进的闪蒸法工艺我们重点介绍。闪蒸法，又称瞬时溶剂挥发成网法，采用的不是熔融纺丝，而是采用干法纺丝技术。将高聚物溶液在一定的溶剂中制成纺丝液，然后由喷丝孔喷出，由于溶剂的急剧挥发而使高聚物重新固化成纤维。同时闪蒸法采用的干法纺丝技术与普通的方法纺丝技术又有不同，主要体现在闪蒸工艺采用较低的纺丝液粘度，而以极高的压力和速度从喷丝孔中喷出。由于溶液的粘度低、流动性好，液态丝条在高速运动中固化形成极细的纤维丝条，最后被吸附在成网帘上直接形成纤网。闪蒸法的纺丝溶液由成纤高聚物、主溶剂、副溶剂和一些添加剂组成。闪蒸法非织造布的纤维直径非常的细，因此具有优良的防水透气性。

1.2 防水透气膜防水透气功能原理

透气性就是织物的结构允许水气穿过织物的本体透出，同事防止外界的液体渗入织物的能力。目前有两种透气性技术，一种是微孔透气技术，一种是分子透气技术。

微孔型薄膜的结构是靠牵伸两种不相容组分如在聚合物中加入无机微粒而形成的，其结构中存有很多像毛细管一样的微孔。这些微孔构成了允许气体通过的通道，但由于外界的液体液滴的直径大于微孔的直径所以不能通过。气体穿过薄膜的渗透力取决于微孔的大小，水分传输率与薄膜的表面积和浓度驱动力呈正比，在微孔薄膜中薄膜的物理结构是渗透力的决定因素。

分子薄膜是致密的无微孔薄膜，由简单的挤出或其他的工艺技术生产，然后贴附到织物上。水气在分子薄膜上的渗透过程可称为“主动扩散过程”。渗透物附着在高浓度的一边，利用存在的压力差扩散渗透到薄膜的另一边。对于分子薄膜聚合物的化学结构和薄膜的厚度是决定渗透力的主要因素。

2 国内外建筑用防水透气膜的主要物理性能指标要求

日本标准JISA6111：2004(House wrapping sheets)中的性能指标要求见表1。

表1 JISA6111:2004性能指标要求

《坡屋面技术规范》报批稿中坡屋面防水垫层对防水透气膜的性能指标要求见表2。

表2 《坡屋面技术规范》报批稿中防水透气膜性能指标要求

3 建筑用防水透气膜的功能性和耐久性试验方法的探索及主要物理性能的分析

建筑用防水透气膜主要具备防水和透气功能，不透水性和水蒸气透过量是检测此功能的检验项目，对于微孔膜，不透水性和水蒸气透过量是相互制约的，微孔孔径越大，水蒸气透过量越大，不透水性就会降低，所以不能一味的追求这两个功能性检验项目的高指标，这两个检验项目达到平衡能有效防水且防止结露。当冷热温差产生结露现象时，会在屋顶或墙体表面形成水滴，水滴侵入建筑物或保温层，降低保温层热功效，并影响建筑的耐久性。防水透气膜铺装于保温层之外，是为保证围护系统内水气有效排出，解决结露防潮问题，保护保温层。防止结露是透气膜的最关键指标，虽然水蒸气透过量能反映一定的透气性能，但不能直接确定透气膜是否具有防结露功能，所以根据使用环境要求，制定合适的应用性能检验方法检测透气膜的防结露功能非常必要。我们可以参考日本标准JISA6111：2004中防结露试验方法，再根据我国国情制定合适的防结露试验方法。

表3 物理力学性能的检测项目与试验方法

表4 物理力学性能的试验数据

建筑用防水透气膜的耐久性是现在面临的问题，国内没有相关试验方法验证材料的耐久性。透气膜一般不会外露使用，建议采用热空气老化试验方法，在经过一定温度和时间的老化试验后检测材料的力学性能、不透水性能和水蒸气透过量的性能指标保持率，通过性能保持率来验证材料的耐久性。

国内产品主要物理力学性能的检测项目与试验方法见表3。

国内产品主要物理力学性能的试验数据见表4。

4 建筑用防水透气膜的应用

建筑用防水透气膜主要应用在墙体和屋面，其功能主要是防止结露保护保温层，可以应用在坡屋面、轻钢屋面、外墙、钢结构和木质结构等。墙体应用如图1，屋面应用如图2。

图1 外墙应用示意图

图2 屋面应用示意图

2007年3月1日实施的《防水透气膜建筑构造-国家建筑标准设计参考图》对防水透气膜的适应范围、铺设位置、安装、施工步骤等作了详细的要求，对新材料的使用起到了参考指导作用。已经报批的《坡屋面技术规范》和正在制定的《墙体技术规范》都对防水透气膜的使用制定了相关要求。相关规范和产品标准的制定，会促进建筑防水透气膜产品在国内市场健康快速的推广应用。