浅析TPO防水卷材工艺及特性

孙云飞

摘 要：随着建筑业的高速发展，建筑材料的消耗量逐年递增，防水材料作为建筑材料的重要材料之一，我国每年都在生产、使用大量的防水材料。防水卷材是防水材料的主要品种，主要分为改性沥青防水卷材和高分子防水卷材等，TPO防水卷材作为一种应用历史并不悠久的新型高分子材料，集合了沥青防水卷材和高分子防水卷材的特点，性能优异，使用寿命长，应用范围广，并且生产、施工无污染。本文主要解析了TPO卷材的材料组成成分、材料结构、生产和施工工艺，以及TPO防水卷材的各项优异性能。

关键词：TPO防水卷材;工艺;环保;特性

中图分类号：TU573 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0135-02

0 引言

随着国内综合实力的不断提高，城市化进程的步伐越来越快，我国各行各业都在飞速前进，建筑业一直处于国民经济发展的前列，建筑工程质量的好坏与人们生活息息相关，人们对建筑质量的要求也越来越高。近年来地铁、隧道等地下工程的数量越来越多，建筑防水起着越来越重要的作用，防水工程面临着一个又一个挑战。防水工程质量需要防水材料和防水施工技术的完美结合，防水材料作为建筑工程中高综合性、高实用性的重要功能型材料，在建筑工程中起着防渗、防潮、防漏等防水效果，提高建筑物使用功能，保证建筑物品质，延长建筑物的使用寿命。我国防水材料经过多年发展，从吸收国外先进技术到后来自主创新、研发，防水材料的种类越来越多，主要包括防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏止水材料等。从沥青到高分子聚合物，防水材料种类不断更新、质量越来越高、施工工艺不断改进，证明我国防水技术的不断提升。目前我国防水材料以防水卷材为主，而防水卷材中使用较多的、发展较快的为高分子防水卷材，高分子防水卷材在防水材料中占重要地位，高分子防水材料主要品种有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、三元乙丙橡胶（EPDM）、氯化聚乙烯（CPE）、聚氯乙烯（PVC）、熱塑性聚烯烃（TPO）等。

1 TPO防水卷材介绍

TPO卷材，即热塑性聚烯烃卷材，卷材的主要成分是聚烯烃、软化剂和各种添加剂，聚烯烃主要组分为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），软化剂一般为丁基橡胶、丁腈橡胶（NBR）和三元乙丙橡胶（EPDM），三元乙丙橡胶使用较多。TPO通过先进的聚合技术生产而成，通过共混得到的热塑性聚烯烃。但TPO并不是简单的共混物，它具有均匀分布的共混连续相，具有各组分独特性能。TPO是一类碳氢化合物，不含任何增塑剂和有害物质，耐臭氧，无其它化学元素，因此无论在生产、焊接、燃烧等过程中都不会污染环境[1]。TPO集料可根据实际工程应用的需求，与阻燃性添加剂、耐候性添加剂、颜料等共混，制备成应用于屋面、屋顶等多种环境下的TPO防水材料。

TPO防水卷材通常有三层：上下两层TPO和中间层构成，中间有一层高强度的增强纤维作为胎基，目前主要为织物，织物加强层可选用聚酯织物和玻纤织物，聚酯织物具有较高的抗撕裂强度，是纤维加强层的常用材料，而聚酯织物又分为方网格织物和三角形网格织物，三角形网格织物能够承受各个方向的力，具有优异的尺寸稳定性，因此在生产过程中，将三角形网格布压缩到两层TPO中间，增强TPO卷材的力学性能、提高卷材的断裂强度、抗疲劳和抗穿刺能力[2]。上下两层TPO由于位置的不同，可生产不同配方、不同颜色的基材，如上层TPO由于暴露在外面，可添加一些颜料，增强其美观性，下层TPO可添加炭黑，提高其力学性能。

2 TPO防水卷材生产及施工工艺

2.1 TPO防水卷材生产工艺

TPO卷材的主要生产工艺为机械共混法和动态全硫化法，机械共混法为开发最早，技术最为成熟的生产工艺。橡胶含量会根据应用领域不同而异，最高可达60%～70%[3]。借鉴国外TPO成功的生产经验，国内研究人员不断创新，采用多种聚烯烃混合物为主要原料，添加不同的添加剂，采用机械共混法，经过加热、压延或挤出成型，三辊定型时中间压缩一层网格增强网，有效提高TPO卷材力学性能，制备TPO防水卷材主要工艺流程如图1所示。

2.2 TPO防水卷材施工工艺

TPO防水卷材根据工程案例及实际应用的不同，可采用不同的施工工艺，TPO防水卷材施工工艺主要有机械固定系统、满粘系统和空铺压顶系统，三种方法施工工艺如图2、图3、图4所示。

目前在国内，满粘粘结法应用于混凝土基层较少，空铺压顶法应用极为少数，机械固定法被广泛应用。施工前，应将基层表面处理干净，表面要求无杂物，无碎屑，无尖锐物。将TPO的下层卷材采用机械法与基层固定，上层卷材搭接处采用热风机焊接每一个搭边。热风焊接搭接缝前应保证搭接接缝的表面干净，无水珠、无脏物、无油污。TPO卷材使用温度范围广，卷材耐高温性能好，施工过程中工作温度可根据实际温度情况调节热风焊温度，施工条件不受冷热空气的影响。施工时可使用进口热风机进行大面积施工，施工速度快，施工效率高。并且搭接处的强度高于卷材强度，焊接质量有保证，搭接层搭接密实，形成均匀、致密、连续的防水层，排除搭接缝渗水问题。TPO卷材中间有一层网格增强网，提高卷材力学性能，使卷材在施工过程中不易损[4]。TPO卷材成分中不含氯化聚合物，因此在热焊和使用过程中都不会产生对人体和环境有害的氯气，属于环保型材料。

3 TPO防水卷材特性

（1）具有良好的节能环保性能。TPO分子链为烯烃类结构，不含其它有害物质，在生产及使用过程中无有害化学物质生成，对环境友好，无污染。TPO卷材表面光滑，反射率高，可以有效的反射大部分的阳光辐射，表面温度低，降低能源消耗，减小热岛效应。（2）可循环再生利用。TPO防水卷材属于热塑性弹性体，在加工和使用过程中产生的边角料和废料粉碎后可以再加工，循环使用，节省资源，同时又降低成本。（3）密度低，尺寸稳定性好。由于TPO主要组分PP和PE密度低，致使TPO整体密度小，TPO卷材便具有质轻、柔韧性好的特点，便于装卸和施工，并有利于降低运输成本。TPO卷材保留了PE尺寸稳定性好的优点，因此加热后伸缩量小[5]。（4）具有良好的焊接性。与三元乙丙防水卷材相比，由于TPO中PP成分的存在，TPO搭接缝可采用热空气焊接，接缝强度和耐久性好，操作简单速度快，接缝处结合牢固，剥离强度高，安装安全可靠。（5）具有优异的耐老化性能。TPO分子中无明显的结构缺陷，具有超长的耐老化性能，可直接暴露在紫外线和臭氧环境中，物理性能仍然可以保持稳定，持久耐用，使用寿命长。（6）使用温度范围广。TPO分子中PP耐低温，在低温环境下仍可保持较好的柔韧性。而TPO分子中PE成分具有较高的耐热性，两种成分特性促使了TPO卷材在-60℃～130℃温度范围内可长期使用，耐寒、耐热性好，卷材使用温度范围广。（7）具有耐根穿刺性能。与PVC卷材相比，TPO分子结构致密，具有较强的耐根穿刺性，不含重金属和氯元素，对植物根系不会造成伤害，可用于种植面防水层，避免植物根系穿透，破坏防水层，起到很好的防水、阻根效果。

4 结语

新型防水材料的应用是防水行业不断发展、变革的重要标志，TPO防水卷材使用寿命长，应用范围广、性能优异，安全环保，在国外早已占领了大部分的防水市场。在国内TPO防水卷材从刚开始防水行业的新材料，已经发展成为技术成熟、性能稳定、应用广泛的防水产品，在实际工程中的成功应用数不胜数，一拖东方红工业园，大众汽车自动变速器（天津）有限公司厂房彩钢屋面防水工程，沈阳华晨宝马新建大型工厂、上海泰国馆屋面维修等，TPO防水卷材在国内市场蕴藏着较大的增长空间，国家也制定了相应标准，规范TPO卷材的质量和使用，TPO卷材有望在防水工程中有更多应用，具有广阔的发展前景。

参考文献

[1] 杨胜.TPO防水卷材原料及其配方的研究[J].中国建筑防水，2010（s1）：67-72.

[2] 孙成伦，刘德朋，刘俊龙.TPO防水卷材的加工工艺及特点[J].塑料科技，2015（6）：61-64.

[3] 王明飞.TPO防水卷材的生产工艺及特点[J].新型建筑材料，2004（9）：27-28.

[4] 王亮，李孝帮，李昕，等.TPO防水卷材屋面施工技术[J].天津建设科技，2016（5）：30-33.

[5] 彭波，王方.解析热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材及其应用[J].天津建设科技，2015（2）：81-83.