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增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

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增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

发布日期:2020-05-01 05:25 来源:http://www.hengshun99.cn 点击:

通常对于屋面用PVC防水卷材,客户要求的质保期最少是5年,最长的则要15年。因使用环境复杂、使用年限长,外露PVC防水卷材耐用性的影响因素较多,需要综合考虑:


1)阳光直射,即紫外光照老化;


2)夏季高温,即耐高温老化;


3)冬季低温,即耐低温性;


4)雨水,即耐水萃取和水解;


5)微生物,即耐细菌、霉菌腐蚀;


6)台风,即力学强度,如拉伸强度、撕裂强度;


7)冰雹,即低温冲击强度。


还有一些特殊应用场合,比如工厂废气排放口,废气中会含有柠檬酸、溶剂等有害物质。


失效和老化原因


关于外露PVC防水卷材的失效和老化,主要有以下原因:一是PVC防水卷材因阳光照射而老化、变硬,导致表面开裂;二是PVC防水卷材在长时间老化变硬后,受外力作用(如冰雹、龙卷风)而开裂。因此,造成外露PVC防水卷材失效的根本原因还是PVC树脂的光照裂解和增塑剂的降解流失。


外露PVC防水卷材主要有五大组分,分别是PVC树脂、增塑剂、稳定剂、填充料和其他添加剂,包括润滑剂、紫外线吸收剂、色料等等。配方中占比最大的是PVC树脂、增塑剂和填充料。本研究主要考察不同种类的增塑剂对外露PVC 防水卷材耐用性的影响,将添加不同种类增塑剂制得的外露PVC防水卷材,分别测试经80 ℃热水浸泡和耐候加速老化后的性能变化。

本研究所用的各类增塑剂的相对分子质量和闪点

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

外露PVC防水卷材的配方

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

01、80 ℃热水浸泡后质量变化


试样经80 ℃热水浸泡后的质量变化见表1。经80 ℃热水浸泡后,上述样品的质量均有所增加。原因是PVC为极性材料,H2O也是极性物质,加热后,小分子的H2O嵌入了PVC树脂链间,所以导致样品质量增加。除此之外,添加增塑剂DIDP制得的样品手感明显变硬,添加增塑剂DUP制得的样品表面有明显析油,其余样品除颜色略微变黄外无其他变化。

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

表1   试样经80 ℃热水浸泡后的质量变化


02、80 ℃热水浸泡前后耐低温性能


80 ℃热水浸泡前后耐低温性能测试结果见表2。添加增塑剂DOP制得的样品、添加增塑剂DINP制得的样品80 ℃热水浸泡前后耐低温性能无变化;而其他样品在80 ℃热水浸泡30 d后耐低温性能均下降,特别是添加增塑剂TOTM制得的样品,耐低温性能下降最明显。而添加增塑剂DUP制得的样品,虽然80 ℃热水浸泡后样品的质量增加了,但耐低温性能下降了,且表面有明显析油,说明样品中的增塑剂被水解和萃取了;这一现象也证明了雨水会溶出PVC的防水卷材中的增塑剂,使卷材变硬。

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

表2   80 ℃热水浸泡前后耐低温性能测试结


03、耐候加速老化后的耐低温性能


耐候加速老化后,样品的质量变化见表3。耐候加速老化后,添加增塑剂DINP制得的样品质量损失最小;而添加增塑剂DUP制得的样品质量损失最大;其他3个样品质量损失相当。

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

表3   耐候加速老化后样品的质量变化


耐候加速老化后,样品外观见图1。耐候加速老化后,添加增塑剂TOTM制得的样品颜色明显变黄,表面特别粗糙;而其他样品除表面亮度下降外,无其他变化。

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

图1   耐候加速老化后样品外观


耐候加速老化后,耐低温性能测试结果见表4。添加增塑剂DINP制得的样品与添加增塑剂DIDP制得的样品的耐低温性能相当,比原样品下降约5~9 ℃;添加增塑剂DOP制得的样品与添加增塑剂TOTM制得的样品耐低温性能下降最大,降幅≥10 ℃。因设备测试范围限制,不能分辨添加增塑剂DUP制得的样品的耐低温性能具体数据。在本研究范围内,添加增塑剂DUP制得的样品耐低温性能最佳。


表4   耐候加速老化后样品的耐低温性能测试结果

增塑剂如何影响外露PVC防水卷材的耐用性?

上述研究范围内,在外露PVC防水卷材的配方设计中,可考虑选用DINP作为主增塑剂、DUP作为辅助增塑剂,这样制得的样品综合性能较优,经80 ℃热水浸泡后或是耐候加速老化后,样品的耐低温性能仍较好。


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