新型防水卷材生產(chǎn)技術(shù)
◎我們設(shè)計第一套國產(chǎn)L型機(jī)頭防水卷材擠出生產(chǎn)線。
◎我們在研究領(lǐng)域的科研成果兩次（93年、97年）獲得部級科技進(jìn)步獎。
◎我們一直在該領(lǐng)域開展研究工作，對其加工成型機(jī)理的了解越來越清楚，引導(dǎo)該項技術(shù)一代代趨于完善。
一、建筑防水卷材簡介
防水卷材可分為瀝青防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材、合成高分子防水卷材三大類。我國新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》明確規(guī)定：“屋面工程應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)、重要程度、使用功能要求以及防水層耐用年限等，將屋面防水分為4個等級，按不同等級進(jìn)行設(shè)防”。標(biāo)準(zhǔn)中具體規(guī)定指明：對于防水等級為I、II級（耐用年限分別為25年、15年以上）的建筑，應(yīng)選用高合成高分子防水卷材，對于防水等級為III、IV級（耐用年限分別為10年、5年）的一般建筑和非永久性建筑，可以采用瀝青防水卷材。
合成高分子防水卷材按其材料的性質(zhì)可分為合成橡膠和合成樹脂兩大類。主要品種有三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚異丁稀、聚氯乙稀、聚乙稀等，其中最有代表性的是合成橡膠類的三元乙丙橡膠防水卷材和合成樹脂類的聚氯乙稀塑料防水卷材，熱塑性彈性體防水卷材則是后起之秀。
合成高分子防水卷材應(yīng)用于屋面防水始于50年代末期， 70年代后，高分子原料方面的變化很大，生產(chǎn)工藝有了較大進(jìn)步，以及平屋面建筑的比例迅速上升，為合成橡膠與合成樹脂類防水卷材的推廣應(yīng)用提供了條件。特別是隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)后成本的下降，以及各種新型施工方法的出現(xiàn)和配套材料的不斷完善，使合成高分子防水卷材以前所未有的速度迅速發(fā)展起來。目前已有一些國家使用合成高分子卷材占其全部防水卷材市場的50%以上。
合成高分子防水卷材的特性是：耐高低溫性能好，主要反映在耐低溫性能方面。如三元乙丙橡膠防水卷材的低溫柔度達(dá)-45℃，拉伸強度高、延伸率大，這是其它材料難以與之相比的。卷材的這些特性使其對環(huán)境氣溫變化或結(jié)構(gòu)層的伸縮、變形、開裂等有較強的適應(yīng)性，易于保證防水工程的質(zhì)量。耐腐蝕性、抗老化性好、從而可延長卷材的使用壽命。國外一些使用高分子防水卷材的工程表明，材料的使用年限達(dá)30年以上，從而使建筑防水的綜合費用大大降低。
由于紙?zhí)ビ蜌忠驯涣袨橄拗飘a(chǎn)品，因此，紙?zhí)ビ蜌值氖袌龇诸~將從目前的主導(dǎo)地位迅速下降，并被高性能新型防水卷材所取代。其中高分子防水卷材將如同七、八十年代的美國、日本一樣異軍突起。目前常用的高分子防水卷材主要有如下幾種：
1．PVC防水片材：PVC系統(tǒng)的防水片材可提供15年的保證期（多層可達(dá)20年），在西歐，PVC防水片材仍然是主導(dǎo)高分子防水材料，進(jìn)入90年代后，在美國也成為比較喜愛的屋面材料之一，在我國，自行開發(fā)的PVC防水片材由于增塑劑遷移未過關(guān)，除了少數(shù)產(chǎn)品外，大多未站穩(wěn)市場。
2．橡膠防水卷材：主要為三元乙丙膠（EPDM）防水片材，它是目前使用壽命最長的防材料（使用期超過50年），其功能是無可置疑的，但由于粘接困難，施工難度較大。我國已引進(jìn)4條生產(chǎn)線，但產(chǎn)量不大，品種單一。自從北京化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院研制出“L型機(jī)頭——橡膠防水卷材擠出連續(xù)硫化生產(chǎn)線”后，解決了橡膠防水卷材生產(chǎn)設(shè)備依賴進(jìn)口的狀況。該生產(chǎn)線批量投產(chǎn)后，其主要質(zhì)量指標(biāo)和技術(shù)性能，均已達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項目通過了化工部的鑒定，并獲得化工部科技進(jìn)步三等獎。吉林化學(xué)工業(yè)公司用該生產(chǎn)線生產(chǎn)的丁基膠板，也獲得吉林省科技進(jìn)步二等獎。
3．熱塑性彈性體:兼有EPDM的優(yōu)異功能和PVC的可焊特性,是今后高分子防水片材發(fā)展中最有競爭力的新型防水材料，在歐美已經(jīng)商品化。
我國每年城鎮(zhèn)住宅竣工面積約2億平方米，工業(yè)及公共建筑約1億平方米，因而對防水材料的需求量極大，在高分子防水卷材的發(fā)展方面，隨著新國標(biāo)的實施，以及市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高分子防水卷材必將以其卓越的性能而成為我國新世紀(jì)防水卷材的主流。
二、合成高分子防水卷材生產(chǎn)技術(shù)
合成高分子防水卷材生產(chǎn)技術(shù)，主要有擠出和壓延兩種工藝路線，擠出工藝的顯著特點是產(chǎn)品密實無氣泡等缺陷，生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動化程度高，生產(chǎn)綜合效益高等，因而國際上以美國、日本為代表的發(fā)達(dá)國家主要采用擠出工藝生產(chǎn)合成高分子防水卷材，并在七、八十年代就將該類產(chǎn)品推向高潮，我國為此專門派團(tuán)前往日本考察，并先后從日本神鋼引進(jìn)了4套設(shè)備，自1987起，北京化工大學(xué)就在國家有關(guān)部門的大力支持下，開始了引進(jìn)技術(shù)消化吸收和自主開發(fā)，并陸續(xù)取得了系列研究成果：包括如前所述的各種合成高分子防水卷材生產(chǎn)技術(shù)及其成套設(shè)備。
1．硫化型高分子防水卷材生產(chǎn)技術(shù)——三元乙丙橡膠防水卷材為代表
1）技術(shù)特點：
本生產(chǎn)線可用來生產(chǎn)橡膠或橡膠、塑料共混（如： “三元乙丙加丁基膠” 和“橡膠與氯化聚乙烯”等）的防水卷材，也可用來生產(chǎn)橡膠防腐蝕襯里等。防水卷材和耐蝕襯里雖然配方不同，但其生產(chǎn)工藝和裝備則基本相同，稍許改變操作條件，即可互相交替使用。
防水卷材和耐蝕襯里均屬無限長的寬幅薄片制品，我國傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是用四輥壓延出片，經(jīng)冷卻定型后，再卷成20米一卷，移送到硫化罐加熱硫化。由于壓延工藝無法避免窩氣現(xiàn)象，因而使制品致密性差，壓延時無法排氣。
本生產(chǎn)線以“擠出代壓延”生產(chǎn)橡膠防水卷材，采用我院自行研制成功的國內(nèi)先進(jìn)的冷喂料擠出機(jī)和先進(jìn)的寬幅L型機(jī)頭，輔以硫化設(shè)備組成的生產(chǎn)線。根據(jù)用戶及產(chǎn)品的不同要求，連續(xù)硫化方式可采用鼓式硫化機(jī)加壓予硫化和隨后的常壓硫化箱補充硫化；或在擠出之后經(jīng)過多鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化；硫化罐加壓連續(xù)硫化等。也可在擠出之后，經(jīng)冷卻并加墊布卷取，送硫化缸間歇硫化等。所擠出片材，因擠出壓力高，產(chǎn)品質(zhì)地致密、無氣泡，內(nèi)外光整而又紋理清晰。本生產(chǎn)線采用機(jī)電一體化實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn)，確保生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，且可降低成本，節(jié)約原料，減少能耗。該技術(shù)已獲得化工部科技進(jìn)步三等獎。本生產(chǎn)線所生產(chǎn)的橡膠防水卷材，符合國家有關(guān)防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)專門的測試中心檢測合格。
2）技術(shù)指標(biāo)：
本生產(chǎn)線所生產(chǎn)的片材規(guī)格：
最大擠出寬度：1370 mm 擠片厚度：08～6mm，厚度公差01 mm 生產(chǎn)能力：100萬平方米/年。
3）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
產(chǎn)品綜合成本 18元/米2 售價26~30元/米2
2．動態(tài)硫化型高分子防水卷材生產(chǎn)技術(shù)——熱塑性三元乙丙橡膠防水卷材為代表
1）技術(shù)特點
熱塑性彈性體兼有EPDM的優(yōu)異功能和PVC的可焊特性,且原材料成本低，設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，加工成本低。且其生產(chǎn)中的廢料及使用后的卷材可回收再利用，有利于環(huán)境保護(hù)。施工上采用熱焊接方式，方便可靠，解決了其它橡膠防水卷材因粘接問題而發(fā)生的滲漏現(xiàn)象，降低了施工成本。
目前，本技術(shù)成果歷經(jīng)小試、中試以及試生產(chǎn)三個階段的檢驗，經(jīng)用戶使用，效果顯著。該技術(shù)裝置經(jīng)不斷研究提高，現(xiàn)采用以“擠出代替壓延”法生產(chǎn)防水卷材，采用我院自行研制成功的國內(nèi)先進(jìn)的冷喂料擠出機(jī)和先進(jìn)的寬幅L型機(jī)頭，輔以冷卻、收卷等裝置組成的生產(chǎn)線。所擠出的卷材，因擠出壓力高，產(chǎn)品質(zhì)地致密、無氣泡，內(nèi)外光整而又紋理清晰。生產(chǎn)線采用機(jī)電一體化實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且可降低成本，節(jié)約原料，減少能耗。
2）技術(shù)指標(biāo)：
本生產(chǎn)線所生產(chǎn)的片材規(guī)格：
最大擠出寬度：1370 mm 擠片厚度：08～6mm，厚度公差01 mm 生產(chǎn)能力：100 萬平方米/年。
3）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
產(chǎn)品綜合成本 16元/米2 售價26~30元/米2