高分子概論20110380311廣瑞峰

1、Thepresent situation and future of macromolecule water- proof material姓名： 廣瑞峰學號： 20110380311班級： 化學工程與工藝3班目錄0 前言31 中國建筑防水材料市場現(xiàn)狀342 高聚物改性瀝青防水卷材52.1 PVC 防水材料62.2 SBS 改性瀝青防水卷材62.3 APP 改性瀝青防水材料63 高分子防水材料7 EPDM 防水材料73.2 丁基橡膠防水材料83.3 聚烯烴防水材料83.4 橡塑共混防水材料83.5 表面覆鋁高分子復合防水材料94 高分子防水涂料95 高分子防水材料的發(fā)展趨勢10我國防水材料應用

2、的發(fā)展10我國防水材料研制的不足106 參考文獻11化工高分子防水材料的現(xiàn)狀與發(fā)展Thepresent situation and future of macromolecule water- proof material摘要：本文綜述了我國高分子防水材料的類別、品種、性能；已經成熟的研制工藝和應用狀況；高分子防水材料的市場需求和發(fā)展前景。關鍵詞：中國，高分子防水材料，性能，研制，發(fā)展前景Abstract：This article summarizes the Category, variety, performanceof macromolecule water- proof materia

3、l;The development of mature technology; Market demand and development prospects.Keywords:Chinese, macromolecule water- proof material, performance,Technology, development prospects.0 前言建筑業(yè)的發(fā)展將為化學建材的發(fā)展提供廣闊的市場，“十五”期間在新建鐵路、道路、輕軌交通建設、水利建設、新建城鎮(zhèn)建設及西部開發(fā)基礎設施中由于種種原因, 仍存在著屋面、廚衛(wèi)間、外墻板縫和地下室滲漏等“四漏”問題, 工程滲漏已經成為當前房

4、屋建筑中最為突出的質量問題。隨著人們對新型高分子防水材料的認識和接受，隨著政府部門的政策引導，中、高檔防水材料具有越來越廣泛的需求。其中包括高分子防水材料。明確規(guī)定發(fā)展SBS、APP 改性瀝青卷材、高分子防水卷材、高分防水涂料等新型防水材料。1 中國建筑防水材料市場現(xiàn)狀我國新型建筑防水材料通常分為5 大類, 即高聚物改性瀝青防水卷材; 合成高分子防水卷材; 防水涂料; 密封材料和剛性防水及堵漏止水材料。同時，我國近些年不斷研制成功各種新型特種防水材料。我國從50 年代開始應用瀝青油氈卷材以來, 瀝青類防水材料一直成為我國建筑防水材料的主導產品. 無論是品種、質量還是產量都得到迅速的發(fā)展。就目前

5、我國新型防水材料總體結構比例上看, 仍是以瀝青基防水材料為主要產品，占全部防水材料的80%,其中列為全國化學建材優(yōu)選和推薦的主導產品SBS, APP 改性瀝青防水卷材, 2001 年已達7 000 萬平方米,占總量的15.18% ; 高分子防水卷材4 500 萬平方米, 占9.76%; 防水涂料20 萬噸, 占總量的10.85% ; 其他防水材料約為1 200 萬平方米, 占總量的2.60%.然而，由于瀝青紙?zhí)ビ蜌制浼執(zhí)タ估芰Φ? 易腐爛, 且耐久性差, 極易造成建筑物防水層滲漏, 因此, 屬于被淘汰產品.目前, 常用的胎體材料有玻纖布、玻纖氈、黃麻氈、鋁箔等, 但由于瀝青材料的低溫柔性差,

6、 溫度敏感性強, 在大氣作用下易老化, 耐防水、耐用年限短, 因此, 瀝青防水卷材屬低檔防水卷材. 另一方面, 由于紙?zhí)ビ蜌质┕と匝赜脗鹘y(tǒng)做法( 用熱瀝青瑪蹄脂作粘結材料, 在熱瑪蹄脂熱熔過程和施工操作中均產生環(huán)境污染) , 近年來, 因環(huán)保原因一些省、市已下文禁止在城區(qū)內使用紙?zhí)ビ蜌质┕? 同時, 用高聚物改性瀝青防水卷材和高分子防水材料代替了紙?zhí)ビ蜌帧? 高聚物改性瀝青防水卷材高聚物改性瀝青防水卷材是以合成高分子聚合物改性瀝青為涂蓋層, 纖維織物或纖維氈為胎體, 粉狀、粒狀、片狀或薄膜材料為覆面材料制得的可卷曲片狀防水材料. 在改性瀝青防水卷材中, 絕大多數(shù)為APP 、SBS、PVC改性瀝

7、青防水卷材. 意大利95% 采用APP 改性瀝青防水卷材, 法國85%采用SBS 改性瀝青防水卷材, 德國50% 采用乙烯共聚物瀝青防水卷材。我國也建設了改性瀝青防水材料的生產線, 目前, 我國改性瀝青防水卷材的生產線有64 條, 其中引進生產線14 條,國內自行開發(fā)生產線5 0 條, 總生產能力( 按卷材厚度4 毫米計) 為1.2 億平方米/ 年。可生產S B S 改性瀝青卷材、A P P改性瀝青卷材、P V C改性瀝青卷材、丁苯橡膠( S B R ) 改性瀝青卷材和再生膠改性瀝青卷材、聚乙烯改性瀝青卷材等。1 9 9 4 年, 新型瀝青基卷材產量為0.25 億平方米( 其中S B S 和A

8、 P P改性瀝青卷材為0.1 7億平方米) , 占防水材料總產量的7.1 % ; 預計到2 0 00年, 其產量為0.5 5 億平方米( S B S 、A P P改性的為0.3 8 億平方米) , 占總產量的1 3.7 % ; 2 0 1 0 年, 產量達到1.8 5 億平方米( S B S 、A P P改性為1.4 8 億平方米), 占總產量的3 7 %。聚合物改性瀝青防水材料是我國重點發(fā)展的防水材料之一。按國家標準彈性體改性瀝青防水卷材( GB18242 - 2000) 的規(guī)定, SBS 卷材按胎基分為聚酯胎( PY) 和玻纖胎( G) 兩類, 按上表面隔離材料分為聚乙烯膜( PE) /

9、細紗( S) 與礦物粒( 片) 料( M) 三種. 按物理力學性能分為1型和2型. APP 改性瀝青防水卷材因原材料需要進口, 生產受到限制, 用量無大的增長. 按國家標準塑性體改性瀝青防水卷材 ( GB18243 - 2000) 的規(guī)定, APP 卷材的品種分類與SBS 卷材相同. 聚酯胎基產品增長很快, 其比重在APP, SBS 改性瀝青防水卷材中占80%以上. 目前, 我國高聚物改性瀝青防水材料的生產能力總共可達2.3 億平方米.2. 1 PVC 防水材料PVC 防水卷材是高分子防水卷材主要產品之一, 目前我國已有廠家從德國引進300 萬m2 / a PVC 防水卷材生產線?？偖a能為19

10、5 萬t / a , 可生產100 個PVC牌號產品，預計2015年, 我國PVC 總生產能力將達到520萬t / a, 實際產量可達550萬t 以上; 2020年, 我國PVC 生產能力將達720萬 770 萬t / a, PVC 總產量將達到800萬900萬t / a?；旧夏茏阄覈瘜W建材發(fā)展的市場需求, 但仍然要大力發(fā)展化學建材工業(yè)所需的高性能、專用PVC 品種。2.2 SBS 改性瀝青防水卷材SBS 是改性瀝青防水材料主要的改性材料之一。預計到2020年, SBS 改性瀝青防水卷材約需4190萬m2 / a, 需S BS 萬t / a 左右,目前, 我國SBS的生產能力為2 萬t /

11、 a, 其產量不能滿足國內市場需求。燕山石化公司計劃將S BS 擴能為3 萬t / a, 并積極進行改性瀝青用SBS 新產品牌號的開發(fā)。總之,我國應擴建成新建SBS 橡膠的生產裝置, 并考慮安排生產改性瀝青防水材料的專用S BS 橡膠品種, 以滿足我國日益增長的建材工業(yè)市場需求。2.3 APP 改性瀝青防水材料APP 改性瀝青防水卷材具有優(yōu)良耐高溫性和耐老化性能, 很適用于炎熱和溫帶地區(qū), 我國山海關以南的廣大區(qū)域適用APP 改性瀝青防水卷材。APP改性瀝青防水材料還特別適用于公路、橋梁等工程, 是SBS 改性瀝青防水材料無法取代的。目前, 我國專門生產APP改性瀝青防水卷材生產線有3 條,

12、其他改性瀝青防水卷材生產線也可以生產APP 改性瀝青防水材料。根據(jù)我國的國情及國外經驗, S BS 和APP 的用量大致為2 .1 較合適。預計到2020 年, 我國建材市場需求APP 改性瀝青防水材料約1035萬m2 / a, 需APP 1.7 萬t/ a.3 高分子防水材料高分子防水卷材主要是指以合成樹脂和合成橡膠為原料生產的一種防水材料。它具有拉伸強度高、低溫柔性好、延伸率大、耐老化、冷施工等特點。與改性瀝青防水材料的發(fā)展基本同步。目前,高分子防水卷材生產企業(yè)約有100 家,總生產能力達0.4 億m2/ a, 年產量0.17億m2 / a, 開工率為42.5%。生產主要品種有三元乙丙膠、

13、PVC、氯化聚乙烯、氯丁橡膠、丁基橡膠、再生膠、氯化聚乙烯- 橡膠共混以及聚乙烯土工布等。生產和應用量最大的是綜合性能最好的三元乙丙橡膠( EPDM ) 和PVC 防水卷材。預計2015年, 高分子防水卷材產量為1. 28 億m2/ a( 其中EPDM 等中、高性能卷材為7.17 億m2 / a ) , 占防水材料總產量的7.0%, 2020 年產量為2.65 億m2/ a( EPDM 7億m2 / a) , 占總量13.0%。由此可見, 今后我國高分子防水卷材的發(fā)展主要是以EPDM 橡膠等防水材料為主。31 EPDM 防水材料EPDM防水卷材是我國到2010 年重點推廣的新型高分子防水卷材之

14、一。目前, 我國有4 家企業(yè)從日本引進EPDM 橡膠防水卷材全套生產設備,總生產能力為600 萬m2/ a。山東滕州橡塑集團公司從日本引進的三元乙丙膠防水卷材生產裝置規(guī)模最大, 生產能力為300 萬m2/ a, 而保定、遼陽和包頭等3 條生產線的生產能力合計為300 萬m2/ a , 未達到經濟規(guī)模。以前我國生產三元乙丙橡膠防水材料所用的EPDM是進口, 1997 年我國進口的EPDM 橡膠約為13 458 t 。1997 年7 月, 我國首套2 萬t/ a 乙丙橡膠生產裝置在吉化集團公司有機合成廠建成投產, 可生產24 種產品牌號,其產品用于汽車保險杠、密封泵、防水卷材等各類橡膠制品, 尤其

15、是作防水卷材可比其他材料的制品延長使用壽命10倍以上。2 萬t / a EPDM 裝置投產, 基本上緩解了國內市場需求, 有利于防水材料的發(fā)展。我國擬建的乙丙橡膠生產裝置有蘭州化學工業(yè)公司3 萬t/ a、廣東省3 萬t / a、美國協(xié)和石油化工集團有限公司在寧波建設的4 萬t/ a 裝置。這些裝置如能在2000 年建成投產, 那么國產的乙丙橡膠將完全能滿足我國市場的需求。3. 2 丁基橡膠防水材料丁基橡膠具有優(yōu)良的氣密性, 耐酸、堿, 氧化劑、臭氧的耐力強, 耐熱老化和氣候老化, 還具有優(yōu)異的減震和絕緣性能, 是一種新型防水材料。預計2020 年,我國化學建材防水材料約需丁基橡膠1000 t

16、/ a, 2010 年需5 000 t / a。目前, 我國尚無丁基橡膠生產裝置,所用丁基橡膠全依靠進口, 1997 年共進口各種丁基橡膠約17 037 t 。1998 年進口2.18 萬t, 同比增長39.55%。為滿足國內市場需求, 中國石化集團北京燕山石油化工公司從意大利PI 公司引進3萬t / a 丁基橡膠生產裝置。于1998 年3月動工興建, 預計1999 年11 月建成投產。3.3 聚烯烴防水材料我國已引進聚乙烯復合防水卷材生產線, 黑龍江綏棱第二塑料有限公司聚乙烯復合防水卷材銷售量1997 年為300 萬m2/ a, 也有企業(yè)從意大利引進聚乙烯- 丙綸雙面復合防水材料生產設備。我

17、國有許多單位在開發(fā)聚乙烯雙面復合防水材料, 研制成功了以線性低密度聚乙烯薄膜為主要原料、兩面復合合成纖維無紡布而制成的聚乙烯雙面復合防水卷材。該材料抗拉強度高, 抗透氣能力強, 低溫柔性好, 適用溫度范圍為-45 100 度 , 耐候性強, 有較好氣密性, 耐酸、堿腐蝕, 使用壽命長, 是一種較好防水材料。3.4 橡塑共混防水材料橡塑共混防水卷材是以橡膠或廢舊橡膠、塑料或廢塑料為原料, 通過機械共混來制備。例如, 彩色三元乙丙橡塑共混防水卷材是以三元乙丙橡膠和氯化聚乙烯主體原料, 添加加工助劑, 經專用密煉機混合而制成。其卷材抗拉強度45MPa, 扯斷伸長率350%, 直角撕裂強度100 N

18、/ cm, 脆性溫度- 35 , 熱老化性( 80 - 168 h) 不起泡、不發(fā)粘, 不透水性( 動水壓0.3 MPa. 0.5 h 不透明) , 吸水性0.5%。北京鑫牛防水材料有限責任公司最近研制成功新型TPV 橡塑共混熱塑性彈性體防水卷材。該防水卷材以舊橡膠輪胎、廢棄塑料薄膜為原料制成。其價格與SBS 改性瀝青防水卷材相當, 其防水性能、耐老化、耐低溫、耐彎折、耐化學侵蝕性能卻大大提高、是替代S BS 改性瀝青防水材料和部分中、高防水材料的新型產品。3.5 表面覆鋁高分子復合防水材料表面覆鋁高分子復合防水材料是由山東礦山學院防水材料廠研制成功的一種性能優(yōu)良的新型防水卷材。該防水卷材的結

19、構包括主防水層、增強層和反光隔熱層。主防水層原料是線性低密度聚乙烯、乙烯- 醋酸乙烯共聚物及各種助劑; 增強層材料選用強度高、耐高溫、耐腐蝕的聚酯長絲無紡布; 反光隔熱層材料選用覆PET 薄膜的鋁泊。該卷材具有較高的抗拉強度和伸長率、穩(wěn)定的物理化學性能, 其技術性能見表1。該產品原料來源廣泛, 生產成本低,工藝簡單, 防水工程綜合造價比傳統(tǒng)三氈四油約低10%, 比PVC、SBS 等材料約低20%, 使用年限達10 年以上。4 高分子防水涂料國外防水涂料以聚氨醋系列產品用量最大, 但沒有焦油型品種, 而我國卻以焦油系為主。我國防水涂料低性能產品占比重過大, 如塑料油膏、水性PV C 膠泥、再生膠

20、、改性瀝青涂料和氯丁膠瀝青涂料等的市場占有量在85 %以上, 而高性能聚氨醋涂料、丙烯酸涂料、硅橡膠涂料等只占10 % 以上。用量最大的聚氨醋防水涂料產品以雙組分焦油聚氨醋為主, 性能較差。北京市順義鵬程防水材料廠研制成功一種環(huán)保型非焦油聚氨醋防水涂。該涂料高溫無毒, 不污染環(huán)境、成本低、經使用表明, 其防水性能好。我國“九五”期間重點發(fā)展聚氨醋和橡膠改性瀝青防水涂料, 積極開展高質量和高固含橡膠改性瀝青防水涂料。到2 020年中、高檔防水涂料工程應用量達到城鎮(zhèn)新建永久性建筑的5 %, 其年用量約為4萬t/a。預計2 0 20年防水涂料產量為17 萬t/a, 其中聚氨醋等中、高性涂料為4. 2

21、 萬t /a, 防水涂料產量占防水材料總產量9.3 % ; 2 025年, 防水涂料總產量為2 萬t / a( 其中中、高性涂料為n 萬t/ a) ,占防水材料總產量的10 % 。聚醚是生產聚氨酷防水涂料的原料,2 0 15年需聚醚1 .6 萬t ,2 020年需. 4 萬t 。目前, 我國聚醚產量還不能滿足國內市場的需求, 更缺乏防水涂料所需要的高質量聚醚。5 高分子防水材料的發(fā)展趨勢到2020 年, SBS, APP 改性瀝青防水卷材仍是主導產品將大力發(fā)展. 高分子防水卷材重點發(fā)展EPDM, PVC 兩種產品, 并積極開發(fā)TPO( 熱塑性聚烯烴) 防水卷材; 防水涂料著重發(fā)展前景看好的聚氨

22、酯、丙烯酸酯類防水涂料; 密封材料仍重點發(fā)展硅酮、聚氨酯、丙烯酸酯密封膏, 盡快開發(fā)防水保溫一體材料; 剛性防水材料、金屬屋面材料、瀝青油氈瓦、水泥瓦、土工材料應有一定的發(fā)展. 提高防水材料的檔次, 如目前主要高分子防水卷材銷售的排序是: 聚乙烯/ 丙綸復合防水卷材/氯化聚乙烯PVC EPDM, 其質量和檔次正好完全相反. 因此, 應該采取適當?shù)拇胧┖驼? 把新型防水材料的整體水平提升到一個新的高度;發(fā)展綠色防水材料及施工機具.5.1我國防水材料應用的發(fā)展我國的建筑防水材料已從單一品種瀝青紙?zhí)ビ蜌诌^渡到高聚物改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材、建筑防水涂料、建筑密封材料、剛性防水和堵漏止水材料和特種防水材料, 檔次包括高、中、低檔, 品種和功能比較齊全的防水材料系統(tǒng)。我國的防水材料在2 0 世紀90 年代后取得了飛速發(fā)展。新型防水材料從無到有, 到20 04 年應用比例已占50 % 左右, 而傳統(tǒng)的紙?zhí)ビ蜌忠殉氏陆第厔?。SBS 和AP 改性瀝青防水卷材的用量逐年增加, 是增長最快的防水產品。特別是在北京奧運會場館和首都機場擴建工程、國家糧食儲備庫及上海無滲漏工程建設中使用一等品A 即,SB S 改性瀝青防水卷材, 使A PP, SB S 改性瀝青防水卷材一等品猛增到0.2 億耐,20 04 年高聚物改性瀝青防水卷