高分子概論廣瑞峰

/化工高分子防水材料的現(xiàn)狀與發(fā)展Tｈepｒesentsｉtuationａndｆｕｔureofmacrｏmｏｌｅculewater—proｏfmateｒial姓名：廣瑞峰學(xué)號(hào):2011038031１班級(jí)：化學(xué)工程與工藝３班完成時(shí)間:2０14。5.16目錄0前言……………………３1中國(guó)建筑防水材料市場(chǎng)現(xiàn)狀…………3１．1瀝青防水卷材的發(fā)展與沒落……………4２高聚物改性瀝青防水卷材……………５2。１ＰVＣ防水材料…………62．2SBS改性瀝青防水卷材…………………6２．3APＰ改性瀝青防水材料…………………６３高分子防水材料………７3.1EPＤM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(fù)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(shì)………１０5.1我國(guó)防水材料應(yīng)用的發(fā)展……………105.２我國(guó)防水材料研制的不足……………１0６參考文獻(xiàn)……………11化工高分子防水材料的現(xiàn)狀與發(fā)展Tｈepｒｅｓentｓｉｔuａt(yī)ionandfｕtｕreofmacroｍolｅｃulewaｔer-prooｆｍaterial摘要:本文綜述了我國(guó)高分子防水材料的類別、品種、性能;已經(jīng)成熟的研制工藝和應(yīng)用狀況;高分子防水材料的市場(chǎng)需求和發(fā)展前景.關(guān)鍵詞:中國(guó)，高分子防水材料,性能，研制,發(fā)展前景Abstｒact：TｈｉsarticleｓuｍmaｒizestheＣategory,ｖａｒｉety，ｐerformaｎcｅofｍacromoleculeｗater—pｒoofｍaｔerｉaｌ；Ｔhedevelopmenｔofｍaturetechnology；Maｒkeｔｄｅｍandanｄdevｅｌoｐmentprospｅcｔs。Ｋeywords:Chinese,maｃromolecuｌewａt(yī)eｒ－proofｍａt(yī)erial，perｆoｒmaｎcｅ，Technology，developmenｔprosｐecｔs.0前言建筑業(yè)的發(fā)展將為化學(xué)建材的發(fā)展提供廣闊的市場(chǎng)，“十五”期間在新建鐵路、道路、輕軌交通建設(shè)、水利建設(shè)、新建城鎮(zhèn)建設(shè)及西部開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)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(jīng)成為當(dāng)前房屋建筑中最為突出的質(zhì)量問題。隨著人們對(duì)新型高分子防水材料的認(rèn)識(shí)和接受，隨著政府部門的政策引導(dǎo)，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(guó)建筑防水材料市場(chǎng)現(xiàn)狀我國(guó)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(shí)，我國(guó)近些年不斷研制成功各種新型特種防水材料。1。1瀝青防水卷材的發(fā)展與沒落我國(guó)從50年代開始應(yīng)用瀝青油氈卷材以來，瀝青類防水材料一直成為我國(guó)建筑防水材料的主導(dǎo)產(chǎn)品．無論是品種、質(zhì)量還是產(chǎn)量都得到迅速的發(fā)展.就目前我國(guó)新型防水材料總體結(jié)構(gòu)比例上看，仍是以瀝青基防水材料為主要產(chǎn)品，占全部防水材料的８０％，其中列為全國(guó)化學(xué)建材優(yōu)選和推薦的主導(dǎo)產(chǎn)品SBS,AＰP改性瀝青防水卷材,20０1年已達(dá)70０0萬平方米，占總量的1５.1８％;高分子防水卷材4500萬平方米,占9。76%；防水涂料20萬噸，占總量的10.85％；其他防水材料約為１200萬平方米,占總量的2.60％.然而,由于瀝青紙?zhí)ビ蜌制浼執(zhí)タ估芰Φ停赘癄€,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(chǎn)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，溫度敏感性強(qiáng),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(jié)材料,在熱瑪蹄脂熱熔過程和施工操作中均產(chǎn)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(nèi)使用紙?zhí)ビ蜌质┕?，同時(shí)，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改性瀝青防水卷材。意大利9５%采用APＰ改性瀝青防水卷材，法國(guó)8５％采用SBS改性瀝青防水卷材,德國(guó)50%采用乙烯共聚物瀝青防水卷材。我國(guó)也建設(shè)了改性瀝青防水材料的生產(chǎn)線，目前,我國(guó)改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)線有６４條，其中引進(jìn)生產(chǎn)線14條，國(guó)內(nèi)自行開發(fā)生產(chǎn)線50條，總生產(chǎn)能力（按卷材厚度４毫米計(jì))為１.２億平方米/年.可生產(chǎn)SＢS改性瀝青卷材、ＡＰP改性瀝青卷材、PVC改性瀝青卷材、丁苯橡膠（SBR)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。19９４年,新型瀝青基卷材產(chǎn)量為0。25億平方米（其中SBS和APP改性瀝青卷材為0.１７億平方米）,占防水材料總產(chǎn)量的7.１％;預(yù)計(jì)到2000年,其產(chǎn)量為0．55億平方米(SBS、AＰP改性的為０．38億平方米）,占總產(chǎn)量的13。7％;2010年,產(chǎn)量達(dá)到1．85億平方米(SBS、APＰ改性為1。4８億平方米），占總產(chǎn)量的３７％。聚合物改性瀝青防水材料是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的防水材料之一.按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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）/細(xì)紗（S）與礦物粒（片）料（M)三種．按物理力學(xué)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(jìn)口，生產(chǎn)受到限制,用量無大的增長(zhǎng)。按國(guó)家標(biāo)《準(zhǔn)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(chǎn)品增長(zhǎng)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(guó)高聚物改性瀝青防水材料的生產(chǎn)能力總共可達(dá)２.3億平方米。2．1PVＣ防水材料ＰVC防水卷材是高分子防水卷材主要產(chǎn)品之一,目前我國(guó)已有廠家從德國(guó)引進(jìn)300萬m2／aPVＣ防水卷材生產(chǎn)線。總產(chǎn)能為19５萬t／a，可生產(chǎn)１00個(gè)PＶC牌號(hào)產(chǎn)品,預(yù)計(jì)2015年,我國(guó)PＶC總生產(chǎn)能力將達(dá)到５20萬t/ａ，實(shí)際產(chǎn)量可達(dá)５５0萬ｔ以上;20２0年,我國(guó)PVC生產(chǎn)能力將達(dá)７2０萬~7７０萬t/a,PVC總產(chǎn)量將達(dá)到800萬～900萬t／a?；旧夏茏阄覈?guó)化學(xué)建材發(fā)展的市場(chǎng)需求，但仍然要大力發(fā)展化學(xué)建材工業(yè)所需的高性能、專用PＶＣ品種。2.2SBS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(yù)計(jì)到20２０年,SBS改性瀝青防水卷材約需４190萬ｍ2／a，需ＳBS橡膠4．5萬t/a左右，目前,我國(guó)SＢＳ的生產(chǎn)能力為2萬t/a,其產(chǎn)量不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求.燕山石化公司計(jì)劃將SBS擴(kuò)能為3萬t/a，并積極進(jìn)行改性瀝青用ＳＢＳ新產(chǎn)品牌號(hào)的開發(fā)?？傊覈?guó)應(yīng)擴(kuò)建成新建SBＳ橡膠的生產(chǎn)裝置，并考慮安排生產(chǎn)改性瀝青防水材料的專用ＳBS橡膠品種,以滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的建材工業(yè)市場(chǎng)需求。２．3APP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(guó)山海關(guān)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(guó)專門生產(chǎn)APＰ改性瀝青防水卷材生產(chǎn)線有3條，其他改性瀝青防水卷材生產(chǎn)線也可以生產(chǎn)ＡPＰ改性瀝青防水材料。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情及國(guó)外經(jīng)驗(yàn),ＳＢS和APP的用量大致為２.１較合適。預(yù)計(jì)到20２０年,我國(guó)建材市場(chǎng)需求APP改性瀝青防水材料約1035萬m2/ａ,需APP1.７萬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(chǎn)的一種防水材料.它具有拉伸強(qiáng)度高、低溫柔性好、延伸率大、耐老化、冷施工等特點(diǎn)。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(chǎn)企業(yè)約有１０0家,總生產(chǎn)能力達(dá)0．4億ｍ2/a，年產(chǎn)量0。１7億m2／a，開工率為42．5%。生產(chǎn)主要品種有三元乙丙膠、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(chǎn)和應(yīng)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(yù)計(jì)20１5年，高分子防水卷材產(chǎn)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(chǎn)量的７.0%,２０20年產(chǎn)量為2.6５億m２/a(ＥＰＤM等中、高性能卷材為1。７7億m２／a),占總量1３。0%。由此可見，今后我國(guó)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。3．1EPＤM防水材料EＰDM防水卷材是我國(guó)到201０年重點(diǎn)推廣的新型高分子防水卷材之一。目前,我國(guó)有4家企業(yè)從日本引進(jìn)ＥPＤM橡膠防水卷材全套生產(chǎn)設(shè)備，總生產(chǎn)能力為6０0萬m2/a.山東滕州橡塑集團(tuán)公司從日本引進(jìn)的三元乙丙膠防水卷材生產(chǎn)裝置規(guī)模最大,生產(chǎn)能力為３00萬ｍ2/a,而保定、遼陽和包頭等3條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力合計(jì)為300萬m2/a，未達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模.以前我國(guó)生產(chǎn)三元乙丙橡膠防水材料所用的EＰＤＭ是進(jìn)口，１99７年我國(guó)進(jìn)口的ＥPDM橡膠約為134５8t。１９97年７月，我國(guó)首套２萬t/ａ乙丙橡膠生產(chǎn)裝置在吉化集團(tuán)公司有機(jī)合成廠建成投產(chǎn)，可生產(chǎn)２4種產(chǎn)品牌號(hào),其產(chǎn)品用于汽車保險(xiǎn)杠、密封泵、防水卷材等各類橡膠制品，尤其是作防水卷材可比其他材料的制品延長(zhǎng)使用壽命10倍以上。2萬t/aEPＤM裝置投產(chǎn)，基本上緩解了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,有利于防水材料的發(fā)展。我國(guó)擬建的乙丙橡膠生產(chǎn)裝置有蘭州化學(xué)工業(yè)公司3萬t／a、廣東省3萬t／a、美國(guó)協(xié)和石油化工集團(tuán)有限公司在寧波建設(shè)的4萬t/a裝置。這些裝置如能在2000年建成投產(chǎn)，那么國(guó)產(chǎn)的乙丙橡膠將完全能滿足我國(guó)市場(chǎng)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(qiáng),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(yù)計(jì)20２0年,我國(guó)化學(xué)建材防水材料約需丁基橡膠１000ｔ/a,2０10年需5000ｔ/a。目前，我國(guó)尚無丁基橡膠生產(chǎn)裝置,所用丁基橡膠全依靠進(jìn)口，19９7年共進(jìn)口各種丁基橡膠約17０37t。1998年進(jìn)口2。18萬t,同比增長(zhǎng)39。５５％。為滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,中國(guó)石化集團(tuán)北京燕山石油化工公司從意大利PI公司引進(jìn)3萬ｔ/a丁基橡膠生產(chǎn)裝置。于１９９8年３月動(dòng)工興建，預(yù)計(jì)19９9年１1月建成投產(chǎn)。3。3聚烯烴防水材料我國(guó)已引進(jìn)聚乙烯復(fù)合防水卷材生產(chǎn)線，黑龍江綏棱第二塑料有限公司聚乙烯復(fù)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(jìn)聚乙烯-丙綸雙面復(fù)合防水材料生產(chǎn)設(shè)備。我國(guó)有許多單位在開發(fā)聚乙烯雙面復(fù)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(fù)合合成纖維無紡布而制成的聚乙烯雙面復(fù)合防水卷材。該材料抗拉強(qiáng)度高，抗透氣能力強(qiáng)，低溫柔性好,適用溫度范圍為-45~100度,耐候性強(qiáng)，有較好氣密性，耐酸、堿腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，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(jī)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(jīng)專用密煉機(jī)混合而制成。其卷材抗拉強(qiáng)度45MPa,扯斷伸長(zhǎng)率３50％，直角撕裂強(qiáng)度100N/ｃm,脆性溫度-3５，熱老化性(80－-168h）不起泡、不發(fā)粘,不透水性（動(dòng)水壓０.3MPa.0。5h不透明），吸水性0.5％.北京鑫牛防水材料有限責(zé)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(jià)格與ＳBS改性瀝青防水卷材相當(dāng)，其防水性能、耐老化、耐低溫、耐彎折、耐化學(xué)侵蝕性能卻大大提高、是替代ＳBS改性瀝青防水材料和部分中、高防水材料的新型產(chǎn)品。３。５表面覆鋁高分子復(fù)合防水材料表面覆鋁高分子復(fù)合防水材料是由山東礦山學(xué)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(jié)構(gòu)包括主防水層、增強(qiáng)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(qiáng)層材料選用強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕的聚酯長(zhǎng)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(qiáng)度和伸長(zhǎng)率、穩(wěn)定的物理化學(xué)性能，其技術(shù)性能見表1。該產(chǎn)品原料來源廣泛，生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)單，防水工程綜合造價(jià)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(dá)10年以上.４高分子防水涂料國(guó)外防水涂料以聚氨醋系列產(chǎn)品用量最大，但沒有焦油型品種,而我國(guó)卻以焦油系為主。我國(guó)防水涂料低性能產(chǎn)品占比重過大，如塑料油膏、水性ＰVC膠泥、再生膠、改性瀝青涂料和氯丁膠瀝青涂料等的市場(chǎng)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(chǎn)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?zé)o毒,不污染環(huán)境、成本低、經(jīng)使用表明,其防水性能好。我國(guó)“九五”期間重點(diǎn)發(fā)展聚氨醋和橡膠改性瀝青防水涂料,積極開展高質(zhì)量和高固含橡膠改性瀝青防水涂料。到２０２0年中、高檔防水涂料工程應(yīng)用量達(dá)到城鎮(zhèn)新建永久性建筑的５%,其年用量約為4萬t/ａ。預(yù)計(jì)2020年防水涂料產(chǎn)量為17萬ｔ/a，其中聚氨醋等中、高性涂料為４。2萬t／a，防水涂料產(chǎn)量占防水材料總產(chǎn)量９.3％；2０2５年,防水涂料總產(chǎn)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(chǎn)量的10％。聚醚是生產(chǎn)聚氨酷防水涂料的原料,2015年需聚醚１.6萬t，2020年需.４萬t。目前,我國(guó)聚醚產(chǎn)量還不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,更缺乏防水涂料所需要的高質(zhì)量聚醚。5高分子防水材料的發(fā)展趨勢(shì)到2020年,SBＳ,APＰ改性瀝青防水卷材仍是主導(dǎo)產(chǎn)品將大力發(fā)展.高分子防水卷材重點(diǎn)發(fā)展ＥＰDM,PVC兩種產(chǎn)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)展前景看好的聚氨酯、丙烯酸酯類防水涂料；密封材料仍重點(diǎn)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(yīng)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(fù)合防水卷材/氯化聚乙烯PVCEPDＭ,其質(zhì)量和檔次正好完全相反。因此，應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┖驼?，把新型防水材料的整體水平提升到一個(gè)新的高度;發(fā)展綠色防水材料及施工機(jī)具。5.1我國(guó)防水材料應(yīng)用的發(fā)展我國(guó)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(guó)的防水材料在20世紀(jì)9０年代后取得了飛速發(fā)展.新型防水材料從無到有，到2004年應(yīng)用比例已占5０%左右,而傳統(tǒng)的紙?zhí)ビ蜌忠殉氏陆第厔?shì)。SBS和AP改性瀝青防水卷材的用量逐年增加，是增長(zhǎng)最快的防水產(chǎn)品。特別是在北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館和首都機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程、國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)及上海無滲漏工程建設(shè)中使用一等品A即,SBS改性瀝青防水卷材,使AＰP,SBＳ改性瀝青防水卷材一等品猛增到0.2億耐，2004年高聚物改性瀝青防水卷材總量已達(dá)２00萬噸。５.２我國(guó)防水材料研制的不足(1）高分子防水材料是一種發(fā)展速度較快的化學(xué)建