淺析TPO防水卷材工藝及特性

孫云飛

摘 要：隨著建筑業的高速發展，建筑材料的消耗量逐年遞增，防水材料作為建筑材料的重要材料之一，我國每年都在生產、使用大量的防水材料。防水卷材是防水材料的主要品種，主要分為改性瀝青防水卷材和高分子防水卷材等，TPO防水卷材作為一種應用歷史并不悠久的新型高分子材料，集合了瀝青防水卷材和高分子防水卷材的特點，性能優異，使用壽命長，應用范圍廣，并且生產、施工無污染。本文主要解析了TPO卷材的材料組成成分、材料結構、生產和施工工藝，以及TPO防水卷材的各項優異性能。

關鍵詞：TPO防水卷材;工藝;環保;特性

中圖分類號：TU573 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0135-02

0 引言

隨著國內綜合實力的不斷提高，城市化進程的步伐越來越快，我國各行各業都在飛速前進，建筑業一直處于國民經濟發展的前列，建筑工程質量的好壞與人們生活息息相關，人們對建筑質量的要求也越來越高。近年來地鐵、隧道等地下工程的數量越來越多，建筑防水起著越來越重要的作用，防水工程面臨著一個又一個挑戰。防水工程質量需要防水材料和防水施工技術的完美結合，防水材料作為建筑工程中高綜合性、高實用性的重要功能型材料，在建筑工程中起著防滲、防潮、防漏等防水效果，提高建筑物使用功能，保證建筑物品質，延長建筑物的使用壽命。我國防水材料經過多年發展，從吸收國外先進技術到后來自主創新、研發，防水材料的種類越來越多，主要包括防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏止水材料等。從瀝青到高分子聚合物，防水材料種類不斷更新、質量越來越高、施工工藝不斷改進，證明我國防水技術的不斷提升。目前我國防水材料以防水卷材為主，而防水卷材中使用較多的、發展較快的為高分子防水卷材，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種有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、三元乙丙橡膠（EPDM）、氯化聚乙烯（CPE）、聚氯乙烯（PVC）、熱塑性聚烯烴（TPO）等。

1 TPO防水卷材介紹

TPO卷材，即熱塑性聚烯烴卷材，卷材的主要成分是聚烯烴、軟化劑和各種添加劑，聚烯烴主要組分為聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），軟化劑一般為丁基橡膠、丁腈橡膠（NBR）和三元乙丙橡膠（EPDM），三元乙丙橡膠使用較多。TPO通過先進的聚合技術生產而成，通過共混得到的熱塑性聚烯烴。但TPO并不是簡單的共混物，它具有均勻分布的共混連續相，具有各組分獨特性能。TPO是一類碳氫化合物，不含任何增塑劑和有害物質，耐臭氧，無其它化學元素，因此無論在生產、焊接、燃燒等過程中都不會污染環境[1]。TPO集料可根據實際工程應用的需求，與阻燃性添加劑、耐候性添加劑、顏料等共混，制備成應用于屋面、屋頂等多種環境下的TPO防水材料。

TPO防水卷材通常有三層：上下兩層TPO和中間層構成，中間有一層高強度的增強纖維作為胎基，目前主要為織物，織物加強層可選用聚酯織物和玻纖織物，聚酯織物具有較高的抗撕裂強度，是纖維加強層的常用材料，而聚酯織物又分為方網格織物和三角形網格織物，三角形網格織物能夠承受各個方向的力，具有優異的尺寸穩定性，因此在生產過程中，將三角形網格布壓縮到兩層TPO中間，增強TPO卷材的力學性能、提高卷材的斷裂強度、抗疲勞和抗穿刺能力[2]。上下兩層TPO由于位置的不同，可生產不同配方、不同顏色的基材，如上層TPO由于暴露在外面，可添加一些顏料，增強其美觀性，下層TPO可添加炭黑，提高其力學性能。

2 TPO防水卷材生產及施工工藝

2.1 TPO防水卷材生產工藝

TPO卷材的主要生產工藝為機械共混法和動態全硫化法，機械共混法為開發最早，技術最為成熟的生產工藝。橡膠含量會根據應用領域不同而異，最高可達60%～70%[3]。借鑒國外TPO成功的生產經驗，國內研究人員不斷創新，采用多種聚烯烴混合物為主要原料，添加不同的添加劑，采用機械共混法，經過加熱、壓延或擠出成型，三輥定型時中間壓縮一層網格增強網，有效提高TPO卷材力學性能，制備TPO防水卷材主要工藝流程如圖1所示。

2.2 TPO防水卷材施工工藝

TPO防水卷材根據工程案例及實際應用的不同，可采用不同的施工工藝，TPO防水卷材施工工藝主要有機械固定系統、滿粘系統和空鋪壓頂系統，三種方法施工工藝如圖2、圖3、圖4所示。

目前在國內，滿粘粘結法應用于混凝土基層較少，空鋪壓頂法應用極為少數，機械固定法被廣泛應用。施工前，應將基層表面處理干凈，表面要求無雜物，無碎屑，無尖銳物。將TPO的下層卷材采用機械法與基層固定，上層卷材搭接處采用熱風機焊接每一個搭邊。熱風焊接搭接縫前應保證搭接接縫的表面干凈，無水珠、無臟物、無油污。TPO卷材使用溫度范圍廣，卷材耐高溫性能好，施工過程中工作溫度可根據實際溫度情況調節熱風焊溫度，施工條件不受冷熱空氣的影響。施工時可使用進口熱風機進行大面積施工，施工速度快，施工效率高。并且搭接處的強度高于卷材強度，焊接質量有保證，搭接層搭接密實，形成均勻、致密、連續的防水層，排除搭接縫滲水問題。TPO卷材中間有一層網格增強網，提高卷材力學性能，使卷材在施工過程中不易損[4]。TPO卷材成分中不含氯化聚合物，因此在熱焊和使用過程中都不會產生對人體和環境有害的氯氣，屬于環保型材料。

3 TPO防水卷材特性

（1）具有良好的節能環保性能。TPO分子鏈為烯烴類結構，不含其它有害物質，在生產及使用過程中無有害化學物質生成，對環境友好，無污染。TPO卷材表面光滑，反射率高，可以有效的反射大部分的陽光輻射，表面溫度低，降低能源消耗，減小熱島效應。（2）可循環再生利用。TPO防水卷材屬于熱塑性彈性體，在加工和使用過程中產生的邊角料和廢料粉碎后可以再加工，循環使用，節省資源，同時又降低成本。（3）密度低，尺寸穩定性好。由于TPO主要組分PP和PE密度低，致使TPO整體密度小，TPO卷材便具有質輕、柔韌性好的特點，便于裝卸和施工，并有利于降低運輸成本。TPO卷材保留了PE尺寸穩定性好的優點，因此加熱后伸縮量小[5]。（4）具有良好的焊接性。與三元乙丙防水卷材相比，由于TPO中PP成分的存在，TPO搭接縫可采用熱空氣焊接，接縫強度和耐久性好，操作簡單速度快，接縫處結合牢固，剝離強度高，安裝安全可靠。（5）具有優異的耐老化性能。TPO分子中無明顯的結構缺陷，具有超長的耐老化性能，可直接暴露在紫外線和臭氧環境中，物理性能仍然可以保持穩定，持久耐用，使用壽命長。（6）使用溫度范圍廣。TPO分子中PP耐低溫，在低溫環境下仍可保持較好的柔韌性。而TPO分子中PE成分具有較高的耐熱性，兩種成分特性促使了TPO卷材在-60℃～130℃溫度范圍內可長期使用，耐寒、耐熱性好，卷材使用溫度范圍廣。（7）具有耐根穿刺性能。與PVC卷材相比，TPO分子結構致密，具有較強的耐根穿刺性，不含重金屬和氯元素，對植物根系不會造成傷害，可用于種植面防水層，避免植物根系穿透，破壞防水層，起到很好的防水、阻根效果。

4 結語

新型防水材料的應用是防水行業不斷發展、變革的重要標志，TPO防水卷材使用壽命長，應用范圍廣、性能優異，安全環保，在國外早已占領了大部分的防水市場。在國內TPO防水卷材從剛開始防水行業的新材料，已經發展成為技術成熟、性能穩定、應用廣泛的防水產品，在實際工程中的成功應用數不勝數，一拖東方紅工業園，大眾汽車自動變速器（天津）有限公司廠房彩鋼屋面防水工程，沈陽華晨寶馬新建大型工廠、上海泰國館屋面維修等，TPO防水卷材在國內市場蘊藏著較大的增長空間，國家也制定了相應標準，規范TPO卷材的質量和使用，TPO卷材有望在防水工程中有更多應用，具有廣闊的發展前景。

參考文獻

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

[2] 孫成倫，劉德朋，劉俊龍.TPO防水卷材的加工工藝及特點[J].塑料科技，2015（6）：61-64.

[3] 王明飛.TPO防水卷材的生產工藝及特點[J].新型建筑材料，2004（9）：27-28.

[4] 王亮，李孝幫，李昕，等.TPO防水卷材屋面施工技術[J].天津建設科技，2016（5）：30-33.

[5] 彭波，王方.解析熱塑性聚烯烴（TPO）防水卷材及其應用[J].天津建設科技，2015（2）：81-83.