臧凡

（中國建筑材料檢驗認證中心有限公司，北京 100024）

1 防水透氣膜的分類、生產(chǎn)工藝和防水透氣功能原理

20世紀70年代中期美國公司將建筑用防水透氣膜引入建筑領(lǐng)域。20世紀80年代末，建筑防水透氣膜在歐美發(fā)達國家得到大力推廣，建筑防水透氣膜技術(shù)進入國內(nèi)市場只有短短幾年時間，在我國還處于推廣階段，國內(nèi)一些企業(yè)也處在研究生產(chǎn)階段，隨著我國對建筑節(jié)能要求的提高，相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定出臺，建筑防水透氣膜將很快在國內(nèi)市場推廣應(yīng)用。

1.1 防水透氣膜的分類及生產(chǎn)工藝

防水透氣膜一般分為微孔膜、親水性膜和微孔親水性膜三種。微孔膜一是一層很薄的聚合物膜，表面有大量的直接小于2μm的微孔；水滴直徑100μm左右，水氣直徑為0.0004μm，所以可以有效防水透氣。親水性膜無物理微孔，此膜是一組共聚物，有軟鏈段和硬鏈段組成，硬鏈段部分能阻止水滴通過，起到防水作用，軟鏈段由親水性組分組成，能起到透氣作用。微孔親水性膜是由微孔膜和親水性膜復(fù)合而成。

建筑防水透氣膜是一種新型的高分子防水材料，建筑用防水透氣膜多為微孔膜，美國某公司生產(chǎn)的產(chǎn)品采用閃蒸法工藝，國內(nèi)某公司生產(chǎn)采用熱塑性吹膜擠出復(fù)合工藝。先進的閃蒸法工藝我們重點介紹。閃蒸法，又稱瞬時溶劑揮發(fā)成網(wǎng)法，采用的不是熔融紡絲，而是采用干法紡絲技術(shù)。將高聚物溶液在一定的溶劑中制成紡絲液，然后由噴絲孔噴出，由于溶劑的急劇揮發(fā)而使高聚物重新固化成纖維。同時閃蒸法采用的干法紡絲技術(shù)與普通的方法紡絲技術(shù)又有不同，主要體現(xiàn)在閃蒸工藝采用較低的紡絲液粘度，而以極高的壓力和速度從噴絲孔中噴出。由于溶液的粘度低、流動性好，液態(tài)絲條在高速運動中固化形成極細的纖維絲條，最后被吸附在成網(wǎng)簾上直接形成纖網(wǎng)。閃蒸法的紡絲溶液由成纖高聚物、主溶劑、副溶劑和一些添加劑組成。閃蒸法非織造布的纖維直徑非常的細，因此具有優(yōu)良的防水透氣性。

1.2 防水透氣膜防水透氣功能原理

透氣性就是織物的結(jié)構(gòu)允許水氣穿過織物的本體透出，同事防止外界的液體滲入織物的能力。目前有兩種透氣性技術(shù)，一種是微孔透氣技術(shù)，一種是分子透氣技術(shù)。

微孔型薄膜的結(jié)構(gòu)是靠牽伸兩種不相容組分如在聚合物中加入無機微粒而形成的，其結(jié)構(gòu)中存有很多像毛細管一樣的微孔。這些微孔構(gòu)成了允許氣體通過的通道，但由于外界的液體液滴的直徑大于微孔的直徑所以不能通過。氣體穿過薄膜的滲透力取決于微孔的大小，水分傳輸率與薄膜的表面積和濃度驅(qū)動力呈正比，在微孔薄膜中薄膜的物理結(jié)構(gòu)是滲透力的決定因素。

分子薄膜是致密的無微孔薄膜，由簡單的擠出或其他的工藝技術(shù)生產(chǎn)，然后貼附到織物上。水氣在分子薄膜上的滲透過程可稱為“主動擴散過程”。滲透物附著在高濃度的一邊，利用存在的壓力差擴散滲透到薄膜的另一邊。對于分子薄膜聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和薄膜的厚度是決定滲透力的主要因素。

2 國內(nèi)外建筑用防水透氣膜的主要物理性能指標(biāo)要求

日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6111：2004(House wrapping sheets)中的性能指標(biāo)要求見表1。

表1 JISA6111:2004性能指標(biāo)要求

《坡屋面技術(shù)規(guī)范》報批稿中坡屋面防水墊層對防水透氣膜的性能指標(biāo)要求見表2。

表2 《坡屋面技術(shù)規(guī)范》報批稿中防水透氣膜性能指標(biāo)要求

3 建筑用防水透氣膜的功能性和耐久性試驗方法的探索及主要物理性能的分析

建筑用防水透氣膜主要具備防水和透氣功能，不透水性和水蒸氣透過量是檢測此功能的檢驗項目，對于微孔膜，不透水性和水蒸氣透過量是相互制約的，微孔孔徑越大，水蒸氣透過量越大，不透水性就會降低，所以不能一味的追求這兩個功能性檢驗項目的高指標(biāo)，這兩個檢驗項目達到平衡能有效防水且防止結(jié)露。當(dāng)冷熱溫差產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象時，會在屋頂或墻體表面形成水滴，水滴侵入建筑物或保溫層，降低保溫層熱功效，并影響建筑的耐久性。防水透氣膜鋪裝于保溫層之外，是為保證圍護系統(tǒng)內(nèi)水氣有效排出，解決結(jié)露防潮問題，保護保溫層。 防止結(jié)露是透氣膜的最關(guān)鍵指標(biāo)，雖然水蒸氣透過量能反映一定的透氣性能，但不能直接確定透氣膜是否具有防結(jié)露功能，所以根據(jù)使用環(huán)境要求，制定合適的應(yīng)用性能檢驗方法檢測透氣膜的防結(jié)露功能非常必要。我們可以參考日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6111：2004中防結(jié)露試驗方法，再根據(jù)我國國情制定合適的防結(jié)露試驗方法。

表3 物理力學(xué)性能的檢測項目與試驗方法

表4 物理力學(xué)性能的試驗數(shù)據(jù)

建筑用防水透氣膜的耐久性是現(xiàn)在面臨的問題，國內(nèi)沒有相關(guān)試驗方法驗證材料的耐久性。透氣膜一般不會外露使用，建議采用熱空氣老化試驗方法，在經(jīng)過一定溫度和時間的老化試驗后檢測材料的力學(xué)性能、不透水性能和水蒸氣透過量的性能指標(biāo)保持率，通過性能保持率來驗證材料的耐久性。

國內(nèi)產(chǎn)品主要物理力學(xué)性能的檢測項目與試驗方法見表3。

國內(nèi)產(chǎn)品主要物理力學(xué)性能的試驗數(shù)據(jù)見表4。

4 建筑用防水透氣膜的應(yīng)用

建筑用防水透氣膜主要應(yīng)用在墻體和屋面，其功能主要是防止結(jié)露保護保溫層，可以應(yīng)用在坡屋面、輕鋼屋面、外墻、鋼結(jié)構(gòu)和木質(zhì)結(jié)構(gòu)等。墻體應(yīng)用如圖1，屋面應(yīng)用如圖2。

圖1 外墻應(yīng)用示意圖

圖2 屋面應(yīng)用示意圖

2007年3月1日實施的《防水透氣膜建筑構(gòu)造-國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計參考圖》對防水透氣膜的適應(yīng)范圍、鋪設(shè)位置、安裝、施工步驟等作了詳細的要求，對新材料的使用起到了參考指導(dǎo)作用。已經(jīng)報批的《坡屋面技術(shù)規(guī)范》和正在制定的《墻體技術(shù)規(guī)范》都對防水透氣膜的使用制定了相關(guān)要求。相關(guān)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定，會促進建筑防水透氣膜產(chǎn)品在國內(nèi)市場健康快速的推廣應(yīng)用。

5 結(jié)語

如果所有建筑物設(shè)計時都會考慮使用時產(chǎn)生的水汽對建筑系統(tǒng)的危害，防水透氣膜的應(yīng)用將迅速推廣；防水透氣膜的耐久性和應(yīng)用性能還需要進一步的試驗驗證，我們將會在以后的工作中進行耐久性和應(yīng)用性能試驗方法的探索研究。

[1] 王道登. LLDPE/POE/CaCO3防水透濕微孔膜及多層復(fù)合膜研究（電子文獻）.中國知網(wǎng).2008-08-15

[2] 杜邦(TM)特衛(wèi)強防水透汽膜的工程應(yīng)用（電子文獻）.中國知網(wǎng).2008-08-20

[3] 孫曉慧.郭秉臣.閃蒸法非織造布的生產(chǎn)與應(yīng)用前景（電子文獻）.中國知網(wǎng).2007-02-12