新型建材——建筑用防水透氣膜

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域。20世紀80年代末，建筑防水透氣膜在歐美發達國家得到大力推廣，建筑防水透氣膜技術進入國內市場只有短短幾年時間，在我國還處于推廣階段，國內一些企業也處在研究生產階段，隨著我國對建筑節能要求的提高，相關工程技術規范和產品標準的制定出臺，建筑防水透氣膜將很快在國內市場推廣應用。

1.1 防水透氣膜的分類及生產工藝

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，美國某公司生產的產品采用閃蒸法工藝，國內某公司生產采用熱塑性吹膜擠出復合工藝。先進的閃蒸法工藝我們重點介紹。閃蒸法，又稱瞬時溶劑揮發成網法，采用的不是熔融紡絲，而是采用干法紡絲技術。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與普通的方法紡絲技術又有不同，主要體現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，最后被吸附在成網簾上直接形成纖網。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構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，一種是微孔透氣技術，一種是分子透氣技術。

微孔型薄膜的結構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，其結構中存有很多像毛細管一樣的微孔。這些微孔構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動力呈正比，在微孔薄膜中薄膜的物理結構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生產，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結構和薄膜的厚度是決定滲透力的主要因素。

2 國內外建筑用防水透氣膜的主要物理性能指標要求

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

表1 JISA6111:2004性能指標要求

《坡屋面技術規范》報批稿中坡屋面防水墊層對防水透氣膜的性能指標要求見表2。

表2 《坡屋面技術規范》報批稿中防水透氣膜性能指標要求

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，這兩個檢驗項目達到平衡能有效防水且防止結露。當冷熱溫差產生結露現象時，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，是為保證圍護系統內水氣有效排出，解決結露防潮問題，保護保溫層。 防止結露是透氣膜的最關鍵指標，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露功能，所以根據使用環境要求，制定合適的應用性能檢驗方法檢測透氣膜的防結露功能非常必要。我們可以參考日本標準JISA6111：2004中防結露試驗方法，再根據我國國情制定合適的防結露試驗方法。

表3 物理力學性能的檢測項目與試驗方法

表4 物理力學性能的試驗數據

建筑用防水透氣膜的耐久性是現在面臨的問題，國內沒有相關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，在經過一定溫度和時間的老化試驗后檢測材料的力學性能、不透水性能和水蒸氣透過量的性能指標保持率，通過性能保持率來驗證材料的耐久性。

國內產品主要物理力學性能的檢測項目與試驗方法見表3。

國內產品主要物理力學性能的試驗數據見表4。

4 建筑用防水透氣膜的應用

建筑用防水透氣膜主要應用在墻體和屋面，其功能主要是防止結露保護保溫層，可以應用在坡屋面、輕鋼屋面、外墻、鋼結構和木質結構等。墻體應用如圖1，屋面應用如圖2。

圖1 外墻應用示意圖

圖2 屋面應用示意圖

2007年3月1日實施的《防水透氣膜建筑構造-國家建筑標準設計參考圖》對防水透氣膜的適應范圍、鋪設位置、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作用。已經報批的《坡屋面技術規范》和正在制定的《墻體技術規范》都對防水透氣膜的使用制定了相關要求。相關規范和產品標準的制定，會促進建筑防水透氣膜產品在國內市場健康快速的推廣應用。

5 結語

如果所有建筑物設計時都會考慮使用時產生的水汽對建筑系統的危害，防水透氣膜的應用將迅速推廣；防水透氣膜的耐久性和應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用性能試驗方法的探索研究。

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

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