世界各国最新防水材料发展趋势

一、叠层沥青系统

20世纪70年代以前的100多年间，世界各国均使用沥青基叠层屋面和地下防水系统，以热粘沥青铺设3～4层。从20世纪70年代末开始，叠层沥青系统受到功能更好的各种聚合物基先进防水材料的冲击，使用份额迅速下降。目前，欧洲的叠层屋面仅占7%左右，美国约占13%（新建）和18%（修理），日本约占16%，我国在屋面和地下防水中已很少使用叠层系统。

叠层屋面整体上虽呈下降的趋势，但由于使用寿命长（30年以上），可靠性高，加之热沥青施工的环保化，预计近期内还不会被完全淘汰，在美、日等国仍会占有一定的比例。坡屋面与平屋面的情况不同。在美国的坡屋面中，沥青油毡瓦用量始终占压倒优势，2006年复合（2层或3层）沥青瓦占55%，玻纤胎沥青瓦占11%，金属瓦占11%，纸胎沥青瓦占3%，木瓦占2%，纤维水泥瓦占1%，其它占17%。

二、改性沥青防水卷材

改性沥青防水卷材已发展成为各国主要或重要的屋面防水材料。在欧洲改性沥青卷材中占统治地位，年产量在2亿㎡以上，约占65%；在美国它是前几年增长最快的屋面材料，现约占20%；在我国已成为使用最多的新型建筑防水材料，2005年使用量为1.3亿㎡，约占21%。在改性剂方面，目前仍以SBS和APP为主，SBS使用最为广泛，SEBS和TPO改性剂也开始应用，但用量有限。在胎体方面，主要使用聚酯胎和玻纤胎，以聚酯毡使用最多，聚酯玻纤复合胎也有少量的应用。改性沥青防水卷材大量应用于屋面和地下防水，为稳定可靠起见，标准规定一般铺2层。改性沥青卷材还在种植屋面、桥梁防水、铁道防水、与叠层屋面复合使用和保温节等方面得到应用。在种植屋面中，一般双层铺设，下层常有自粘或热熔SBS防水卷材，面层则用加阻根剂的矿物粒面覆面SBS防水卷材。桥梁防水主要采用SBS和APP改性沥青防水卷材，较少使用防水涂料，一般双层铺设，如丹麦的桥梁设计使用双层4.5mm厚SBS改性沥青卷材及15mm厚排水板，使用年限高达100年。法国Soprema公司的全自动卷材铺设车及其配套的200m长桥面专用SBS防水卷材，以热风加热自动化焊接，已在欧洲和北美成功地使用了数十年。我国虽已使用APP和SBS卷材做道桥防水，但质量远逊于国外。在国外，铁道防水也有使用SBS改性沥青卷材的报道，我国正在积极研究SBS改性沥青防水卷材在铁道防水中的应用。为了节能的需要，白色表面改性沥青卷材开始问世，如美国Poly-glass公司的优质白色表面SBS和APP自粘屋面防水卷材，符合“能源之星”标准对阳光反射率的要求，GAF公司的发亮白色表面SBS和APP改性沥青卷材，其反射率比标准白色涂料大（达75%），Soprema公司的白色SBS卷材上面已直接铺贴光电薄膜。美国愈来愈多地将改性沥青与叠层屋面复合使用，下面铺2～3层玻纤胎氧化沥青油毡，上面覆盖以粒料覆面改性沥青卷材，以同时发挥多层稳妥和SBS卷材弹性好的优点。

改性沥青卷材的粘接方法主要有热粘法、冷粘法、喷灯法、热空气接缝法和自粘卷材等。目前，使用最多的仍然是热沥青粘结法和喷灯热熔法，但由于节能、环保和安全的要求愈来愈苛刻，这两种方法受到限制，而冷粘法、热空气接缝法、自粘接缝带、自粘卷材法则方兴未艾，前景看好。热粘法散发烟尘，污染环境，需要改善。对此，美国研制出叫Petroplasma的屋面沥青，其抗下垂性提高，可在120℃（一般为260℃ ）下施工，无烧伤、烟和异味。美国还推出一种在分子等级上起作用的气味抑制剂，可包裹沥青，阻止较轻石油分子蒸发，清除烟气。在沥青中加入专用聚合物，加热时聚合物浮到表面，形成蒙皮层，制成低烟沥青。日本开发的系列无烟沥青可大幅度减少黑烟（仅为传统沥青的1/5），熔化温度低（低20～50℃），刺激性气味仅为传统沥青的1/5。喷灯法既简便又有效，是当前欧美主要或重要的粘接方法。但近年来喷灯施工引发火灾的事故频繁发生，限制喷灯使用的呼声不断高涨，喷灯的使用将呈现下降的趋势。冷粘法在美国、日本及欧洲已开始普遍使用。与热沥青相比，冷胶粘剂具有优越的粘接性，在双层SBS屋面膜暴露20年和30年以后的热老化试验中，冷胶粘剂和喷灯施工膜均无破坏。自粘改性沥青卷材的兴起是改性沥青卷材发展中的一大亮点。它施工安全、快速，对环境友好，在国内外均获得了快速的发展。自粘卷材有均质型、玻纤毡增强型和聚酯毡增强型等众多品种，改性剂绝大多数使用SBS，但也有APP和TPO的。

自粘卷材用途十分广阔：

（1）在屋面和地下防水中单独或与普通改性沥青复合使用；

（2）作泛水使用；

（3）用作坡屋面的垫层；

（4）用作墙的隔气层或防水层等。

三、高分子防水卷材

近年来，聚合物基的高分子防水卷材（不计改性沥青防水卷材）有了较快的发展。在美国单层屋面增长最快，1979年占10%以下，1984年占25%，1987年占48%，2006年达到54%，从而成为屋面的主导材料。日本的单层片材防水占37%，多于沥青防水。欧洲的单层聚合物片材约占24%，但增长速度高于改性沥青。单层防水厚度一般在1.0-2.0mm，资源消耗大大低于沥青基材料，由于石油短缺日渐严重，随着单层防水在材料和施工方面的技术进步，势必获得更快的增长。与沥青基防水卷材一般多层铺设不同，高分子防水卷材多是单层铺设，根据使用部位和使用年限的不同，选用不同的厚度，选择厚度在1.0～3.0mm。单层防水用途广泛，屋面、地下、隧道、铁路、水池、垃圾填埋厂等均可使用。单层防水的种类多种多样，包括EPDM（三元乙丙橡胶）、PVC（聚氯乙烯），CPE（氯化聚乙烯）、氯丁橡胶、橡胶共混CSPE（氯磺化聚乙烯）、EVA（乙烯乙酸乙烯酯），PE（聚乙烯）、ECB（乙烯共聚物沥青）、丁基橡胶、OCB（烯烃共聚物沥青）、PIB（聚异丁烯）等。各种片材的类型很多，主要有均质型、增强型、背衬层、自粘型。在屋面防水中，使用最多的是EPDM和PVC以及近来兴起的TPO卷材，美国以EPDM为主，欧洲以PVC为主。在地下防水中，较多地使用PVC、丁基橡胶、EPDM卷材等。

1、 EPDM防水卷材

美国在发展EPDM防水卷材方面取得了骄人的成绩。据测试，EPDM的耐热性和耐紫外线性能名列第一，大大高于沥青基卷材。10～26年间的EPDM屋面防水卷材仍然表现出优越的现场耐老化性。防水保证期有3个档次，10年（1mm厚）、20年和30年（2.3mm厚）。产品品种包括均质型、增强型、背衬型、阻燃型、白/黑面等。增强型以机械固定方式铺设。白/黑面产品的典型反射率高达80%。新推出的合成纤维背衬EPDM系统以喷涂低发泡聚酯粘结底面，产品宽度1.33～15.24m。为了保证片材的稳定性，美国标准规定，黑色产品的热老化条件为116℃下670h，比其他国家苛刻得多。

美国各大公司都有齐全的配套材料，足以保证这一不易粘接的卷材的施工质量，配套材料包括基层胶粘剂、拼接胶粘剂、拼接处理剂、缝中密封胶、接缝密封胶、压敏泛水、固化泛化、非固化EPDM泛水、可浇注双组分聚氨酯密封胶、单组分聚氨酯密封胶、各种接缝自粘胶粘带和覆盖带、EPDM模制管密封件、压敏管密封件、内外角、各种保温板材、各种机械固定件等，不一而足。

正是由于上述材料和施工技术的进步，EPDM的10年维修费不断降低，1993年仅占1%，到现在可以忽略不计。市场份额位居第1，在2006年的新建屋面中占22%，在修理屋面中占21%。

2、 PVC防水卷材

PVC防水卷材的欧洲使用最为成功的，近期虽受TPO的竞争，使用比例下降，但在单层屋面中的用量仍占53%左右。2006年在美国新建屋面中约占9%，在修理屋面中约占10%。日本的PVC防水卷材以前用量有限，但近年来由于地下使用量增加，产量超过橡胶片材，在2005年的片材防水中约占48%。PVC防水卷材的最大优势是接缝可焊接，使用寿命较长。PVC防水卷材在屋面和地下防水中均有着广泛的应用。据分析，PVC的生态效应优于EPDM、TPO、改性沥青和4层叠层沥青膜。欧洲的PVC防水卷材已有40年的成功使用记录。美国的PVC防水屋面的平均寿命大于30年，最长的23年后仍能焊接。PVC防水片材质量不断得到提高。瑞士从使用性能更好的增塑剂、使用更厚的片材（3mm厚用于地下防水）及加涂丙烯酸保护涂料等方面提高片材的质量。

美国通过以下措施提高了PVC防水卷材的性能：

（1）改进PVC树脂；

（2）采用高分子量增塑剂解决增塑剂迁移问题，据称，DuPont公司的El-valoy可提供永久的柔性；

（3）以纤维和织物增强，提高热塑性材料的稳定性；在美国ASTM的PVC标准中已取消了均质片材；

（4）采用PVC合金；

（5）采用新的光稳定剂Ciba TINUVIN XT833可以成倍地提高片材的伸长保持率。

3、TPO防水片材 

TPO 防水片材兼有橡胶的物理性能和聚丙烯的可焊接性，不含增塑剂、耐臭氧、化学物品及某些烃油，有防火产品，耐微生物侵蚀，有无氯和无臭的产品，可用于垃圾填埋场，白色膜节能，可再生利用，是最为理想的环保材料，因而一经投产便受到欧、美、日等发达国家的青眯。欧洲的15个PVC防水片材生产厂家均已生产TPO防水材料。TPE（即欧美的TPO）成为日本防水片材的亮点，年产量已在百万平方米左右，日本国家标准中已经载入。美国的TPO发展最为迅速，近年来呈2位数增长，在2006年的新建屋面市场中已占19%，在修理屋面中则占16%，均超过PVC防水片材。71%的承包商对TPO的功能满意，据近期报道，有2家大型屋面材料厂又建新线，以满足日益增长的需要，估计用量还会有新的增长。

美国的TPO防水片材生产技术居世界领先地位：

（1）幅宽有1.9m、2.4m、3.05m和3.66m；

（2）多数为增强型的，织物面层的厚度达到0.38mm+-10%，而其它国家的为0.24～0.31mm；

（3）有阻燃产品；

（4）产品质量优于欧洲产品，如美国的热老化条件为116oC、28d，而欧洲的为100oC、28d或80oC、60d；

（5）白色产品反射率高达87%；

（6）专利自粘TPO片材及自粘配套材料安装快而安全，符合“能源之星”要求，具有长期耐久性。

四、建筑防水涂料

传统的沥青防水涂料性能欠佳，在地上防水中逐渐被聚氨酯、喷涂聚氨酯泡沫、丙烯酸和硅酮防水和保护涂料所取代；在地下防水中则主要被渗透性防水涂料、聚氨酯防水涂料和聚合物水泥防水涂料所取代。

聚氨酯防水涂料是功能最好、用量最大的建筑防水涂料，日本用量已超过4万t，在各种防水材料施工面积中约占28%。各国都有各具特色的产品，法国Soprema公司的单组分聚氨酯防水涂料处于领先地位，固含量大于90%，粘结性、气密性和防水性良好。日本产品有单组分和双组分之分，多数为双组分，分为外露型和非外露型，在屋面上使用提供10年的保证期。日本重视聚酯防水涂料复合防水工法的开发，已有改性沥青卷材加聚氨酯防水涂料的防水工法，正在开发聚氨酯与聚脲复合、聚氨酯加FRP（玻纤增强聚酯）等复合防水工法。发展方向是开发高性能产，光泽保持率80%以上，防水层寿命延长到20年、30年甚至50年；开发环境适应型和无溶剂型产品；开发机械施工和超硬聚氨酯及拓宽用途。聚氨酯防水涂料应用广泛，屋面外墙、地下、内墙、敞廊、房檐、浴室、蓄热槽和接水槽均可使用。在日本新建外墙防水中占18.5%（第2位），在新建的阳台、屋檐中占68%（第1位），在修理的有保护屋面防水中占22、0%（与沥青热粘工法并列第1），在修理的外墙防水中占11.8%（第2位），在修理的阳台、屋檐中占74.2%（第1位）。

丙烯酸防水涂料兼有防水和装饰的功能，在各国外墙防水涂料中位居首位，但水蒸气透过性差，为了对立面实行更好的保护，可添加硅酮树脂乳液和功能性聚硅氧烷，水蒸气透过性大大改善。100%丙烯酸弹性体保护涂料，白色的反射率高达90%，在新建和既有屋面上，用来保护沥青、金属、EPBM、PVC、混凝土、现场喷涂聚氨酯泡沫和保温板等。硅酮保护涂料用于屋面，而外墙用硅酮防水涂料提供完美的耐候防水性，也是理想的外墙保护修复涂料，其性能远远优于丙烯酸和氟碳涂料。聚合物水泥防水涂料在地下防水中有着广泛的应用。在日本2006年新建地下内外墙防水中占22.6%（第2位），在修理地下防水中占16.7%（第2位）。美国开发的溶剂型聚合物水泥涂料，气味小，表面光滑、既防水又防霉，抗水压性是油基和水基的2倍。渗透型防水涂料与水反应结晶，堵塞孔隙，是优异的地下内墙防水涂料，在美、日及我国被大量采用。在日本2006年新建地下内外墙防水中占29.0%，在修理地下防水中占27.8%，均居首位。

五、 建筑密封材料

世界建筑密封材料发展的总趋势是持续发展，产品向硅酮、改性硅酮、聚氨酯等高档密封胶发展，中档密封胶将有适度的增长，而低档的油性密封膏则面临淘汰的境地。日本2005年建筑用密封材料总产量为114 336t，高档弹性密封胶已占94%，而油性密封胶只有469t。目前欧美硅酮和聚氨酯使用最多，而日本垄断了改性硅酮密封胶的技术，用量很大，2005年占37%。在高档密封胶中，硅酮、改性硅酮和聚氨酯使用增多，技术上也各有新的进展，而聚硫密封胶则呈下降趋势，在日本2005年的总产量中仅占4%。中档密封胶以丙烯酸胶乳为主，它对环境友好，适用于小型构件和自己动手的嵌缝。美国新近推出的水固化聚酯密封胶，固化快，几乎不沾灰尘，延伸率高达1 000%，可在潮湿接缝上施工，耐候性与其它高档密封胶相同，不含溶剂和致癌物，是环保型密封胶，目前用量已有1 800t，预计将会有大幅度的增长。

六、 金属屋面

金属屋面包括钢、铜、铅、不锈钢等，使用最多的是钢板屋面。金属屋面正快速发展。在美国的平屋面中，金属屋面已经历了最快增长期，在2006年的新建屋面中已占12%，在重铺屋面中则占9%。坡屋面的最大趋势是金属瓦和金属板的应用急剧增加，2004年金属屋面仅占6%，2006年猛增到11%，2年几乎翻了一番。金属屋面的快速增长与其特点和技术进步密不可分。许多屋面都属于“冷”屋面，具有节能效果，防水、美观、可重复再生利用，有效的联锁和固定可保证屋面经久不漏，使用寿命长，可提供20～50年的保证期。钢板屋面的最大技术进步是涂层经久耐用，先进的电镀技术、铝锌合金或聚合物涂层，可提供20年以上的保证期。石粒覆面钢板系统可提供50年的保证期，太阳光反射率可达到70%。坡屋面用的深色金属屋面瓦（板）加入反射红外线颜料的涂层，可将太阳光反射率由6%～8%提高到25%～30%，甚至更高。