高性能环保型防水材料在市政地下综合管廊防渗工程中的成功应用

瓦克展出高性能环保型防水涂料用硅烷改性聚合物

2018年5月28日,瓦克在上海举行的中国国际屋面和建筑防水技术展览会(R&W)上展出了可作为防水涂料原料的GENIOSIL WP 1硅烷改性聚合物。该产品兼具聚醚的良好力学性能及有机硅优异的防水性和耐久性,同时还拥有广泛的粘结性能,并可潮气室温固化。GENIOSIL WP 1采用了瓦克独有的α-硅烷技术,是生产环保型防水涂料的理想

基于绿色建筑理念的新型防水材料性能分析与工程应用

本文分析了传统防水材料的局限性与不足,阐述了绿色建筑中对环保,节能及耐久性等材料特性的高标准需求;探讨了新型防水材料的种类,包括生物基防水材料,复合材料及高性能防水涂料等;并分析了不同类型新型防水材料在实际工程中的应用与效果.研究表明,新型防水材料不仅能够有效提高防水性能,还在环保性,施工简便性,使用寿命等方面展现了较传统材料显著的优势.

防水性涂料的现状和发展趋势

防水涂料,是将涂料单独或与胎体增强材料复合,分层涂刷或喷涂在需要进行防水处理的基层表面上,在常温条件下形成一个连续无缝整体且具有一定厚度的涂膜防水层.其防水机理可分为涂膜型防水和疏水型防水,陈述了国内外的研究进展和其存在着价格高,性能不稳定及污染等问题.提出防水涂料要向高性能、高耐候、多功能、环保型发展.

SiPU/GQDs基多功能防水透湿纳米纤维膜的制备及性能研究

随着生活质量水平提高和生活观念的转变,人们对织物舒适性,防护性和特异性的需求不断增长.市场上已存在一些氟化功能性防水透湿膜材料,其较低的表面能可以达到很好的防水效果,然而氟化膜在制备过程中会涉及到全氟辛烷磺酸(PFOS)等含氟化合物,在降解过程中出现生物富集和长距离迁移等特点,对生物安全和环境生态造成危害;在制备工艺上,熔融挤出法和双向拉伸法存在着耗能大,生产流程复杂等诸多不便,静电纺丝因其可纺原料广,获取成本低,操作简便等优势,是制备轻便的防水透湿膜材料的理想之选;此外,传统织物通过"排汗—扩散"的方式被动的调节人体温度,难以满足高温环境下主动进行温度调节的需求. 针对上述问题,本研究课题选用有机硅类疏水材料—有机硅聚氨酯(SiPU),相变材料—硬脂酸(SA)和十四酸十四酯(MM)以及碳量子点(GQDs)等无氟环保材料为基材进行研究;提出了通过一步法静电纺丝的解决方案,静电纺丝技术以其精确的纤维直径调控,高比表面积与孔隙结构,多样的纤维形态等优势用于防水透湿膜材料的构筑;SiPU不仅保留了PU弹性好,断裂伸长率高的特点,而且比传统PU具有更高的疏水性.SA作为具有长烷烃链材料的相变材料,不仅具有更低的表面能还拥有潜热存储能力,这意味着在具有防水能力的同时,还可以实现温度调节的功能.MM作为具有高链脂肪酸酯的相变材料,在提高防水效果的同时,更重要的是可以实现在较低的温度范围内进行储热调温的功能.GQDs具有优异的光热性能;此外,独特的紫外光响应特性使其具备荧光防伪功能.实现无氟微孔膜材料在高效防水透湿的同时还兼顾了储热调温和荧光防伪的效果,为制备无氟环保高性能防水透湿膜提供了新思路.具体研究内容如下. (1)为解决制备过程中使用含氟材料(全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS))导致生物累积和长距离迁移的问题.选择有机硅类疏水剂有机硅聚氨酯(SiPU)制备无氟环保型SiPU纳米纤维膜,通过改变SiPU和GQDs的浓度,对纤维膜的形貌和孔径进行调控,以提高SiPU/GQDs纤维膜的防水透湿性能.当GQDs浓度为1%时,SiPU/GQDs纤维膜的耐水压提高到43.1kPa,透湿通量达到5645gm-2d-1. (2)尽管SiPU/GQDs纳米纤维膜具有一定的防水能力,但是难以满足特殊环境中对防护性和热舒适性的需求.SA作为具有长链烷基的相变材料,不仅可以改善防水性能,还能够使纤维膜具备热调节性能,GQDs的引入进一步提高纤维膜的相变焓,有利于温度调节能力的提升.结果表明,具有主动温度调节性能的SiPU/GQDs/SA-20纤维膜耐水压达到67.8kPa,透湿量为5166gm-2d-1,相变潜热为29.57J/g,在外界环境变化下具有良好的温控性能. (3)为了能在低温范围内实现温度调节,通过引入高链脂肪酸酯相变材料—十四酸十四酯(MM)进行研究,吸热峰值和放热峰值分别位于43℃和34℃附近.同时,GQDs具有优异的光学性质,在紫外灯的照射下GQDs也为纤维提供了独特的荧光防伪效果.综合防水性能和透湿性能制备的SiPU/GQDs/MM-20纤维膜耐水压为:62.2kPa,透湿量为:5327gm-2d-1. 本课题选用有机硅聚氨酯作为支撑骨架,通过分别引入长烷烃链的相变材料硬脂酸(SA)和十四酸十四酯(MM)提高了防水性能的同时赋予纤维温度调节功能,GQDs具有优异的光热性能,GQDs的添加进一步提高了材料的相变焓和荧光防伪功能,这种具有温度调节性能的无氟环保型防水透气荧光纳米纤维膜有望应用于智能可穿戴织物,电子器件和户外用品等领域.