三元乙丙橡胶卷材与自粘卷材类的比较
三元乙丙橡胶(EPDM)卷材是目前建筑领域公认的性能最优异的防水材料，决定防水工程质量的关键就在于应用与之相配套的粘结和辅助材料，以及完整的防水构造和严格的施工工艺技术。防水层主体材料—三元乙丙橡胶卷材具有良好的耐候性（-45℃）、耐臭氧及化学介质腐蚀的特性，物理化学性能优异，使用寿命长达30年以上。三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材施工方法”适用于各类建筑屋面（包括：无保温层、外露和非外露）和地下防水工程；以及隧道、市政工程、水渠和水池等防水工程的施工。卷材本身是以乙烯、丙烯和二烯烃三种单体共聚合成的三元乙丙橡胶为主体，掺入适量的添加剂，经多道工序加工制成。由于三元乙丙橡胶分子结构主链上没有不饱和键，当它受到紫外线、臭氧、湿和热等作用时，主链不易断裂，所以其耐候性远远超过其他材料，成为目前最好的防水材料。
项目 非增强型 拉伸强度， ≥（Mpa） 延伸率, ≥(%) 耐撕裂性, ≥(KN/m) 冷脆点, ≥(℃) 耐臭氧性,无裂纹 热老化，116℃，拉伸强度， ≥（Mpa） 670h 延伸率, ≥(%) 线性尺寸变化≤（%） 9.0 300 26.27 -45 通过 8.3 200 ±1 性能 增强型 400N 250 45 -45 通过 355N 200 ±1 自硫化三元乙丙橡胶片材(又称自硫化EPDM泛水材料，EPDM ELASTOFORM FLASHING): 常见规格是1.5 mm厚、标准宽度为15cm、23cm或30cm的卷材，专用于复杂细部节点处理，
性能 硫化前 厚度(mm) 硫化能力:拉伸强度 ≥KPa 延伸率 ≥ % 贮存稳定性(在20℃下的100%模量) 耐候能力, 无裂纹或龟裂 硫化后 厚度(mm) 拉伸强度， ≥（Mpa） 延伸率, ≥(%) 耐撕裂性, ≥(KN/m) 冷脆点,最低(℃) 耐臭氧性,无裂纹 1.4 9.0 300 22 -45 通过 1.4 2800 400 1725 KPa 通过 指标 自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种新型防水材料。在我国与世界上也刚刚崛起。该种卷材具有不透水性、低温柔度、抗变形性能及自愈性好等特点，而且易于施工、可以提高铺设速度，加快工程进度。自粘卷材在我国的应用是从二十世纪九十年代初开始的。当时进入我国市场的有美国W.R.GRACE生产的“必坚定（Bituthene）”，奥地利生产的“冷自粘耐候
性防水沥青隔膜”，台湾生产的“必治水”等。
国外生产的自粘卷材一般是采用聚乙烯膜覆面的无胎防水卷材，其拉力与断裂延伸率均较高，如美国的“必坚定”，其拉力可达25MPa与30MPa，延伸率达300%以上。而我国国内生产的自粘聚乙烯膜覆面无胎的防水卷材，由于国内生产的聚乙烯膜拉力低，因此在无胎自粘卷材标准中规定的拉力仅为130N/5cm，相差甚为悬殊。所以，一些重要工程要求提供拉力高的自粘防水卷材，其途径有二：一是从国外进口高强度的聚乙烯膜生产无胎自粘卷材；二是采用胎体增强生产带胎体的自粘防水卷材。目前，国内一些生产企业大多采用了后面这一条技术途径，生产自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材，拉力提高较大，而断裂延伸率相对减小，满足了一些防水工程的需要。
二十世纪，美国、奥地利及我国台湾入境的自粘卷材，没有产品标准，仅有产品说明书，对产品的规格尺寸，主要技术指标及采用的试验方法有所规定。直到2000年，美国才颁布了ASTM D1970-2000《用于斜屋面基层防止冰堵的自粘聚合物改性沥青卷材》，产品厚度薄，但不能小于1mm，主要用于辅助防水。
美国“必坚定”（现更名为“必优胜”），为达到预期的防水效果，它是由底油、自动粘贴防水膜、封口胶与保护板等组成的防水系统。“必坚定”的产品规格见表1a、其物理力学性能及表1b。其配套使用的产品见表1C。
表1a “必坚定”自粘卷材的规格
用 途 厚度mm 长度m 宽度m 卷重kg/卷 m2/卷
必坚定2000号 防潮用 1.0 30 1 42 28
必坚定3000号 通常用途 1.5 20 1 36 18.5
必坚定6000号 特殊防水用途 1.6-2.0 20 1 37-42 18.5 必坚定5300号 特殊防水用途 1.6-2.0 20 1 39-46 18.5
表1b “必坚定”自粘卷材的物理力学性能 性能 数值 试验方法
弯曲性-将卷材于25mm园轴
弯成180º角(-30℃) 无影响 无影响 无影响 无影响 ASTM D146
拉伸强度-聚乙烯(MPa)，≥
25 25 30 30 ASTM D412 断裂伸长率(%)，
≥ 300 300 300 300 ASTM D412
在裂缝上重覆伸张100次(-26℃) 无影响 无影响 无影响 - 在25mm缝口重覆伸张100次(-26℃) 无影响 无影响 无影响 - (21℃)+7天干(46℃)+7天湿
(21℃) 1.0 1.0 1.0 1.0
最低电介强度
(KV) 15 25 30 - ASTM D 149
最低抗损坏力-防水膜受园钝物体撞击(kgf) 20 20 40 90 ASTM E154
最低抗损环力-聚乙烯层受尖锐物撞击(kgf) 15 15 20 - ASTM G-14
最低水压承受力(米深) 5 45 45 -
“必坚定”自粘卷材的自粘性能取决于其使用的橡胶改性沥青，而拉伸强度与断裂延伸率取决于其使用的聚乙烯膜，由于其采用高强度的聚乙烯膜，所以其拉力达到25MPa与30MPa，断裂延伸率达到300%以上，低温柔度可达到-30℃，耐热度未作规定。GRACE生产的3000橡胶改性沥青自粘卷材保质期为１０年。在它的产品说明书中声明：“自生产之日起10年内应保证无变质”。
美国在2000年批准颁布了第一个自粘卷材标准，即ASTM D1970-2000《用于斜屋面基层防冰堵的自粘聚合物改性沥青防水卷材》。标准的适用范围中对这种卷材的定义是：“撕去卷材的外保护层，被暴露的防水层卷材是一层有胶粘性能的物质。其上表面适合于暴露屋面中施工。”该种卷材适用于“屋或沟槽，或两者兼用的防水层以防止屋面板、瓦或金属屋面由于冰堵引起水积滞造成的渗漏”。2003年2月，中国建筑防 水材料工业协会代表团访问美国材料与试验协会（ASTM）时，美方介绍自粘卷材由于其粘贴性能好，易于铺设，主要用于不同平面交接处的施工上，也印证了标准中使用范围的说明。
表2中列出了ASTM D1970-2000中关于应用斜屋面防水层自粘卷材物理力学性能的规定。在标准中，未说明使用改性沥青的种类以及是否采用胎体，但其拉力与断裂延伸率远低于“必坚定”产品说明书中的指标。低温柔度为-29℃，略低于“必坚定”规定的-30℃。增列了热稳定性与防滑性能指标。耐热性能是自粘卷材的一个弱项，耐热性与粘结性能是一对矛盾，自粘性能提高，耐热性能就相应下降，因此“必坚定”中未规定耐热性能。ASTM D1970中权衡两方面后列入了热稳定性指标。防滑性能是该标准中新增加的技术指标，在该指标的“注”中说明：屋面施工时表面防滑性能是十分重要的，尤其对斜屋防水施工。但标准未规定防滑性能专门的试验方法。产品防滑表面的磨擦系数或防滑性能至少与屋面浸渍沥青防水卷材试验的数据一致。这体现了标准的“以人为本”思想，以及对施工人员安全的关注。 1999年，我国批准颁布了JC840－1999《自粘橡胶沥青防水卷材》，这是我国，也是世界上第一个自粘防水卷材标准，比ASTM D1970－2000发布早了一年。该标准“适用于以SBS等弹性体、沥青为基料，以聚乙烯膜(PE)、铝箔(AL)为表面材料或无膜(N.双面自粘)、采用防粘隔离层的自粘防水卷材”。产品按表面材料分为聚乙烯膜(适用于非外露的防水工程)；铝箔(适用于外露的防水工程)与无膜(即双面自粘，适用于辅助防水工程)。表3了出了JC840－1999《自粘橡胶沥青防水卷材》标准中规定的该种卷材的物理力学性能。 表3 自粘橡胶沥青防水卷材的物理力学性能 项 目 表 面 材 料 PE AL N
不透水性 压力，MPa 0.2 0.2 0.1
保持时间，min 120，不透水 30，不透水
耐热度 － 80℃，加热2h，无气泡，无滑动 － 拉力，Ｎ／5cm ≥ 130 100 －
断裂延伸率，% ≥ 450 200 450
柔度 －20℃，Ø 20mm，3S，180°无裂纹
剪切性能N／mm 卷材与卷材 ≥ 2.0或粘合面外断裂 粘合面外断裂 剥离性能，N／mm ≥ 1.5或粘合面外断裂 粘合面外断裂 抗穿孔性 不渗水
人工候化处理 外观 － 无裂纹，无气泡 － 拉力保持率，% ≥ 80
柔度 -10℃,Φ20mm,3S,180°无裂纹
与“必坚定”、ASTM D1970相比，JC840增列了不透水性、剪切性能、剥离性能与人工候化处理等技术指标。由于国产聚乙烯膜拉力偏低，因此，用于生产的自粘卷材拉力也低于“必坚定”与ASTM D1970中的规定：25MPa、30MPa与4.4KN/m(相当于220N/5cm)，而断裂延伸率450%，大于“必坚定”规定的300%。低温柔度-20℃，略低于必坚定的30℃与ASTM D1970的-29℃。耐热度按照我国采用的试验方法测定，规定为80℃，加热2h，无气泡，无滑动。人工候化处理仅对使用外露的防水工程提出要求，需进行测定。对使用于屋面有保护层、地下防水以及辅助防水等工程不进行人工候化处理试验。
由于国产聚乙烯膜拉力小而有些工程需要拉力大的自粘卷材，国产聚乙烯膜生产的无胎自粘卷材满足不了上述工程的要求，以聚酯毡增强的聚合物改性沥青防水卷材就应运而生。在二十世纪九十年代，保定石油化工厂防水材料分厂、盘锦禹王防水建材集团等曾小批量生产有胎基增强的自粘卷材，但大批量生产聚酯毡为增强胎体的自粘防水卷材则是在2000年以后。为了控制产品质量，保证防水工程质量，规范市场，2002年我国又批准颁布了JC898－2002《自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材》行业标准。该标准“适用于以聚合物改性沥青为基料，采用聚酯毡为胎体的、粘贴面背面覆以防粘材料的增强自粘防水卷材”。该卷材按物理力学性能分为Ⅰ型和Ⅱ型；按上表面材料分为聚乙烯膜(PE)、细砂(S)与铝箔(AL)三种。表4列出了JC898－2002《自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材》中规定的该种卷材的物理力学性能。
表4 自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材的物理力学性能
序号 型号 Ⅰ Ⅱ 厚度，mm 1.5 2 3 2 3
1 可溶物含量，g/m2 ≥ 800 1300 2100 1300 2100 2 不透水性 压力，MPa ≥ 0.2 0.3 保持时间，min ≥ 30
3 耐热度℃ PE、S 70 无滑动、流淌、滴落 AL 80 无滑动、流淌、滴落
4 拉力，N／5cm ≥ 200 350 450 5 最大拉力时延伸率，% ≥ 30 6 低温柔度，℃ -20 -30
7 剪切性能N／mm≥ 卷材与卷材 2.0或粘合面外断裂 4.0或粘合面外断裂 卷材与铝板
8 剥离性能，N／mm ≥ 1.5或粘合面外断裂 9 抗穿孔性 不渗水
10 撕裂强度，N ≥ 125 200 250
11 水蒸汽透湿率①，g/(m2·s．Pa) ≤ 5.7×10-9 12 人工气候加速老化② 外观 － Ⅰ级 拉力保持率，% 80
低温柔度，℃ -10 -20
注：①水蒸汽透湿率性能在用于地下工程时要求。 ②聚乙烯膜面、细砂面卷材不要求人工加速气候老化性能。 与“必坚定”、ASTM D1970、JC840相比，标准中增列了可溶物含量、撕裂强度、水蒸汽透湿率、人工气候加速老化等指标。由于聚酯毡作增强胎体，自粘卷材的拉力有较大提高，标准中2mm、3mm厚的卷材拉力为350N／5cm、与450N／5cm，均高于ASTM D1970中220N／5cm的规定。低温柔度，Ⅱ型卷材－30℃，高于ASTM D1970 －29℃，与“必坚定”指标相同。撕裂强度规定Ⅰ型1.5mm厚125N；2mm、3mm厚200N；Ⅱ型250N；均高于ASTM D1970 89N的规定。水蒸汽透湿率采用GB／T 17146－1997《建筑材料水蒸汽透过性能试验方法》，该方法等效采用ASTM E96，与ASTM D1970规定一样为5.7×10-9 g/(m2·s·Pa)。人工气候加速老化采用GB／T18244－2000《建筑防水材料老化试验方法》，采用氙弧灯法，试验时间720h(累计辐射能量约1500MJ／m2)。老化后试件的低温柔度比未老化试件允许降低10℃。人工气候加速老化的规定仅适用于外露防水工程；水蒸汽透湿率仅适用于地下防水工程。
自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种新型防水卷材，不论在国内，或者国外，均属于起步阶段。无论是原材料及其配方，生产工艺与生产技术以至生产装备，应用技术，施工方法等，都在不断研究探索，积累经验。因此，我们应加强对这一新型防水卷材的研究、开发、完善与改进生产与施工技术，执行标准，制定相应的设计、施工与验收规范。 综上所述，三元乙丙卷材工艺久远，技术完善，价格适宜，耐低温高，市场比较普遍，应用广泛，而自粘卷材类是近些年开发应用的，最大优点施工简便，快捷，缺点耐低温最高为-30℃，进口的材料价格远远高于三元乙丙卷材的价格，国产的材料工艺技术不太完善，施工条件要求高，既施面要求干燥、无粉尘等。成型工程没有固定的年限考验。
自粘与三元乙丙对比
