建筑用防水透湿水刺非织造材料的制备及性能研究

摘要

目前市场上的非织造防水材料主要是由纺粘和针刺工艺制备而成，虽具备优良的防水防渗性能，但其强柔性及透湿性能有待提高。水刺工艺作为非织造工艺中发展最快的一种工艺，其产品具有良好的强柔性和透气透湿性能，应用领域不断扩大，其在建筑防水领域的应用也在逐步发展。课题选用不同规格的再生聚酯纤维，梳理成网后进行水刺制成复合非织造材料，再经不同的双面后整理后可具备优良的防渗透湿功能，对水刺非织造材料在建筑防水领域中的应用提供了参考。本课题参考了大量文献，总结了许多实际应用方面的经验，重点做了以下几个方面的工作：
　　首先对建筑防水材料中常用纤维原料的基本性能及来源进行对比，确定本课题所用纤维原料，细旦层采用不同的铺网方式，采用不同的水刺工艺对材料进行水刺加固，确定细旦层的铺网方式及合适的水刺工艺参数；其次对所用助剂进行性能对比，采用不同的整理方案，改变整理工艺参数（整理剂浓度、焙烘温度、焙烘时间），测试材料的亲水效果与拒水效果，确定合适的助剂、整理方案、整理工艺参数；最后改变纤维规格与面密度配比制备多种不同的试样，并对整理前后的试样进行性能对比分析，确定合适的试样种类。
　　基于以上三个方面的工作，主要得出以下结论：
　　（1）可再生聚酯纤维具有强度高、耐光耐热性好、耐酸碱性能优良、原料来源广等特点，满足建筑防水领域的应用要求，故确定可再生聚酯纤维为本实验的纤维原料。
　　（2）合适的水刺道数为6道，预湿1道，正面3道，反面2道，水刺压力分别25、60、80、100、120、80bar。
　　（3）细旦层交铺试样的纵横向拉伸强力、撕裂强力很接近，细旦层直铺试样的纵向拉伸强力、撕裂强力都大于横向，且差别较大，两种试样的透湿性能、透气性能、耐静水压性能差别不大，故最终确定试样的细旦层铺网方式为交叉铺网。
　　（4）对助剂性能进行对比，分别采用泡沫整理法、喷洒法、浸渍法、刮涂法对试样进行后整理，研究整理工艺参数改变对性能的影响，确定TG-521B作为本课题的防水剂，TF-629C为亲水剂，TF-601H为增稠剂，确定刮涂法为本课题的后整理方案，防水剂 TG-521B的合适浓度为100g/L，亲水剂TF-629C的合适浓度为1g/L，合适的焙烘温度都为170℃，焙烘时间为2min。
　　（5）改变纤维规格与纤网面密度配比，制备六种不同的试样，对六种试样各项性能进行对比分析，研究表明，六种试样的面密度都在110g/m2左右，变异系数都在5％以内，试样面密度均匀性良好；试样的厚度随细旦纤网面密度的增加有增大趋势；亲水整理后的纤维表面光滑，形成一层亲水性薄膜，接触角变小，亲水性增强，拒水整理后的纤维表面有整理剂附着，纤维表面粗糙，接触角增大，拒水性能增强；试样整理后的透湿性能、耐静水压性能提高，透气性能有小幅度下降；整理后的沾水等级都在95分（4级）以上；试样的拉伸强力与撕裂强力随细旦层纤网面密度的增加而降低，伸长率上升，整理后试样的拉伸强力与撕裂强力有所提高，伸长率有所下降，整理后六种试样的整体性能得到改善。
　　（6）对六种试样的性能对比可知，随着细旦纤维层面密度配比的增加，试样整体厚度增大，透湿性能下降，透气率下降，耐静水压性能增强，拉伸强力与撕裂强力下降，断裂伸长率与撕裂伸长率提高。试样b1可作为一个优选方案，其细旦层纤维规格为1.56dtex×38mm，面密度为30g/m2，粗旦层纤维规格为3.33dtex×51mm，面密度为80 g/m2，试样的透湿量为4295.78g/(m2?d)，透气率为2456.2mm/s，沾水等级为96分，疏水与亲水接触角分别为146.8°、34.1°，纵横向拉伸强力分别为434.42N、435.35N，纵横向断裂伸长率分别为50.82%、50.45%，纵横向撕裂强力分别为196.73N、198.14N，纵横向撕裂伸长率分别为52.36%，53.85%。

目录

声明

第1章绪论

1.1建筑工程中常见的渗漏问题及原因分析

1.2建筑防水材料的种类及发展现状

1.3非织造材料在建筑防水中的应用及发展

1.4水刺非织造材料在建筑防水中的应用

1.5后整理工艺研究现状

1.6后整理机理及常用的整理剂种类

1.7课题研究的意义和主要内容

第2章双层复合水刺非织造材料的制备

2.1实验思路与设计

2.2实验性能测试及实验仪器

2.3原材料的选取

2.4水刺工艺的确定

2.5确定细旦层纤网的铺网方式

2.6本章小结

第3章助剂选择及后整理方案探究

3.1后整理方案探究

3.2实验结果分析

3.3确定拒水整理剂用量及焙烘条件

3.4确定亲水整理剂用量及焙烘条件

3.5整理前后效果对比

3.6本章小结

第4章 水刺复合非织造材料的性能研究

4.1实验结果

4.2本章小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望与不足

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果目录

致谢