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      膜材介紹


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      PVDF膜材

      材料特性
      用于膜結構建筑中的膜材是一種具有強度,柔韌性好的薄膜材料,是由纖維編織成織物基材,在其基材兩面以樹脂為涂層材料所加工固定而成的材料,中心的織物基材分為聚酯纖維及玻璃纖維,在力學上織物基材及涂層材料分別具有下列的功能性質。
      織物基材具有抗拉強度,抗撕裂強度,耐熱性,耐久性,防火性。
      涂層材料具有耐候性,防污性,耐水性,透光性。

      膜材選定
      用于建筑膜結構的膜材,依涂層材不同大致可分為PVDF膜與PTFE膜,膜材的正確選定應考慮其建筑的規模大小、用途、形式,使用年限及預算等綜合因素后決定。

      PVDF膜材
      PVDF是二氟化樹脂(Polyvinylidene Fluoride)的略稱,在PVC膜材表面處理上加以PVDF樹脂涂層的材料稱為PVDF膜材。
      PVDF膜材具有柔軟度高不易發生破裂、性價比高、制作周期短、施工速度快的優點。近年來經過工藝及材料的不斷改進其耐侯性及防污性得到進一步提高,自潔性高的PVDF膜材的耐用年限可達15年以上,該材料目前是國內使用量最大的膜材。
      PTFE膜材(PTFE Coated Fiberglass)
      PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上,涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。PTFE膜材最大的特點就是耐久性、防火性與防污性能好。
      耐久性:涂層材料PTFE抗酸、堿等化學物質。

      防污性:因涂層材料為聚四氟乙烯樹脂,表面摩擦系數低,所以不易被污染,耐用年限可達20年以上。與PVDF膜材比較造價高、制作安裝周期相對長,目前應用于對價格不敏感的國家投資項目。

      PVDF膜材料的特點:
      第二代PVDF膜材的最新工藝和性能特點
      1.摘要
      膜結構作為現代建筑的重要組成部份,被廣泛使用在各種不同的建筑類型中。隨著膜結構建筑的日趨廣泛,人們對膜材料的品質要求也越來越高。因此,各大膜材制造商都投入了大量的資源進行新產品的開發和研制,以求改變舊型膜材所存在的種種缺陷,制造出更加完美的新型膜材,以適應現代社會對膜材在實際應用上更高的要求。

      2.膜材的構成
      膜結構所用的PVC膜材是在聚酯纖維織物(PES)上涂敷或層壓PVC(聚氯乙烯)而形成的復合材料;嫉牟牧霞熬幙椆に囍饕獩Q定膜材的抗拉強度,抗撕裂強度等力學性能。而涂敷層的PVC(聚氯乙烯)在一定程度上提高了膜材的各項性能指標;與此同時,外涂層的表面處理則進一步提供了膜材的耐污、耐火、耐熱、耐用和抗紫外線輻射等物理性能,以及增加膜材的使用年限。
      以往的PVC膜材,外涂層的表面處理通常是使用丙烯酸酯(Acrylic),由于丙烯酸酯(Acrylic)對紫外線輻射下自身化學的穩定性不夠,在耐久性和自潔性方面存在不足,所以一般適用于臨時性或者使用年限要求不高的膜工程項目。
      在此基礎上,膜材制造商在外涂層的表面處理上使用了聚二氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF),尤其是以聚二氟乙烯(PVDF)為主。PVDF的使用大大提高了PVC膜材在自潔性、紫外線輻射下的抗老化性、耐污性及耐久性,所以PVDF膜材迅速成為了PVC膜材的主導產品。

      3.膜材的制作工藝
      在制作工藝上,第一代PVDF膜材的制作工藝通常是把100%PVDF直接涂敷在PVC層上。
      一般來說,PVDF(聚二氟乙烯)是硬度較高的物質,而PVC(聚氯乙烯)是屬于硬度比較低的物質。偏硬的材料和偏軟的材料兩者是不容易結合好的,而因此引起的最大隱患就是兩者易于剝離。一旦剝離,PVC層直接暴露在紫外線輻射下,由于PVC材料對紫外線的化學不穩定性,PVC涂層容易離析發粘,粘附灰塵,而且不易被雨水沖掉,自潔性大受影響。同時,剝離處由于材料的損傷而容易滋生微生物,產生霉變,從而導致材料性能的退化,并且影響其使用壽命。
      為了解決此問題,一些膜材制造商通過對外涂層的PVDF中混入一定比例的丙烯酸酯(Acrylic),從而使最外層的PVDF涂層“軟化”,以接近PVC層的硬度,從而使兩者更易于結合。這種制作工藝我們稱之為“混合型PVDF膜材”
      由于加入了一定比例的丙烯酸酯(Acrylic),從而嚴重影響了PVDF涂層在自潔性、耐污性和耐久性等各方面的性能。所以,盡管“混合型PVDF膜材”在抗剝離性能方面有了很大的提高,但是在其自潔性、紫外線輻射下的抗老化性、耐污性及耐久性方面的性能是相對下降了很多。
      為了解決這一矛盾,經過近十年的研究試驗,推出了其專利的Primer涂層技術,很好地解決了這一難題。
      Primer涂層是它介于PVDF涂層和PVC涂層之間,即是在PVC涂層上先涂敷Primer層,然后在Primer層上涂敷100%PVDF。Primer的硬度介于PVDF和PVC之間,這種過渡既能很好的解決剝離的問題,同時并不需要“稀釋”PVDF的含量。100%PVDF涂敷的外表層仍然能發揮其應有的作用,保證其各項性能指標不會被降低。
      另一方面,由于Primer涂層的存在,以及它與高效改性助劑的共同作用,使得100% PVDF膜材能夠直接焊接。由于其優越的性能,因此而被稱為 第二代PVDF膜材。

      第二代PVDF建筑膜材分層圖:



      附圖一:三種涂層的膜材的自潔性能實驗對照圖:

      丙烯酸酯(Acrylic)/混合型PVDF/第二代PVDF 


      附圖二:三種涂層的膜材的抗紫外線實驗對照圖:
      丙烯酸酯(Acrylic)/混合型PVDF/第二代PVDF


      4.第二代PVDF膜材性能的主要特點




      供應商工廠部分生產線



      1)直接焊接
      “直接焊接”是第二代PVDF膜材的重要特性之一。在成品膜的制作過程中,如果不可以直接焊接,則只能使用背貼條或者打磨方式,從而產生如下問題:
      “黑溝”現象:如果使用背貼條方式焊接,由于裁剪誤差,或者焊縫處受力后對接的膜材會向兩側分離而產生一條寬窄不一的“溝”(縫隙)。污染物、雨水會在此外聚積,形成一條黑色的小溝,嚴重影響膜結構整體的美觀。更嚴重的是,污染物和雨水聚積后,沿著基材織物向膜材內部滲透,從而造成焊縫處發霉、脫落。
      焊縫強度不足:由于某些膜結構的設計要求無法使用背貼條的方式焊接,則可采用對膜材焊接處進行打磨的焊接方式,從而引起焊接強度不穩定的工程隱患:打磨深了,會破壞膜材整體結構,進而使得強度下降;打磨淺了,會殘留不可直接焊接的PVDF使焊縫強度減弱;打磨寬了,會造成部分膜材失去PVDF涂層的保護直接暴露于外環境中,這部分膜材會迅速老化變質、變色,最終使焊縫強度下降;打磨窄了,部分PVDF會含在焊縫中,使實際焊縫寬度小于合理焊縫寬度,造成焊接強度的下降。
      直接焊接徹底清除了第一代PVDF膜材因為單面PVDF而存在的背貼條和打磨問題,而且大大減少了膜材加工的工作量。
      第二代雙面PVDF膜材的可焊接性主要源于Primer 涂層。Primer涂層是獨特的高科技發明。
      2)獨特的雙面PVDF自潔涂層,雙重保護
      第一代PVDF膜材多為頂面涂敷100% PVDF,底面涂敷ACRYLIC(丙烯酸酯)的單面PVDF涂層的結構方式。此膜材側重于膜材頂面的保護,但對膜材底面缺乏妥善的保護。從而使各種污染物、水蒸氣等會首先侵蝕性能較差的內表層,使其老化,變質甚至脫落。這種弱點在海洋館、游泳館、加油站、收費站等膜建筑中表現得尤為突出。所以,對于對內、外表面綜合性能均有較高要求的膜結構建筑,僅有一面PVDF自潔涂層的膜材是難以勝任的。
      雙面PVDF膜材,不僅對膜材頂面有極好的保護作用,而且對底面也有優良的保護作用。它消除了第一代PVDF膜材底面為ACRYLIC涂層,而不能對膜材底面進行妥善保護而帶來的工程隱患,而且很好地解決了膜材底面對灰塵的吸附問題。同時,對膜材的自潔性、抗老化性以及保溫隔熱性等都有較大的提高。
      3) 優秀的防霉、防滲性能
      選用了目前全球最高質量的低紗高密度聚酯絲(HT PES LOW WICK)。此材料在防霉、防毛細、防側滲等性能方面都有了很大提高。與此同時,粘合層中含有優良的助劑,使膜材的防霉、防菌、防側滲等性能得到了進一步的加強。完全消除了膜材因側滲而產生的發霉、脫落等危險。




      低紗聚酯絲防側滲試驗圖

      高密度低紗聚酯絲



      4)卓越的自潔性能
      由于膜材的外涂層(PVDF涂層)加入了高效改性助劑,它不但使膜材直接焊接成為可能,而且還大大提高了它的自潔性能。

































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