ПОЛИМЕРНАЯ МЕМБРАНА

Заявляемая полезная модель относится к изделиям из полимеров, а именно к полимерным мембранам на основе поливинилхлорида (ПВХ). Указанные мембраны находят применение в качестве гидроизоляции открытых плоских поверхностей, в частности в качестве гидроизоляционного покрытия в кровельных системах с механическим креплением и т.п. К подобным изделиям предъявляются требования устойчивости к воздействию окружающей среды, включая постоянное воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения, к механическим воздействиям, пожаробезопасности, сохранения эластичности при низкой температуре, износоустойчивости, долговечности и экологичности, технологичности при монтаже, а также возможности вторичного использования.
Известна гидроизоляционная мембрана для применения на наклонных поверхностях, имеющая верхнюю поверхность и нижнюю поверхность из полимера, а также лист-носитель, прикрепленный к верхней поверхности и выполненный из тканых или нетканых полимерных материалов, на который, в свою очередь, нанесены полимерные противоскользящие элементы из поливинилхлорида [RU заявка №2007133790, МПК В32В 27/00, 2009]. Процесс изготовления указанной мембраны сложен и многостадиен.
Наиболее близкой к заявляемой является полимерная мембрана LogicroofV-RP фирмы «Технониколь», трехслойный материал на основе поливинилхлорида 02.09.2013 [http://www.technonicol.ru/logicroof_v_rp_th.php]. Указанный материал представляет собой трехслойную полимерную мембрану, включающую верхний наружный слой, выполненный из пластифицированного поливинилхлорида, внутренний слой, выполненный из полиэфирного полотна, и нижний слой, выполненный из эластичного поливинилхлорида, при общей толщине мембраны 1,2-2,0 мм. Мембрана изготовлена методом ко-экструзии. Верхний наружный слой мембраны включает стабилизаторы термо- и светодеструкции; мембрана содержит антипирены, что делает ее огнестойкой. Мембрана Logicroof сохраняет свои характеристики в тяжелых климатических условиях (морозостойка), ее срок службы не менее 50 лет [там же].
Однако срок эксплуатации полимерной мембраны на кровле зависит от устойчивости к эксплуатационным нагрузкам верхнего наружного слоя. Результаты наших испытаний натурных образцов мембран с разным временем экспозиции в разных климатических зонах России, а также данные испытаний образцов мембран на ускоренное старение в климатической камере согласно ГОСТ32317-2012 (EN1297:2004) показали, что толщина наружного слоя мембраны уменьшается за 10 лет эксплуатации в среднем примерно на 0,13-0,15 мм. Таким образом, для обеспечения срока эксплуатации полимерной мембраны (30-50 лет) толщину верхнего слоя следовало бы увеличить. Однако, простое увеличение толщины верхнего слоя приведет к утяжелению материала, увеличению расхода основных компонентов: поливинилхлорида и пластификатора, - а также дорогостоящих добавок, и, возможно, к снижению эластичности мембраны и технологичности при монтаже. Все это приводит к повышению стоимости как полимерной мембраны, так и монтажных работ.
Результатом, достигаемым в заявляемой полезной модели, является обеспечение и поддержание на первоначальном уровне деформационно-прочностных характеристик кровельной полимерной мембраны в течение 30-50 лет эксплуатации без ее утяжеления и удорожания.
Указанная цель достигается тем, что у полимерной мембраны, включающей верхний наружный слой, выполненный из пластифицированного поливинилхлорида, внутренний слой, выполненный из полиэфирного полотна, и нижний слой, выполненный из эластичного поливинилхлорида, толщина d верхнего слоя поддерживается равной (0,2s+0,15 Ν), где s - это толщина нижнего слоя, а N=3-5 при общей толщине материала 1,2-2,0 мм.
Поверхность верхнего наружного слоя может быть выполнена тисненой для предотвращения скольжения по ней при укладке и эксплуатации, но может быть и гладкой.
Верхний слой может быть изготовлен из суспензионного ПВХ с константой Фикентчера 70-72, например марки VinnolitS4170, 271PC и т.п., и содержит добавки пластификатора (эфиры фталевой кислоты, ароматические эфиры фосфорной кислоты, сложные полиэфиры дикарбоновых кислот или гликолей и т.п.), антипиренов (например, трехокись сурьмы, фосфорсодержащие антипирены и т.п.), а также технологические добавки, обеспечивающие высокое сопротивление воздействию окружающей среды (термо- и светостабилизаторы). Он может быть окрашен в различные цвета.
Нижний слой выполнен из эластичного ПВХ темно-серого цвета.
Внутренний слой выполнен из полиэфирного полотна, представляющего собой плоский рулонный материал сетчатой структуры толщиной 0,17-0,3 мм с размером ячеек 1,1-4,0 нитей/см (предпочтительно приблизительно 2,0-3,0 нитей/см), образованный эластичными ребрами из высокопрочных полиэфирных нитей, скрепленных в узлах прошивной нитью с образованием ячеек. Полиэфирные сетки при изготовлении обрабатываются по специальной технологии суспензией (пластизолем) ПВХ, что обеспечивает адгезию и дальнейшее прочностное сцепление сетки с поверхностями верхнего и нижнего слоев пластифицированного ПВХ. Прочность полиэфирного полотна составляет 90-95% от общей прочности материала. В качестве полиэфирного полотна может быть использовано полотно фирм Kirson, Veranneman и др.
В качестве стабилизаторов термо- и светодеструкции использовались Ca/Zn - стабилизаторы, УФ-абсорберы и светостабилизаторы (пространственно затрудненью амины).
Мембрана изготовлена методом экструзии, который позволяет обеспечить хорошую свариваемость верхнего и нижнего пластифицированных слоев.
Были изготовлены образцы полимерной мембраны толщиной 1,2-1,3 мм, 1,5 мм, 1,8 мм и 2,0 мм (рулонный материал шириной 1500-2100 мм).
В таблице приводится значения основных деформационно-прочностных свойств и эксплуатационных характеристик полученных полимерных мембран.
Как видно из таблицы, заявляемая мембрана обладает высокими морозоустойчивыми свойствами - прошла очень жесткий тест на морозоустойчивость: складывание при температуре минус 30-42°С (в зависимости от типа мембраны) не вызывает образования трещин. Это позволяет производить монтажные работы в жестких климатических условиях, а также применять ПВХ мембраны в любом строительстве, и в новом коммерческом строительстве, и в реконструкции.
Сохранение деформационно-прочностных показателей в процессе длительного срока эксплуатации полимерных гидроизоляционных мембран (безремонтный срок службы до 30 лет и общий срок службы - не менее 50 лет) экономически весьма эффективно.
Был проведен мониторинг состояния кровли торгового центра в городе Сочи (Лазаревское), выполненной из заявляемой мембраны. Результаты испытаний образца рулонной ПВХ мембраны, отобранного с открытой кровли торгового центра в г. Сочи после 6 лет эксплуатации при атмосферных и эксплуатационных воздействиях в зоне субтропического влажного климата, показали, что ни один из физико-механических показателей полимерной
мембраны не достиг минимально допустимого значения. При полной водонепроницаемости образца мембраны получены нижеследующие значения:
- прочность при растяжении, метод А, вдоль рулона - 1146 Н/50 мм
- поперек рулона - 1029 Н/50 мм;
- удлинение при максимальной нагрузке
- 19%;
- сопротивление раздиру
- 210 Н;
- полная складываемость без образования трещин при температуре минус 32°С
Полученные физико-механические показатели свидетельствуют, что деформационно-прочностные характеристики заявляемой полимерной мембраны сохраняются при продолжительной эксплуатации в условиях повышенной влажности с одновременной усиленной инсоляцией (УФ-облучение).