在过去15 a 里，热塑性聚烯烃( TPO) 膜作为防水层在商用屋顶中的使用显著增长。由于TPO 屋顶的安装基础开始老化并显现出磨损迹象，业界已经开始努力寻求一种有助于延长这些屋顶寿命并降低建筑物业主屋顶维护成本的涂料体系。弹性屋顶涂料是对于此项应用最有前途的新型技术，用于防止TPO 基底外露。并且，弹性屋顶涂料还可以用作冷屋顶，提高屋顶耐用性并减少建筑冷负荷和城市热岛效应。 1 TPO 屋顶膜的特性和用途 通常，制造商使用三种工艺中的一种来生产成品厚度为762 ～ 1 524 μm 的TPO 单层膜: 压延成型、挤压成型或刷涂。制造商一般选择在单层膜加入聚酯纤维、平纹棉麻或玻璃纤维来加固薄板，或者加入毡或蓄水毡。大多数低斜率屋顶TPO 膜主要由三部分组成: 防止水进入屋顶组合件的防水层;增加强度、耐穿磁性和尺寸稳定性的增强层; 保护防水层与增强层不受日照和天气影响、具有某些增加太阳反射率的表面特性的表层。TPO 配方包括二氧化钛、体质颜料、阻燃剂、交联剂、抗氧化剂、工艺润滑剂和紫外线吸收剂等。由于聚烯烃是一种难以粘附的低表面能材料，通过将附加配料与聚烯烃复合制成TPO 膜，几乎没有可以进行化学结合和粘附的活性表面。因此，对于满足ASTM 性能标准并能耐受恶劣室外环境的风化TPO 屋顶膜，需要找到一种对其无定形、在其耐水( 疏水) 聚烯烃表面具有足够附着力的可行的水性( 亲水) 弹性屋顶涂料。 2 设计有效的弹性涂料体系 由于早期安装的TPO 膜已经老化并开始显现出磨损迹象，开发一种对于风化TPO 膜具有足够附着力的保护性水基涂料成为一项挑战。溶剂基底漆可作为TPO 附着力促进剂，但是，这种底漆含有大量的挥发性有机化合物，极易燃并且有臭味。此外，这种底漆还会溶解膜产生的空隙( 可能发生水渍) ，进而损坏老化屋顶。 2. 1 附着力 在附着力测试的早期阶段，阿科玛涂料树脂针对从当地工作地点采集的TPO 膜评估了多种粘着化学成分和各种聚合物组成成分。这些膜的老化时间为12 ～ 14 a。初始附着力非常低，因此，假设有某种事物妨碍了粘着化学成分。在使用和不使用氧化锌的情况下进行了制剂宽容度研究，通过嵌入带有弹性涂料的网筛( 尺寸足以产生双倍样本) 进行了附着力测试，如图1( a) 所示。 接着，将这些样本在相对湿度50%、21 ℃的环境试验箱中放置14 d。在固化期过后，纵向切出4 道切口，形成2 个2. 54 cm 的条，并且完全切透涂料和网筛，但不要切透基底图1( b) 。然后将样本在水浴中放置几天。水浴之后，分别将样本放置在Instron 5500R 中。在Instron 5500R 中，基底被缚在下夹上，网筛被缚在上夹上，形成一个180° 的分离角图1 ( c) 。分离速度设为5 cm/min，剥离约13 cm。使用Instron 软件计算并记录每线性英寸的平均磅数。ASTM C794 的传递值为每英寸( PLI) 2 磅或更高。  为了加入独特的附着力促进剂，阿科玛开发了一种针对TPO 附着力设计的聚合物－ ENCOR? Flex 192。配方见表1。  这种粘合剂可用来制备附着力比现有TPO 屋顶高的弹性屋顶涂料。图2 显示了ENCOR Flex 192 与丙烯酸对于新TPO和老化TPO 的附着力。  从图2 可知，新TPO 膜的表面几乎不能粘附水性涂料。老化表面也难以粘附，但在使用ENCOR Flex 192 之后，紫外线可以使表面具有足够的附着力。 图3 为氧化锌对含有ENCOR Flex 192 的涂料附着力的影响。  图3 显示了在含有ENCOR Flex 192 的涂料配方中使用氧化锌时会对粘着性能产生不利影响。配方中不使用氧化锌时，ENCOR Flex 192 与TPO 之间则具有出色的附着力。除附着力外，机械强度、弹性和撕裂强度对于屋顶涂料也非常重要。ENCOR Flex 192 具有满足并超过ASTM 标准( ＞100%伸长率，＞ 1 379 kPa抗拉力和＞ 105 N/cm撕裂强度) 的配方涂料所需的机械性能。图4 为ENCOR? Flex 192 与对比产品的性能比较。  2. 2 耐沾污性 基于ENCOR? Flex 192 乳液的涂料具有出色的耐沾污性，有助于保持太阳反射特性，同时保护下面的屋顶膜。图5显示了基于ENCOR? Flex 192 的涂料和对比丙烯酸涂料的耐沾污性( 涂覆在铝板上，干燥7 d，紫外线暴露100 h) 。在涂料中使用含有氧化铁和煤灰的泥浆，添加泥浆作为沾污并干燥1夜。在使用湿海绵和通过铲除机器30 周期除去之前干燥24 h。初始白度和沾污去除后的白度被记录为“y”值。 图5 显示了在沾污去除后的白度变化。基于ENCOR?Flex 192 的涂料具有出色的耐沾污性。  3 结语 使用ENCOR? Flex 192 乳液配制弹性屋顶涂料是一种延长商用屋顶膜生命周期、成本非常低的有效方法。基于ENCOR? Flex 192 的弹性涂料对老化或现有单层屋顶具有良好的附着力，无需涂覆底漆，所以基于ENCOR? Flex 192 乳液的涂料不仅可以保护屋顶膜，还有助于恢复太阳能反射率，从而减小建筑冷却负荷和减缓城市热岛效应。 |
