建筑膜材料一般以高强度聚酯工业长丝或玻璃纤维织物为基布,两面经热粘复合或涂覆聚氯乙烯(PVC)或聚四氟乙烯(PTFE)树脂而成的高分子复合材料。基布一般为机织物,主要提供强力,决定膜材料的力学性能;涂层和处理过的表层起保护基布的作用,主要保证膜材的密实性,并且使膜材具有防水、阻燃、抗紫外线、自洁、耐久性等功能。
目前,全世界使用的建筑膜材料按原料分主要有以下三种:
第一类是PTFE(聚四氟乙烯)膜材,是以玻璃纤维织物为基布,表面涂覆聚四氟乙烯(PTFE)树脂,树脂含量大于90%,PTFE膜材的特征是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜材与其他膜材相比,其材料费与加工费高,且柔软性低。其具体特点有:① 强度高,中等强度的PTFE膜材厚度仅为0.8毫米,但其拉伸强度已达到钢材的水平;② 弹性模量较低,有利于形成复杂的曲面造型;③ 使用温度范围广,能够在-70℃ ~ +230℃的温度范围内使用;④ 具有 独特的光学性能。白天,入射光线变成自然光射 入,光线分布均匀,不会刺目,也不会产生阴影;⑤ 紫外线几乎不能透过膜材,防止了内部装饰材料和设备的褪色;⑥ 高反射性能使得房间在夜 晚也具有极佳的照明效果,减少了电能消耗,使 夜空下的建筑物更显辉煌;⑦ 防污自洁性较好, 雨水就可以冲刷掉膜材表面的附着物;⑧ 具有较高的透光率和热能反射率,分别达到了13%和73%,说明热能吸收量很少,可以保证室内热量 的损失较少;⑨ 具有较长的使用寿命,一般都在25年以上,可作为永久性建筑材料使用在建筑中。
第二类是ETFE(乙烯—聚四氟乙烯共聚物)膜材料,是一种含氟的高分子热塑性材料,是人工 高强度氟聚合物,由一种无色透明的颗粒状结晶 体,也就是ETFE生料挤压成型的膜材。它是一 种典型的非织物类膜材,没有基布,直接由材料 成膜。其特点是:① 由氟塑料直接制造,也可 以和织物膜材一样施加预张力;② 使用温度范 围广,能够在-200℃ ~ +150℃的温度中长期使 用;③ 具有极高的透光率,达到了95%,接近 普通玻璃的透过率,但不能阻挡紫外线等波段的光照射到室内,在保证建筑内部获得自然光线的前提下,可通过表面处理,使该材料的透明度下降到50%以下;④ 其特有的抗黏着表面使其具有高抗污、易清洗的特点,通过雨水冲刷即可清除主要污垢,保持膜面光洁;⑤ ETFE膜材达到了B1、DIN4102防火等级标准,燃烧时不会熔滴,这种特点使其在由烟、火引起的膜材熔化的情况下具有相当的优势;⑥ ETFE膜材质量很轻,厚度一般为0.05 ~ 0.25毫米,每平方米的重量一般在0.15 ~ 0.35千克之间;⑦ ETFE膜材为可再循环利用材料,可再次利用生产新的膜材料,或者分离其他杂质后生产别的ETFE产品;⑧ 具有较强的耐腐蚀性,同时又对金属有强黏着性,克服了PTFE膜材对金属不黏着的缺陷,加之其平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数,使ETFE(F-40)成为和金属结合的理想复合材料,具有极佳的耐负压特性;⑨ 使用寿命较长,长达25年以上,是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料;⑩ ETFE膜材通常以气垫的形式应用于建筑中,因此需要不断的监控和补充气压。
第三类是PVC(聚氯乙烯)膜材料,是以涤纶织物为基布,两面进行PVC涂层。由于PVC在日光曝晒下不能长久使用,容易受损,且PVC中的增塑剂容易向表面迁移,使表面更容易沾污,自洁性变差,因此PVC膜材的使用寿命较短,一般只能用在展览会、博览会等临时性建筑或可更换膜面的建筑中。为了提高膜材的耐老化、自洁等性能,可以通过对PVC膜材料进行表面处理来提高材料的使用年限。最常见的是涂覆PVDF涂料和贴合PVF材料,经表面处理后的PVC膜材有如下特点:① 涂覆PVDF的膜材可以抵抗由紫外线引起的PVC材料的降解、颜色变化和失去光泽等问题,能抵抗腐蚀、抵抗脏污、抵抗发霉,另外可以防止增塑剂向外表面迁移,提高膜材的使用寿命。PVDF膜与一般的PVC膜相比较,耐用年限可达7 ~ 10年,耐火性基本上达到了难燃级水平。② 贴PVF膜材比PVDF膜材的耐久性更佳,且具有防沾污的优点。但由于其加工性、施工性和防火性不佳,影响了其使用范围。