CN103669736B - 多彩柔性屋面瓦及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多彩柔性屋面瓦及其制备方法。该瓦为层状结构自上而下分别为改性TPO层、功能膜层、耐高低温、强粘接力自粘橡胶沥青层、隔离膜层。其制备方法是：制备改性TPO层，制备耐高温自粘沥青层，挤出成型：用对辊挤压成型的方式经过成型对辊覆隔离膜并压延、复合后立即用冷却水冷却，最后经成型切割机裁切成瓦。本瓦在保留其强耐候性、耐高低温、优良柔韧性的基础上提高其抗粘性、耐摩擦性能和防滴落性能，使改性TPO材料具有自清洁的能力，并提高了其耐磨性和阻燃性。从而使此屋面瓦具有耐候性强、自清洁性、耐高低温、色彩丰富、柔韧性好、粘接牢固、适应坡度范围广、可回收再利用的优点。是一种实用、高效、环保的建材。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程材料，具体地说是一种低表面能的耐久多彩柔性屋面瓦及其制备方法。
背景技术
政府近几年来发布了多个建材方面的政策导向性文件，实用、高效、环保的新型建材将大力推广。屋面瓦属于建材中的防水材料，主要用于多层住宅和别墅的坡屋面防水。目前市场上常用的屋面瓦主要有陶土瓦、水泥瓦、沥青瓦、彩钢瓦、合成树脂瓦等。但这些产品都存在各自缺陷。随着国家对于控制C02排放量力度的加大，以及产业的更新，消耗大量资源以及生产过程存在污染问题的陶土瓦将逐步退出市场。由于水泥瓦色彩不是天然的，褪色比较快，并且水泥瓦、陶土瓦都存在自重大，建筑物屋面承重大的问题，在使用过程中还有脆裂、易碎现象发生。沥青瓦虽然美观，但存在易老化，表面沙粒易脱落，与基层粘结不牢，遇较大风力会被掀起的弊端。彩钢瓦不耐腐蚀、使用年限短、隔音效果差、噪音大。合成树脂瓦材质硬，为注塑成型，生产和施工都较为复杂。实践证明：由于这几种屋面瓦都有其各自的缺陷，均被市场冷落。
发明内容
本发明要解决的问题在于针对现有技术几种屋面瓦存在的诸多缺陷，一是提供一种耐候性强、自清洁性、耐高低温、色彩丰富、柔韧性好、粘接牢固、适合坡度范围广的多彩柔性屋面瓦，二是提
供一种多彩柔性屋面瓦的制备方法。
解决上述问题采用以下技术方案：
一种多彩柔性屋面瓦，该瓦为层状结构，所述的层状结构的排布顺序自上而下分别是改性TPO层、功能膜层、耐高温自粘沥青层、隔离膜层，多层层状结构复合为一体，制成长×宽=1000mm×333mm，厚度2～5mm的瓦体。
所述的改性TPO层超微细聚四氟乙烯微粉改性均质或织物内增强TPO层，厚度为0.5～3mm。
所述的功能膜层为cpp镀铝膜，厚度为0.05～0.1mm。
所述的自粘橡胶沥青层厚度为1～2.5mm。
所述的隔离膜层为涂硅隔离纸或涂硅隔离膜。
所述的瓦体为歌德型或鱼鳞型或者是菱型。
一种多彩柔性屋面瓦的制备方法，、包括下述步骤：
a.制备改性TPO层，改性TPO层的原料重量份数为：热塑性聚烯烃（TPO）7～12份、聚丙烯5～10份、轻质碳酸钙8～15份、抗氧剂0.1~0.2份、着色剂1～2份、聚四氟乙烯微粉1～3份、光稳定剂0.1～0.2份，聚烯烃弹性体（POE）2～4份，其中热塑性聚烯烃、轻质碳酸钙按重量份数计，含有20%的粉料，80%的粒料；
b.粉料混合：将粉料轻质碳酸钙、抗氧剂、聚四氟乙烯微粉、光稳定剂、着色剂按比例加入密闭式高速混料机进行混合，混合温度为70～90℃，高速搅拌3～10min；
c.粒料混合：将热塑性聚烯烃（TPO）粒料、聚丙烯、聚烯烃弹性体（POE）、按比例用卧式混料机混合均匀，时间为30～40min。
d.挤出成型：将处理好的原料导入挤出机中经110～180℃共混捏合，设定挤出厚度，180～200℃挤出、覆合cpp镀铝膜并压延、冷却收卷；
e.制备耐高温自粘沥青层，耐高温自粘沥青层改性TPO层的原料重量份数为：90号道路沥青30～50份、二线油10～15份、热塑性弹性体（SBS）3～8份、活化胶粉5～15份、粉末丁苯橡胶（SBR）2～5份、重质碳酸钙20～30份、石油树脂2～8份；
f.将耐高温自粘沥青层改性TPO层的原料加入反应釜中升温至180～190℃，在保持温度恒定的条件下加入热塑性弹性体（SBS），搅拌90min至SBS熔化完全，升温至190～200℃后加入活化胶粉搅拌120min，然后加入石油树脂降温至170℃以下后加入粉末丁苯橡胶（SBR），搅拌60min后加入重钙，搅拌60min保温待用；
g.用对辊挤压成型的方式将成卷的改性TPO材料放到一侧展膜辊上，另一侧展膜辊为隔离膜，将配料反应釜中的改性沥青抽至储存釜，通过热转换器降温至150℃左右，放料到成型对辊上，设定自粘料厚度为1mm，启动生产线进行生产，经过成型对辊覆隔离膜并压延、复合后立即用冷却水冷却，最后经成型切割机裁切成瓦。
所述的着色剂是市售氧化铁红或铁黄或氧化铬绿或炭黑或钛白或酞青绿或酞青蓝或珠光颜料。
所述的轻质碳酸钙采用盖尔克斯2000目活性轻质碳酸钙。
所述的稳定剂是爱丽汶森光稳定剂944。
采用上述技术方案，与现有技术相比，首先本发明通过使用超微细聚四氟乙烯微粉改性新型建筑防水材料TPO，在保留TPO高耐候性、耐低温、优良的低温柔韧性的基础上提高其抗粘性、耐摩擦性能和防滴落性能，使改性TPO材料具有自清洁的能力，并提高了其耐磨性和阻燃性，具有良好的柔韧性和强度。可用在各种风格任何形状的屋面，满足当今多样化的建筑需求，具有较好灵活性。其次此屋面瓦的TPO层具有优良的低温柔度可达到-40℃弯折无裂纹，自粘橡胶沥青材料耐低温-20℃弯折无裂纹，所以此瓦为柔性优良的柔性材料，可以满足北方冬季寒冷环境的施工要求，TPO层及自粘橡胶沥青耐热均可达到90℃无滑动，满足夏季施工要求，因而此瓦一年四季均可施工，并且柔韧性好无破碎之忧，施工及使用中更为安全。再其次，此瓦有TPO层和自粘橡胶沥青层双层防水，自粘层与基面发生交联啮合式粘接，可以最大程度预防窜水导致渗漏的现象，防水效果更优良。除此之外，此屋面瓦热熔后可生产改性沥青卷材，是一种环保性材料，可回收再次利用，不消耗耕地面积，减少了资源浪费以及对环境的破坏。此屋面瓦质轻，大约只有传统瓦（水泥瓦、粘土瓦）的五分之一重，可大幅度减少屋面荷载，简化层面结构，减轻建筑物承重。而且通过添加不同颜色的着色剂，使瓦面色彩丰富多样，颜料可以为氧化铁红、铁黄、氧化铬绿、炭黑、钛白、陶瓷微粉、酞青绿、酞青蓝、珠光颜料、珠光颜料。具有丰富的颜色、形状和尺寸规格，这样使其铺设的屋面轮廓分明，美观。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图中改性TPO层1、功能膜层2、耐高温自粘沥青层3、隔离膜层4。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明
实施例1：、红色鱼鳞型低表面能耐久多彩柔性屋面瓦，其结构见图1，该瓦为四层结构，四层结构的排布顺序自上而下分别是改性TPO层1、功能膜层2、耐高温自粘沥青层3、隔离膜层4，四层层状结构复合为一体，制成整体规格为长×宽=1000mm×333mm，厚度2～5mm,外露面长度为145mm，瓦型为歌德型或鱼鳞型或菱型瓦。本实施例为红色鱼鳞型。
本实施例的改性TPO层是超微细聚四氟乙烯微粉改性均质层厚度为3mm。或织物内增强TPO层，功能膜层2为cpp镀铝膜，厚度为0.1mm。自粘橡胶沥青层3厚度为1mm。隔离膜层为涂硅隔离纸或涂硅隔离膜。
红色鱼鳞型低表面能耐久多彩柔性屋面瓦的制备方法：
1、制备改性热塑性聚烯烃（TPO）层材料制备：
⑴按照改性TPO层的原料重量份数：热塑性聚烯烃（TPO）7～12份、聚丙烯5～10份、轻质碳酸钙8～15份、抗氧剂0.1～0.2份、着色剂1-2份、聚四氟乙烯微粉1～3份、光稳定剂0.1～0.2份，聚烯烃弹性体（POE）2～4份，秤取活性轻质碳酸钙1000kg、抗氧剂10kg、聚四氟乙烯微粉200kg、光稳定剂10kg、氧化铁红颜料100kg、热塑性聚烯烃（TPO）1000kg、聚丙烯500kg、聚烯烃弹性体（POE）200kg，其中活性轻质碳酸钙、抗氧剂、聚四氟乙烯微粉、光稳定剂、氧化铁红颜料为粉料，热塑性聚烯烃（TPO）、聚丙烯、聚烯烃弹性体为粒料。
⑵粉料混合：将活性轻质碳酸钙1000kg、抗氧剂10kg、聚四氟乙烯微粉200kg、光稳定剂10kg、氧化铁红颜料100kg按比例加入密闭式高速混料机进行混合。温度为70～90℃，高速搅拌4min或低速搅拌10min，得到粉料混合物。
⑶粒料混合：将热塑性聚烯烃（TPO）1000kg、聚丙烯500kg、聚烯烃弹性体（POE）200kg、按比例用卧式混料机混合均匀，时间为30～40min，得带粒料混合物。
⑷挤出成型：将处理好的粉料混合物、粒料混合物导入双螺杆挤出机中在110～180℃的环境下共混捏合，180～200℃挤出，厚度为2mm，然后覆合0.05mm厚cpp镀铝膜并压延、冷却收卷。
2、制备耐高温自粘沥青层
按照耐高温自粘沥青层原料重量份数：90号道路沥青30～50份、二线油10～15份、热塑性弹性体（SBS）3～8份、活化胶粉5～15份、粉末丁苯橡胶（SBR）2～5份、重质碳酸钙钙20～30份、石油树脂2~8份秤取：90号道路沥青3800kg、二线油1500kg加入到反应釜中升温至180～190℃，在保持温度恒定的条件下加入热塑性弹性体（SBS）400kg，搅拌90min至热塑性弹性体SBS熔化完全，升温至190～200℃，加入活化胶粉1000kg搅拌120min，然后加入石油树脂300kg，降温至170℃以下后加入粉末丁苯橡胶（SBR）200kg，搅拌60min后加入重质碳酸钙2800kg，搅拌60min保温等待使用。
3、成型
采用对辊挤压成型的方式将压延、冷却收卷的改性TPO材料放到一侧展膜辊上，另一侧展膜辊为隔离膜，将配料反应釜中的改性沥青抽至储存釜，通过热转换器降温至150℃左右，放料到成型对辊上，启动生产线进行生产，经过成型对辊覆隔离膜并压延、复合后立即进行冷却水冷却，最后经成型切割机裁切成瓦。
本发明的TPO层的原料采用盖尔克斯2000目活性轻质碳酸钙、爱丽汶森抗氧剂1076、广州新稀冶金化工聚四氟乙烯微粉、爱丽汶森光稳定剂944、市售氧化铁红颜料、巴塞尔TPO、台塑美国纯聚丙烯2520A、陶氏POE8440。
本发明自粘橡胶沥青层的原料采用秦皇岛石化90号沥青、大庆石化侧二线油、岳阳石化SBS1401、大庆石油树脂、市售活化胶粉、市售普通重质碳酸钙200目、燕山石化粉末丁苯橡胶。
本发明的着色剂是市售氧化铁红或铁黄或氧化铬绿或炭黑或钛白或酞青绿或酞青蓝或珠光颜料
本发明的瓦是长×宽=1000mm×333mm，厚度3mm，外露面长度为145mm鱼鳞型。
材料常见性能指标检测如下
实施例2
1、蓝色歌德型低表面能耐久多彩柔性屋面瓦
⑴该瓦为四层结构，四层结构的排布顺序自上而下分别是改性TPO层1、功能膜层2、耐高温自粘沥青层3、隔离膜层4，四层层状结构复合为一体，制成整体规格为长×宽=1000mm×333mm，厚度4mm,外露面长度为145mm，本实施例的瓦型为蓝色歌德型。
⑵本实施例的改性TPO层是织物内增强TPO层厚度为2mm，功能膜层2为cpp镀铝膜，厚度为0.1mm。自粘橡胶沥青层3厚度为2.5mm。隔离膜层为涂硅隔离纸或涂硅隔离膜。
2、4mm厚蓝色歌德型低表面能耐久多彩柔性屋面瓦的制备方法
⑴改性热塑性聚烯烃（TPO）材料制备
TPO层采用盖尔克斯2000目活性轻质碳酸钙、爱丽汶森抗氧剂1076、广州新稀冶金化工聚四氟乙烯微粉、爱丽汶森光稳定剂944、市售酞青蓝、巴塞尔TPO、台塑美国纯聚丙烯2520A、陶氏POE8440。
⑵粉料混合：将活性轻质碳酸钙1000kg、抗氧剂10kg、聚四氟乙烯微粉200kg、光稳定剂10kg、酞青蓝100kg按比例加入密闭式高速混料机进行混合。温度为70～90℃，高速搅拌4min或低速搅拌10min。
⑶粒料混合：将热塑性聚烯烃（TPO）1000kg、聚丙烯300kg、聚烯烃弹性体（POE）100kg、按比例用卧式混料机混合均匀，时间为30～40min，得到粉料混合物。
⑷挤出成型：将处理好的原料导入双螺杆挤出机中经110～180℃共混捏合，180～200℃挤出，厚度为2.5mm，然后覆合0.05mmcpp镀铝膜并压延、冷却收卷备用。粒料混合：将热塑性聚烯烃（TPO）1000kg、聚丙烯300kg、聚烯烃弹性体（POE）100kg、按比例用卧式混料机混合均匀，时间为30~40min，得到粒料混合物。
⑸自粘橡胶沥青混合料制备
自粘橡胶沥青层采用秦皇岛石化90号沥青、大庆石化侧二线油、岳阳石化SBS1401、大庆石油树脂、市售活化胶粉、市售普通重质碳酸钙200目、燕山石化粉末丁苯橡胶。
将90号道路沥青3800kg、二线油1500kg加入反应釜中升温至180～190℃，在保持温度恒定的条件下加入热塑性弹性体（SBS）400kg，搅拌90min至SBS熔化完全，升温至190～200℃加入活化胶粉1000kg搅拌120min，然后加入石油树脂300kg降温至170℃以下后加入粉末丁苯橡胶（SBR）200kg，搅拌60min后加入重质碳酸钙2800kg，搅拌60min保温等待使用。
采用对辊挤压成型的方式将成卷的改性TPO材料放到一侧展膜辊上，另一侧展膜辊为隔离膜，将配料反应釜中的改性沥青抽至储存釜，通过热转换器降温至150℃左右，放料到成型对辊上，设定自粘料厚度为1.5mm，启动生产线进行生产，经过成型对辊覆隔离膜并压延、复合后立即进行冷却水冷却，最后经成型切割机裁切为长×宽=1000mm×333mm，厚度4mm，外露面长度为145mm歌德型。
对材料常见性能指标检测如下
以上公开的为本发明的具体实施例，虽然本发明以较佳的实施例揭示如上，但本发明并非局限于此，任何本领域内人员能思之的变化，在不脱离本发明的设计思想和范围内，对本发明进行各种改动和润饰，都应落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种多彩柔性屋面瓦的制备方法，该瓦为层状结构，该层状结构的排布顺序自上而下分别是改性TPO层、功能膜层、耐高温自粘沥青层、隔离膜层，多层层状结构复合为一体，制成长×宽=1000mm×333mm，厚度2~5mm的瓦体，
其制备方法包括下述步骤：
a.制备改性TPO层，改性TPO层的原料重量份数为：热塑性聚烯烃（TPO）7～12份、聚丙烯5～10份、轻质碳酸钙8～15份、抗氧剂0.1～0.2份、着色剂1～2份、聚四氟乙烯微粉1～3份、光稳定剂0.1-0.2份，聚烯烃弹性体（POE）2～4份，其中热塑性聚烯烃为粒料、轻质碳酸钙为粉料；
b.粉料混合：将粉料轻质碳酸钙、抗氧剂、聚四氟乙烯微粉、光稳定剂、着色剂按比例加入密闭式高速混料机进行混合，混合温度为70~90℃，高速搅拌3~10min；
c.粒料混合：将热塑性聚烯烃（TPO）粒料、聚丙烯、聚烯烃弹性体（POE）、按比例用卧式混料机混合均匀，时间为30～40min；
d.挤出成型：将处理好的原料导入挤出机中经110～180℃共混捏合，设定挤出厚度，180～200℃挤出、覆合cpp镀铝膜并压延、冷却收卷；
e.制备耐高温自粘沥青层，耐高温自粘沥青层改性TPO层的原料重量份数为：90号道路沥青30～50份、二线油10～15份、热塑性弹性体（SBS）3～8份、活化胶粉5～15份、粉末丁苯橡胶（SBR）2～5份、重质碳酸钙20～30份、石油树脂2～8份；
f.将制备耐高温自粘沥青层的原料加入反应釜中升温至180～190℃，在保持温度恒定的条件下加入热塑性弹性体（SBS），搅拌90min至SBS熔化完全，升温至190～200℃后加入活化胶粉搅拌120min，然后加入石油树脂降温至170℃以下后加入粉末丁苯橡胶（SBR），搅拌60min后加入重质碳酸钙，搅拌60min保温待用；
g.用对辊挤压成型的方式将成卷的改性TPO材料放到一侧展膜辊上，另一侧展膜辊为隔离膜，将反应釜中的改性沥青抽至储存釜，通过热转换器降温至150℃左右，放料到成型对辊上，设定自粘料厚度为1mm，启动生产线进行生产，经过成型对辊覆隔离膜并压延、复合后立即用冷却水冷却，最后经成型切割机裁切成瓦。
2.根据权利要求1所述的多彩柔性屋面瓦的制备方法，所述的着色剂是市售氧化铁红或铁黄或氧化铬绿或炭黑或钛白或酞青绿或酞青蓝或珠光颜料。
3.根据权利要求1所述的多彩柔性屋面瓦的制备方法，所述的轻质碳酸钙采用盖尔克斯2000目活性轻质碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的多彩柔性屋面瓦的制备方法，所述的稳定剂是爱丽汶森光稳定剂944。
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