CN106554581B - 一种聚氯乙烯防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种聚氯乙烯防水卷材及其制备方法，属高分子材料领域。其特征在于：由外层的聚氯乙烯组合物防水层与内层的聚氯乙烯纤维纺织品的骨架增强层多层相间复合而成。在物料混合后，采用多台挤出机共同挤出压延的工艺，使卷材的上、下层及聚氯乙烯纤维纺织品层间为聚氯乙烯组合物层，挤出温度为160℃~190℃，定型温度为180℃~210℃。本发明中氯纶纺织品作为增强材料，在改善PVC防水卷材强度的同时，具有阻燃性能；氯纶纺织品与PVC防水层性能相近，使用时不需要做表面处理；本发明卷材耐久性好，易于回收利用。

Description

一种聚氯乙烯防水卷材及其制备方法

技术领域

一种聚氯乙烯防水卷材及其制备方法，属高分子材料领域。

背景技术

目前，我国屋面渗漏水问题非常严重，根据有关部门调查统计，当年竣工的建筑物渗漏率就达35% 左右，为此国家每年用于房屋渗漏维修的费用相当惊人。

针对屋面渗漏水问题采取的常用措施加铺防水卷材，目前的防水卷材有多个品种，如沥青、橡胶、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯等。沥青防水卷材是目前还在一定的范围使用的防水卷材。但是由于此材料高温时易软化流动、低温时易脆化开裂，同时不具有环保性能，市场占有率逐渐下降。橡胶、氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯等材料本身价格较高，也不具有阻燃性能，需添加价格昂贵的阻燃剂才能满足防火要求。PVC 防水材料具有拉伸强度高、收缩率小、伸长率高、耐候性好、施工简便等特点，在屋面防水领域使用越来越广泛。现有PVC防水卷材生产技术中常用作增强材料的纤维有：玻璃纤维、碳纤维、天然纤维、芳纶纤维等。

防水卷材暴露在屋顶，这要求材料具有优良的耐热氧老化性能、耐紫外线老化性能、耐低温性能。考虑到房屋的防火要求，还要求材料具有一定的阻燃性。同时材料有较高的性价比，才可能得到更好的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种阻燃、高强度、耐老化性能、易于回收的聚氯乙烯防水卷材及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：由聚氯乙烯组合物防水层与聚氯乙烯纤维纺织品（氯纶）的骨架增强层多层相间复合而成，其中上下表面层为聚氯乙烯组合物防水层。

所述的聚氯乙烯纤维为偏氯乙烯的质量分数占85%~95%的聚偏氯乙烯纤维（偏氯纶）。

本发明中以聚氯乙烯纤维纺织品作为增强材料，在改善PVC防水卷材强度的同时，具有阻燃性能，使材料易于回收利用。聚氯乙烯纤维纺织品和PVC组合物的防水层性能相近，有较好的粘合性能，使用时不需要做表面处理，且强度非常高。在传统的PVC防水卷材中，组合物中的增塑剂容易迁移，导致防水卷材的增塑性能降低，耐久性下降。在本发明中将PVC组合物的防水层和聚氯乙烯纤维（氯纶）纺织品多层复合，可避免PVC组合物的防水层中的小分子增塑剂迁移，提高材料耐久性。

优选的，所述的外层的聚氯乙烯组合物和内层的聚氯乙烯纤维纺织品的总层数为五层。即三层聚氯乙烯组合物中相间夹两层聚氯乙烯纤维纺织品。这种结构满足绝大多数防水卷材的使用需求，聚氯乙烯纤维纺织品形成双层的骨架增强层，在两骨架增强层之间夹设PVC组合物的防水层，平行的骨架增强层在弯折时相互牵拉，大大提高防水卷材的韧性、提高强度。再在两骨架增强层外设PVC组合物的防水层，增强防水效果。

所述的外层的聚氯乙烯组合物和内层的聚氯乙烯纤维纺织品的总层数为三层。即两层聚氯乙烯组合物中间夹一层聚氯乙烯纤维纺织品。这种结构满足强度要求较小的使用需求，仅以中间一层聚氯乙烯纤维纺织品作为骨架增强层，增强防水卷材的韧性和强度，再在骨架增强层外设PVC组合物的防水层达到防水效果。

所述的聚氯乙烯组合物的重量份组成为：聚氯乙烯树脂100份，稳定剂1.5~3.0份，增塑剂40~80份，复合润滑剂0.5~1.0份，低温改性剂10~25份，抗氧剂0.2~2.0份，光稳定剂0.5~2.0份，光屏蔽剂2~5份。聚氯乙烯树脂自身具有一定的阻燃性能，和聚氯乙烯纤维纺织品配合可以达到较好的阻燃、强度、耐老化性能，在本发明中可以通过添加助剂进一步增强聚氯乙烯组合物的性能。可以采用上述组成，也可以根据环境需要使用其他具有特殊功用的聚氯乙烯组合物，均能与聚氯乙烯纤维纺织品形成具有相应功能的防水卷材。

所述的聚氯乙烯树脂的聚合度为800~2500。聚氯乙烯树脂的聚合度决定了防水层的韧性和挤出难度，在本发明中聚氯乙烯树脂的聚合度在800~2500既能够满足防水卷材的韧性和强度需求，又能够完成多层共挤工艺的需求。

优选的，所述的聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。在本发明中聚氯乙烯树脂的聚合度在1300时，防水卷材的整体性能达到最佳，防水层的韧性、强度能够和骨架增强层更好的结合，同时也较为适合多层共挤工艺。

所述稳定剂为有机锡稳定剂，可以选用含硫有机锡，如巯基乙酸异辛基酯单丁基锡、巯基乙酸异辛基酯单甲基锡、巯基乙酸异辛基酯单辛基锡、巯基乙酸异辛基酯二丁基锡、巯基乙酸异辛基酯二丁基锡、巯基乙酸异辛基酯二丁基锡，也可以选用不含硫有机锡，如二烷基马来酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡。如美国科聚亚公司17MOK。

所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯（TOTM）、均苯四酸四辛酯（TOPM）、聚酯增塑剂或柠檬酸三丁酯（TBC）中的两种或两种以上的任意比例的混合物，增塑剂的重量份优选为50~70。本发明的结构虽然能够限制增塑剂的迁移，但当增塑剂选择上述方式组成时，其分子链大小能更好的适应聚氯乙烯大分子的分子间隙，不但分布均匀，而且分布稳定，具有更长的耐久性。

所述的低温改性剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）或/和氯化聚乙烯（CPE）。优选氯化聚乙烯（CPE）。低温改性剂的加入保持组合物防水层在气温较低的情况下仍保持良好的容忍性，增强防水卷材的环境适应能力。

所述复合润滑剂为脂肪酸酯类、硬脂酸、低分子量聚乙烯蜡、微晶蜡、氧化聚乙烯蜡或酰胺类化合物（如EBS）中两种或两种以上的任意比例的混合物。组合物中添加该复合润滑剂可以进一步改善挤出性能，适应更宽的PVC树脂聚合度要求，保证多层共挤的顺利进行。

所述抗氧剂为酚类抗氧剂和磷系抗氧剂，优选酚类抗氧剂四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟苯基）丙酸]季戊醇酯（抗氧剂1010），抗氧剂重量份优选0.5~1.5。选用该优选抗氧剂，在本发明聚合度PVC组合物中分布更加均匀，抗氧化能力更加持久。

所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂、苯并三唑类紫外光吸收剂，优选苯并三唑类紫外光吸收剂，如UV-419，光稳定剂重量份优选0.5~1.5。选用该优选光稳定剂，在本发明聚合度PVC组合物中分布更加均匀，抗光老化能力更加持久。

所述光屏蔽剂为钛白粉，优选金红石型钛白粉。加入屏蔽剂，减少管线透过，减少内部各层的光伤害，延长使用寿命。

一种上述的聚氯乙烯防水卷材的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

1）物料配混：将聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、复合润滑剂、低温改性剂、抗氧剂、光稳定剂、光屏蔽剂在混合机组混合，混合温度达100℃~120℃时，将物料冷却出料；

2）挤出-压延：采用多个挤出机共同挤出压延的工艺，使卷材的上、下层及聚氯乙烯纤维纺织品层间为聚氯乙烯组合物层，挤出温度为160℃~190℃，定型温度为180℃~210℃。

制备方法采用多层共挤技术，各层复合更加牢固可靠。

与现有技术相比，本发明的聚氯乙烯防水卷材及其制备方法所具有的有益效果是：本发明中氯纶纺织品作为增强材料，在改善PVC防水卷材强度的同时，自身具有阻燃性能，使材料易于回收利用；氯纶（或偏氯纶）纺织品和PVC防水层性能相近，有较好的粘合性能，使用时不需要做表面处理；多层复合可避免PVC防水层中的小分子增塑剂迁移，提高材料耐久性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的一种聚氯乙烯防水卷材及其制备方法做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。

下面结合实施例，对本发明作进一步说明，但并不因此限制本发明。

在实施例1~实施例5中骨架增强层为聚氯乙烯纤维纺织品（氯纶），防水层聚氯乙烯组合物的组成如下表1所示，防水卷材的结构为三层聚氯乙烯组合物中间夹两层氯纶纺织品。

表1 防水层的聚氯乙烯组合物的组成（重量份）

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在实施例6~实施例10中，骨架增强层为偏氯纶（偏氯乙烯的质量份数在85%~95%），防水层聚氯乙烯组合物的组成如下表2所示，实施例6~实施例9中防水卷材的结构为三层聚氯乙烯组合物中间夹两层偏氯纶纺织品。实施例10中防水卷材的结构为两层聚氯乙烯组合物中间夹一层偏氯纶纺织品。

表2 防水层的聚氯乙烯组合物的组成（重量份）

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在对比例1~对比例2中增强材料为芳纶，对比例3~对比例4中增强材料为氯纶，对比例1~对比例4中防水卷材的结构为三层聚氯乙烯组合物中间夹两层氯纶纺织品；对比例5中防水卷材的结构为三层氯纶纺织品中间夹两层聚氯乙烯组合物。其中防水层聚氯乙烯组合物的组成如下表3所示。

玻璃纤维、碳纤维、天然纤维、芳纶纤维

表3 防水层的聚氯乙烯组合物的组成（重量份）

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性能测试：按照实施例中PVC组合物的用量进行物料配混，双辊开片后，再按照防水卷材的组成顺序，在压机压片，制样后按照GB 12952—2011《聚氯乙烯PVC防水卷材》标准进行测试。

实施例结果如表4~6所示。

表4

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表5

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表6

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检测结果满足GB 12952—2011《聚氯乙烯PVC防水卷材》标准要求。

对比例1、2的芳纶骨架增强层，为了于本发明实施例形成对比，同样未做表面处理；在共挤后，由于同样没有做表面处理，不能与PVC组合物良好的结合，容易出现分层，不能长期应用。更可以看出组合物的低温改性剂、增塑剂和抗氧剂等填料，在没有或减量添加时会使相应的功能降低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：由聚氯乙烯组合物防水层与聚氯乙烯纤维纺织品的骨架增强层多层相间复合而成，其中上下表面层为聚氯乙烯组合物防水层；

所述的聚氯乙烯纤维为偏氯乙烯的质量分数占85%~95%的聚偏氯乙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的外层的聚氯乙烯组合物和内层的聚氯乙烯纤维纺织品的总层数为五层。

3.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的外层的聚氯乙烯组合物和内层的聚氯乙烯纤维纺织品的总层数为三层。

4.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的聚氯乙烯组合物的重量份组成为：聚氯乙烯树脂100份，稳定剂1.5~3.0份，增塑剂40~80份，复合润滑剂0.5~1.0份，低温改性剂10~25份，抗氧剂0.2~2.0份，光稳定剂0.5~2.0份，光屏蔽剂2~5份。

5.根据权利要求4所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的聚氯乙烯树脂的聚合度为800~2500。

6.根据权利要求4所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的聚氯乙烯树脂的聚合度为1300。

7.根据权利要求4所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯、均苯四酸四辛酯、聚酯增塑剂或柠檬酸三丁酯中的两种或两种以上的任意比例的混合物，增塑剂的重量份为50～70。

8.根据权利要求4所述的一种聚氯乙烯防水卷材，其特征在于：所述的低温改性剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或/和氯化聚乙烯。

9.一种权利要求1~8任一项所述的聚氯乙烯防水卷材的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

1）物料配混：将聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、复合润滑剂、低温改性剂、抗氧剂、光稳定剂、光屏蔽剂在混合机组混合，混合温度达100℃~120℃时，将物料冷却出料；

2）挤出-压延：采用多个挤出机共同挤出压延的工艺，挤出温度为160℃~190℃，定型温度为180℃~210℃。