CN107973993B - 一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法。这种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材由以下质量份的原料组成：40～60份聚烯烃弹性体，20～40份聚丙烯，10～30份填充母料，0.2～0.5份抗氧剂，0.2～0.6份光稳定剂，1～4份钛白粉。同时公开了这种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法，其是采用两步法制备，包括第一步原料挤出造粒和第二步颗粒压光成型。本发明制备的热塑性聚烯烃防水卷材，具有优异的耐老化性和长期耐候性，高低温性能佳、易焊接、防水性能好、不易开裂，绿色环保，具有良好的施工性能，能适用于环境温度变化较大的地区。

Description

一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法。

背景技术

随着各种现代建筑及其相关技术的普及和发展，建筑工程领域对防水材料的需求越来越大，对其品质要求也越来越高。伴随着单层屋面系统在欧美国家引进并在国内外快速发展，其配套防水卷材也在不断发展，已渐成为防水卷材的发展主流。热塑性聚烯烃防水卷材作为一种新型防水卷材，其主要成分为碳氢化合物，不含其它化学元素，兼具了三元乙丙橡胶防水卷材的耐侯性和聚氯乙烯防水卷材的可焊接性，具有优异的耐侯性、耐臭氧、耐紫外线、以及良好的耐高低温性。

近年来，防水行业在“低碳”这一全球化发展趋势的推动下，朝着“节能、节材、绿色、减排”的目标迈进，未来防水材料的发展将趋向“多功能一体化”或“功能系统化”，新型防水材料的发展方向和重点之一，就是要改进材料的阻燃性、长期耐候耐老化性和可焊接性。CN103613863A公开了一种可回收反射隔热阻燃高分子防水卷材及其制备方法，在卷材配方中添加空心微珠使得卷材的热导率降低，无卤磷系阻燃剂与Sb₂O₃无机阻燃剂配合使用，使阻燃体系兼具有机阻燃剂的高效和无机阻燃剂的低烟和无毒功能。CN103554629A公开了一种TPO防水卷材及其生产工艺，生产方法成本低，工艺简单，操作方便，对环境无污染，且使用寿命长，是一种环境友好型高分子卷材。然而，上述方法只是针对性地解决了热塑性聚烯烃防水卷材所存在的某一问题，至于怎样从配方体系和设备工艺两方面结合提高热塑性聚烯烃防水卷材的耐老化性和焊接性能，还需进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，由以下质量份的原料组成：40～60份聚烯烃弹性体，20～40份聚丙烯，10～30份填充母料，0.2～0.5份抗氧剂，0.2～0.6份光稳定剂，1～4份钛白粉。

填充母料的载体树脂为聚丙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的至少一种，填充料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、白炭黑、云母粉、高岭土、蒙脱土、膨润土中的至少一种。

聚烯烃弹性体为丙烯和乙烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物、乙烯和1-辛烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯-丁烯共聚物中的至少一种。

聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。

抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种。

光稳定剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、有机镍类光稳定剂中的至少一种。

钛白粉为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、板钛型钛白粉中的至少一种。

一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法，包括以下步骤：

一、原料挤出造粒

按照上述的组成称取原料，先将混合均匀的聚烯烃弹性体、聚丙烯和填充母料投入到双螺杆挤出机第一加料口中，再按计量比例将20％～60％的抗氧剂、40％～90％光稳定剂和20％～60％钛白粉投入到第二加料口，然后将剩余计量比例的抗氧剂、光稳定剂和钛白粉投入第三加料口，经挤出，牵引，造粒，得到热塑性聚烯烃颗粒；

二、颗粒压光成型

将热塑性聚烯烃颗粒投入到双螺杆挤出中经挤出、压光、回火、牵引、收卷成型，得到耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材。

原料挤出造粒步骤中，第一加料口设置在双螺杆挤出机输送段的入口端，第二加料口设置在双螺杆挤出机熔融段的入口端，第三加料口设置在双螺杆挤出机压缩段的入口端。

原料挤出造粒步骤中，双螺杆挤出机的工作温度为190℃～210℃。

本发明的有益效果是：

本发明制备的热塑性聚烯烃防水卷材，具有优异的耐老化性和长期耐候性，高低温性能佳、易焊接、防水性能好、不易开裂，绿色环保，具有良好的施工性能，能适用于环境温度变化较大的地区。

具体而言：

本发明的耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材是采用两步法制备，第一步以聚烯烃和热塑性弹性体为主要原料，并加入多种助剂经挤出、冷却、造粒等工序制备出热塑性聚烯烃椭圆形颗粒；第二步将造粒后的颗粒经挤出、压光、牵引、收卷等加工工序制备成热塑性聚烯烃防水卷材。第一步制备的椭圆形颗粒，经再次加工后，压光成片，能进一步提高了其共混均匀性。通过两步法制备的热塑性聚烯烃防水卷材能有效提高其共混均匀性，达到分散共容的目的，避免一步成型法出现的易开裂、耐老化性差等现象。

附图说明

图1是原料挤出造粒中双螺杆挤出机挤出的示意图。

具体实施方式

一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，由以下质量份的原料组成：40～60份聚烯烃弹性体，20～40份聚丙烯，10～30份填充母料，0.2～0.5份抗氧剂，0.2～0.6份光稳定剂，1～4份钛白粉。

优选的，一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，由以下质量份的原料组成：50～60份聚烯烃弹性体，25～35份聚丙烯，10～20份填充母料，0.2～0.3份抗氧剂，0.2～0.3份光稳定剂，2～3份钛白粉。

优选的，填充母料的载体树脂为聚丙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的至少一种，填充料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、白炭黑、云母粉、高岭土、蒙脱土、膨润土中的至少一种。

优选的，聚烯烃弹性体为丙烯和乙烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物、乙烯和1-辛烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯-丁烯共聚物中的至少一种。

优选的，聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。

优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种；进一步优选的，抗氧剂为168、245、264、300、626、702、703、1010、1024、1076、1098、1135、2246、3114、B215、B225、B900、B911、DLTDP、DSTDP中的至少一种。

优选的，光稳定剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、有机镍类光稳定剂中的至少一种；进一步优选的，光稳定剂为UV-P、UV-9、UV-234、UV-292、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-531、UV-770中的至少一种。

优选的，钛白粉为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、板钛型钛白粉中的至少一种。

一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法，其是采用两步法制备，包括第一步原料挤出造粒和第二步颗粒压光成型。具体的，制备方法为：

一、原料挤出造粒

按照上述的组成称取原料，先将混合均匀的聚烯烃弹性体、聚丙烯和填充母料投入到双螺杆挤出机第一加料口中，再按计量比例将20％～60％的抗氧剂、40％～90％光稳定剂和20％～60％钛白粉投入到第二加料口，然后将剩余计量比例的抗氧剂、光稳定剂和钛白粉投入第三加料口，经挤出，牵引，造粒，得到热塑性聚烯烃颗粒；

二、颗粒压光成型

将热塑性聚烯烃颗粒投入到双螺杆挤出中经挤出、压光、回火、牵引、收卷成型，得到耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材。

进一步的，原料挤出造粒步骤中，第一加料口设置在双螺杆挤出机输送段的入口端，第二加料口设置在双螺杆挤出机熔融段的入口端，第三加料口设置在双螺杆挤出机压缩段的入口端。

优选的，原料挤出造粒步骤中，双螺杆挤出机的工作温度为190℃～210℃；进一步优选的，原料挤出造粒步骤中，双螺杆挤出机的工作温度为190℃～200℃。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

实施例1：

取聚烯烃热塑性弹性体50份，聚丙烯30份，填充母料20份，并将其作为其他材料质量分数的基准，在高速混合机(500r/min)混合15min，设定双螺杆挤出机温度为200℃，将上述混合均匀的物料投入中第一加料口中，光稳定剂0.15份、金红石型钛白粉1.5份、抗氧剂0.1份投入到第二加料口中，光稳定剂0.15份、金红石型钛白粉1.5份、抗氧剂0.1份投入到第三加料口中，经挤出、造粒、切粒得到椭圆形颗粒。第二步将椭圆形颗粒投入到片材挤出机中，经挤出、压光、回火、牵引、收卷得到实施例1的热塑性聚烯烃防水卷材。

实施例2：

取聚烯烃热塑性弹性体60份，聚丙烯30份，填充母料10份，并将其作为其他材料质量分数的基准，在高速混合机(500r/min)混合15min，设定双螺杆挤出机温度为200℃，将上述混合均匀的物料投入中第一加料口中，光稳定剂0.15份、金红石型钛白粉1.5份、抗氧剂0.1份投入到第二加料口中，光稳定剂0.15份、金红石型钛白粉1.5份、抗氧剂0.1份投入到第三加料口中，经挤出、造粒、切粒得到椭圆形颗粒。第二步将椭圆形颗粒投入到片材挤出机中，经挤出、压光、回火、牵引、收卷得到实施例2的热塑性聚烯烃防水卷材。

实施例3：

取聚烯烃热塑性弹性体60份，聚丙烯30份，填充母料10份，并将其作为其他材料质量分数的基准，在高速混合机(500r/min)混合15min，设定双螺杆挤出机温度为200℃，将上述混合均匀的物料投入中第一加料口中，光稳定剂0.25份、金红石型钛白粉2份、抗氧剂0.05份投入到第二加料口中，光稳定剂0.05份、金红石型钛白粉1份、抗氧剂0.15份投入到第三加料口中，经挤出、造粒、切粒得到椭圆形颗粒。第二步将椭圆形颗粒投入到片材挤出机中，经挤出、压光、回火、牵引、收卷得到实施例3的热塑性聚烯烃防水卷材。

附图1是实施例1～3原料挤出造粒中双螺杆挤出机挤出的示意图。

对比例：

取聚烯烃热塑性弹性体50份，聚丙烯30份，填充母料20份，并将其作为其他材料质量分数的基准，光稳定剂0.3份，金红石型钛白粉3份，抗氧剂0.2份，在高速混合机(500r/min)混合15min，将上述混合均匀的物料投入到片材挤出机中，设定双螺杆挤出机温度为190℃，物料经挤出机T型模头、冷却辊、牵引辊、卷绕辊得到对比例的热塑性聚烯烃防水卷材。

实施例1～3和对比例中所用的聚烯烃热塑性弹性体为丙烯和乙烯共聚物，聚丙烯为均聚聚丙烯，填充母料的载体树脂为聚乙烯，填充母料的填充料为碳酸钙，光稳定剂为UV-9，抗氧剂为抗氧剂168。

表1为对比例和实施例的热塑性聚烯烃防水卷材基本性能，包括拉力、断裂伸长率、耐老化性、接缝剥离强度等，所述的性能测试按GB/T27789-2011的标准进行测试。

表1热塑性聚烯烃防水卷材性能结果

从表1可见，通过本发明两步法制备的聚烯烃热塑性防水卷材，其耐老化性、可焊接性和耐开裂性相对于对比例都得到显著提高。

Claims (7)

1.一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：由以下质量份的原料组成：40~60份聚烯烃弹性体，20~40份聚丙烯，10~30份填充母料，0.2~0.5份抗氧剂，0.2~0.6份光稳定剂，1~4份钛白粉；

所述填充母料的载体树脂为聚丙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的至少一种，填充料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、白炭黑、云母粉、高岭土、蒙脱土、膨润土中的至少一种；

该耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材是通过以下步骤的制备方法制得：

一、原料挤出造粒

按照上述的组成称取原料，先将混合均匀的聚烯烃弹性体、聚丙烯和填充母料投入到双螺杆挤出机第一加料口中，再按计量比例将20%~60%的抗氧剂、40%~90%光稳定剂和20%~60%钛白粉投入到第二加料口，然后将剩余计量比例的抗氧剂、光稳定剂和钛白粉投入第三加料口，经挤出，牵引，造粒，得到热塑性聚烯烃颗粒；

二、颗粒压光成型

将热塑性聚烯烃颗粒投入到双螺杆挤出中经挤出、压光、回火、牵引、收卷成型，得到耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材；

所述原料挤出造粒步骤中，第一加料口设置在双螺杆挤出机输送段的入口端，第二加料口设置在双螺杆挤出机熔融段的入口端，第三加料口设置在双螺杆挤出机压缩段的入口端；

所述原料挤出造粒步骤中，双螺杆挤出机的工作温度为190℃~210℃。

2.根据权利要求1所述的一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：聚烯烃弹性体为丙烯和乙烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物、丙烯-乙烯-丁烯共聚物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：聚丙烯为均聚聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、复合抗氧剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：光稳定剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、有机镍类光稳定剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材，其特征在于：钛白粉为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、板钛型钛白粉中的至少一种。

7.一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、原料挤出造粒

按照权利要求1~6任一项所述的组成称取原料，先将混合均匀的聚烯烃弹性体、聚丙烯和填充母料投入到双螺杆挤出机第一加料口中，再按计量比例将20%~60%的抗氧剂、40%~90%光稳定剂和20%~60%钛白粉投入到第二加料口，然后将剩余计量比例的抗氧剂、光稳定剂和钛白粉投入第三加料口，经挤出，牵引，造粒，得到热塑性聚烯烃颗粒；

二、颗粒压光成型

将热塑性聚烯烃颗粒投入到双螺杆挤出中经挤出、压光、回火、牵引、收卷成型，得到耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材；

所述原料挤出造粒步骤中，第一加料口设置在双螺杆挤出机输送段的入口端，第二加料口设置在双螺杆挤出机熔融段的入口端，第三加料口设置在双螺杆挤出机压缩段的入口端；

所述原料挤出造粒步骤中，双螺杆挤出机的工作温度为190℃~210℃。

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