CN109370068B - 一种耐低温tpo自粘层及其制备方法和耐低温tpo防水卷材 - Google Patents

一种耐低温tpo自粘层及其制备方法和耐低温tpo防水卷材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温TPO自粘层及其制备方法和耐低温TPO防水卷材。该耐低温TPO自粘层包括以下组分：硅橡胶25～60重量份、丁基橡胶35～80重量份、萜烯树脂2～5重量份、石油树脂10～25重量份、纳米碳酸钙12～32重量份、气相法白炭黑15～25重量份、加工助剂10～30重量份、无机染料5～10重量份、防老剂0.8～1.2重量份、交联促进剂0.12～0.18重量份、交联剂0.3～0.4重量份。本发明提高了自粘层的耐低温性能、自粘层的颜色可调、制得的耐低温自粘TPO卷材在高温下不发生流淌、变形和起皱，拓宽了自粘TPO卷材的施工应用区域范围。

Description

一种耐低温TPO自粘层及其制备方法和耐低温TPO防水卷材
技术领域
本发明属于防水卷材领域，更具体地，涉及一种耐低温TPO自粘层及其制备方法和耐低温TPO防水卷材。
背景技术
热塑性聚烯烃类(TPO)防水卷材是一种以乙烯树脂为基料，采用先进聚合技术和特定配方制成的片状热塑性橡胶弹性防水材料，是近几年盛行的一种新材料，配料中不含增塑剂，不存在增塑剂迁移而变脆，具有拉伸强度大、耐穿性好，抗紫外线强，表面光滑、高反射率且耐污染等综合特点，易加工，可焊接、施工方便，完全回收，绿色环保。
TPO防水卷材具有橡胶的耐侯性和聚烯烃的可焊接性，耐低温性优异，在低温下具有良好的柔韧性，使用温度范围大；同时，其具有高断裂强度、高撕裂强度、耐根穿刺能力强。TPO防水卷材通常为白色等浅色，阳光反射率高，节能，减少了城市的热岛效应。由于建筑行业的发展需求，综合了TPO防水卷材的优异性能和方便施工要求的自粘型TPO防水卷材因此产生。
传统的TPO自粘防水卷材一般采用热塑性聚烯烃作为卷材的基体材料，在基体片材上涂一层热熔型压敏胶，然而，压敏胶体系一般耐低温性能较差，在一些严寒和低温地区使用时，胶层会出现脆性断裂，导致满粘结构被破坏，出现渗漏点。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提出一种性能优异的耐低温TPO自粘型防水卷材，同时，自粘层的颜色可调，在高温下不出现流淌、变形和起皱现象。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种耐低温TPO自粘层，该耐低温TPO自粘层包括以下组分：
硅橡胶25～60重量份、丁基橡胶35～80重量份、萜烯树脂2～5重量份、石油树脂10～25重量份、纳米碳酸钙12～32重量份、气相法白炭黑15～25重量份、加工助剂10～30重量份、无机染料5～10重量份、防老剂0.8～1.2重量份、交联促进剂0.12～0.18重量份、交联剂0.3～0.4重量份。
作为本发明优选的实施方式，该耐低温TPO自粘层包括以下组分：
硅橡胶40～50重量份、丁基橡胶60～70重量份、萜烯树脂2.5～3.5重量份、石油树脂18～25重量份、纳米碳酸钙15～25重量份、气相法白炭黑18～22重量份、加工助剂15～25重量份、无机染料6～8重量份、防老剂0.9～1.1重量份、交联促进剂0.14～0.16重量份、交联剂0.32～0.38重量份。
作为本发明优选的实施方式，所述硅橡胶为甲基乙烯基苯基硅橡胶。更优选地，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶的苯基摩尔含量为2.5～10％，乙烯基摩尔含量为0.15～0.25％，分子量为45～80万。符合上述条件的甲基乙烯基苯基硅橡胶具有更突出的耐低温和耐高温性能。
作为本发明优选的实施方式，所述纳米碳酸钙的粒径≤1000目。该粒径范围内，纳米碳酸钙具有更突出的产品性能，其中，粒径≤1000目是指纳米碳酸钙的粒径尺寸小于1000目，例如为1100目、1200目等。
作为本发明优选的实施方式，所述气相法白炭黑的比表面积≥200m2/g。其中，比表面积的测定方法为BET法。比表面积越大，在橡胶加工中分散性越好，且可以起到一定的补强效果。
本发明中，所述加工助剂、无机染料、防老剂、交联促进剂及交联剂均可以选用本领域技术人员常规采用的加工助剂、无机染料、防老剂、交联促进剂及交联剂。
优选地，所述加工助剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、石蜡油和芳烃油中的至少一种。
优选地，所述无机染料选自钛白粉、氧化铁红、氧化铁蓝、氧化铁绿、氧化铁黄和氧化铁紫中的至少一种。
优选地，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂2246和防老剂AW中的至少一种。
优选地，所述交联促进剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选地，所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的至少一种。
本发明的第二方面提供上述的耐低温TPO自粘层的制备方法，该制备方法包括：
将丁基橡胶置于密炼机中加工，然后分多次(例如分三次)加入硅橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、气相法白炭黑、加工助剂、无机染料和防老剂，进行第一密炼，至混合均匀，然后加入交联促进剂和交联剂，进行第二密炼，经挤出机挤出，得到所述耐低温TPO自粘层。
作为本发明优选的实施方式，该耐低温TPO防水卷材由上述耐低温TPO自粘层与TPO片材经热压复合制得。
作为本发明优选的实施方式，所述耐低温TPO自粘层的厚度为0.4～1.5mm。在该范围内，耐低温TPO自粘层具有较高的粘接强度，同时，厚度越大粘接强度越大。
本发明的有益效果：
本发明通过改进自粘层配方从而优化耐低温骨架结构，提高自粘层的耐低温性能，和TPO在同样低温环境下达到不断裂依然保持柔软敷贴的效果，在低温环境中服役保证自粘型TPO防水卷材与粘接基面之间形成真正的满粘柔性防水结构。同时，自粘层的颜色可调，通过添加不同颜色的无机染料，便于识别漏水点。制得的耐低温自粘TPO卷材在高温下不发生流淌、变形和起皱，既可以适应低温严寒地带，也可适应高温高热地区的施工环境，拓宽了自粘TPO卷材的施工应用区域范围。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了本发明的各配方组分形成的结构的示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明通过改进自粘层的配方体系，从而改变了自粘层的结构体系，使其具有耐低温柔性骨架结构的同时兼具有较高的自粘性能，配方结构如图1所示，通过使用耐低温性能优异的硅橡胶热挤出硫化得到耐低温优异的硅橡胶三维交联网络骨架结构，高自粘性的非硫化丁基橡胶高分子链缠绕分布于耐低温优异的硅橡胶三维网络结构中，非硫化丁基橡胶自身的自粘性和硅橡胶三维交联网络的耐低温性能相结合更好的适应和满足工作在低温下的TPO主体材料，与之完美的敷贴在一起，保证低温下自粘型TPO防水卷材与粘接基面之间形成真正的满粘防水结构。
实施例1：
本实施例提供一种耐低温TPO防水卷材，其中，
耐低温TPO自粘层的中各组分的重量份数为：甲基乙烯基苯基硅橡胶25份，丁基橡胶35份，萜烯树脂2份，石油树脂10份，纳米碳酸钙12份，气相法白炭黑15份，邻苯二甲酸二辛酯10份，钛白粉5份，防老剂RD 1份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.15份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.35份。
制备方法为：将丁基橡胶置于密炼机中，温度100℃，转速67r/min条件下加工6～10min，然后分三次交替加入甲基乙烯基苯基硅橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、气相法白炭黑、邻苯二甲酸二辛酯、钛白粉和防老剂RD，密炼12～18min，至混合均匀，将温度降至50℃，然后加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，密炼5～6min后出料，然后在开炼机上下片，再通过橡胶挤出机挤出0.4～1.5mm厚的TPO自粘层，再通过与TPO挤出机挤出的均质片材通过三辊压延机热压复合成具有白色自粘层的自粘TPO防水卷材。
实施例2：
本实施例提供一种耐低温TPO防水卷材，其中，
TPO自粘层的中各组分的重量份数为：甲基乙烯基苯基硅橡胶60份，丁基橡胶80份，萜烯树脂5份，石油树脂25份，纳米碳酸钙32份，气相法白炭黑25份，石蜡油30份，氧化铁蓝10份，防老剂AW1份，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.15份，2,4-二氯过氧化苯甲酰0.35份。
制备方法为：将丁基橡胶置于密炼机中，温度100℃，转速67r/min条件下加工6～10min，然后分三次交替加入甲基乙烯基苯基硅橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、气相法白炭黑、石蜡油、氧化铁蓝和防老剂AW，密炼12～18min，至混合均匀，将温度降至50℃，然后加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和2,4-二氯过氧化苯甲酰，密炼5～6min后出料，然后在开炼机上下片，再通过橡胶挤出机挤出0.4～1.5mm厚的TPO自粘层，再通过与TPO挤出机挤出的均质片材通过三辊压延机热压复合成具有蓝色自粘层的自粘TPO防水卷材。
实施例3：
本实施例提供一种耐低温TPO防水卷材，其中，
TPO自粘层的中各组分的重量份数为：甲基乙烯基苯基硅橡胶45份，丁基橡胶65份，萜烯树脂3份，石油树脂20份，纳米碳酸钙20份，气相法白炭黑20份，邻苯二甲酸二丁酯10份，芳烃油10份，氧化铁紫7份，防老剂4010NA1份，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.15份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.15份，过氧化二异丙苯0.2份。
制备方法为：将丁基橡胶置于密炼机中，温度100℃，转速67r/min条件下加工6～10min，然后分三次交替加入甲基乙烯基苯基硅橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、气相法白炭黑、邻苯二甲酸二辛酯、芳烃油、氧化铁紫和防老剂4010NA，密炼12～18min，至混合均匀，将温度降至50℃，然后加入3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化二异丙苯，密炼5～6min后出料，然后在开炼机上下片，再通过橡胶挤出机挤出0.4～1.5mm厚的TPO自粘层，再通过与TPO挤出机挤出的均质片材通过三辊压延机热压复合成具有紫色自粘层的自粘TPO防水卷材。
本发明实施例1-3及常规压敏胶体系自粘TPO卷材的化学、物理力学性能检测指标如表1所示：
表1
Figure BDA0001810708870000061
Figure BDA0001810708870000071
由表1可知，本发明的耐低温自粘TPO防水卷材在低温弯折、耐热性、与铝板粘接强度方面，性能显著优于压敏胶体系自粘TPO卷材。其中，实施例3优于实施例1、2，可见优选重量份范围的各组分制得的防水卷材具有更好的效果。实施例2优于实施例1，可见TPO自粘层配方中含有相对较高量的树脂能够具有更好的效果。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种耐低温TPO自粘层，其特征在于，该耐低温TPO自粘层包括以下组分：
硅橡胶25~60重量份、丁基橡胶35~80重量份、萜烯树脂2~5重量份、石油树脂10~25重量份、纳米碳酸钙12~32重量份、气相法白炭黑15~25重量份、加工助剂10~30重量份、无机颜料5~10重量份、防老剂0.8~1.2重量份、交联促进剂0.12~0.18重量份、交联剂0.3~0.4重量份；
所述硅橡胶为甲基乙烯基苯基硅橡胶；
所述甲基乙烯基苯基硅橡胶的苯基摩尔含量为2.5～10%，乙烯基摩尔含量为0.15~0.25%，分子量为45~80万；
所述加工助剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、石蜡油和芳烃油中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的耐低温TPO自粘层，其中，该耐低温TPO自粘层包括以下组分：
硅橡胶40~50重量份、丁基橡胶60~70重量份、萜烯树脂2.5~3.5重量份、石油树脂18~25重量份、纳米碳酸钙15~25重量份、气相法白炭黑18~22重量份、加工助剂15~25重量份、无机颜料6~8重量份、防老剂0.9~1.1重量份、交联促进剂0.14~0.16重量份、交联剂0.32~0.38重量份。
3.根据权利要求1或2所述的耐低温TPO自粘层，其中，所述气相法白炭黑的比表面积≥200m2/g。
4.根据权利要求1或2所述的耐低温TPO自粘层，其中，
所述无机颜料选自钛白粉、氧化铁红、氧化铁蓝、氧化铁绿、氧化铁黄和氧化铁紫中的至少一种；
所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂2246和防老剂AW中的至少一种；
所述交联促进剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰和过氧化二异丙苯中的至少一种。
5.权利要求1-4中任意一项所述的耐低温TPO自粘层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
将丁基橡胶置于密炼机中加工，然后分多次加入硅橡胶、萜烯树脂、石油树脂、纳米碳酸钙、气相法白炭黑、加工助剂、无机颜料和防老剂，进行第一密炼，至混合均匀，然后加入交联促进剂和交联剂，进行第二密炼，经挤出机挤出，得到所述耐低温TPO自粘层。
6.一种耐低温TPO防水卷材，其特征在于，该耐低温TPO防水卷材由权利要求1-4中任意一项所述的耐低温TPO自粘层与TPO片材经热压复合制得。
7.根据权利要求6所述的耐低温TPO防水卷材，其中，所述耐低温TPO自粘层的厚度为0.4~1.5mm。
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