CN111152531A - 一种tpo防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TPO防水卷材及其制备方法。该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、应力荷载层。本发明的TPO防水卷材通过各功能层的配合，有效解决了温敏变色染料户外使用时易老化的问题，使温敏变色卷材更具使用价值。

Description

一种TPO防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子防水卷材领域，更具体地，涉及一种TPO防水卷材及其制备方法。
背景技术
高分子防水卷材是以橡塑类材料为基本原料，加入助剂与填料，通过挤出、压延等加工方式成型的柔性防水材料。常见的种类有EPDM、PVC、TPO、TPV、PE等。相比于传统的沥青防水卷材，高分子防水卷材施工方便、耐久性好、制品美观，逐渐得到建筑施工商、业主、设计师们的认可。
TPO防水卷材，即热塑性聚烯烃(Thermoplastic polyolefin)防水卷材，是以聚丙烯、非硫化的热塑性弹性体为主要原料，填充碳酸钙、氢氧化镁、钛白粉等填料，以挤出压延的加工方式成型的防水卷材。TPO防水卷材具备以下的优点：内部没有不饱和双键，耐候性好；弹性体成分提供了良好的焊接窗口，施工性能优越；产品的硬度可以根据需求灵活调整，满足不同基面要求；产品加工中不使用增塑剂，可达到食品级要求，安全无污染。因此在欧美，TPO逐渐成为屋面防水材料的发展趋势。
防水卷材的颜色也会影响其吸收太阳能的效率，按照ASTM C 1549-09的测试方法及相关定义，白色或其它浅色TPO防水卷材太阳光反射比约为0.8～0.9，混凝土太阳光反射比约为0.2～0.4，深色TPO卷材太阳能反射比约为0.05～0.15。根据户外测试结果，夏季正午浅色TPO表面温度约40℃，混凝土基面温度约55～65℃，深色TPO卷材表面温度约60～80℃；冬季正午浅色TPO表面温度约20℃，混凝土基面温度约25～30℃，深色TPO卷材表面温度约30～35℃。
现有的TPO防水卷材，制成品的颜色通常与其内部填料颜色保持一致，主要以白色为主，虽然存在添加色粉制成的彩色TPO防水卷材，但是总体来说卷材的颜色比较单一，外露使用时无法满足现在建筑对外观设计的诉求。
现有的温敏变色型卷材主要停留在专利申请阶段，从描述看，大部分使用粘接、喷涂、覆膜等手段，在卷材的内部设置一道异于材料主体的变色层，之后再通过加热实现功能层间的复合。这类做法一方面在结构上存在材料破坏的薄弱点，另一方面过多的热处理也会使高分子制品的性能衰减。
现有的温敏变色颜料，比较容易受环境因素影响导致老化，其中紫外线、氧气、水分都可能导致颜料的褪色。此前相关专利对这一问题均未明确提供解决方法，而温敏变色防水卷材需要经受雨淋日晒，材料老化、颜料褪色是使用中避不开的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种TPO防水卷材及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种TPO防水卷材。该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、第一应力荷载层。该TPO防水卷材属于均质型TPO防水卷材。
根据本发明的另一种实施方式，所述TPO防水卷材还包括设置于第一应力荷载层下部的增强纤维层。该TPO防水卷材属于背衬型TPO防水卷材。
根据本发明的又一种实施方式，所述TPO防水卷材还包括依次设置于第一应力荷载层下部的增强纤维层和第二应力荷载层。该TPO防水卷材属于增强型TPO防水卷材。
作为优选方案，所述外保护层的原料组成包括：抗冲改性聚丙烯988-992wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰。
根据本发明，抗冲改性聚丙烯可通过商购获得，其硬度较高、透明度较好，具有比TPO树脂更耐刮擦的特性，避免了施工、使用过程中卷材表面磨损影响卷材外观，同时该外保护层也具备一定的隔气性，减少内层接触的水汽和氧气。
作为优选方案，所述紫外屏蔽层的原料组成包括：TPO树脂868-912wt‰、紫外屏蔽剂80-120wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰；所述紫外屏蔽剂为20-50nm的金红石型纳米二氧化钛和/或20-50nm的氧化锌。
根据本发明，紫外屏蔽层起到可见光透射、紫外线屏蔽的效果。可见光透射保证变色层的颜色可以被外界清晰地观察到，紫外线屏蔽则避免变色染料因吸收紫外线而快速老化。上述紫外屏蔽剂粒径范围适中，可以选择性地散射、吸收阳光中的紫外区成分，同时不影响可见光成分，即对紫外线不透明而对可见光透明。
作为优选方案，所述温敏变色层的原料组成包括：TPO树脂908-952wt‰、温敏变色色粉和/或温敏变色母粒40-50wt‰、任选的颜料0-30wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰。
其中，温敏变色层中任选的颜料是指市售常规颜料，仅用于提供颜色，而非具有变色能力的颜料。
根据本发明，温敏变色层通过添加温敏变色色粉或温敏变色母粒，可使其在高温和低温分别呈现出不同色彩，起到温敏变色的效果。
作为优选方案，所述第一应力荷载层的原料组成包括：TPO树脂663-777wt‰、填料200-300wt‰、金红石型钛白粉15-25wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰。
作为优选方案，所述第二应力荷载层的原料组成包括：TPO树脂669-781wt‰、填料200-300wt‰、颜料15-25wt‰、热稳定剂4-6wt‰。
其中，所述第二应力荷载层中，颜料是指市售常规颜料，仅用于提供颜色，而非具有变色能力的颜料。
作为优选方案，上述填料为碳酸钙，应力荷载层中添加碳酸钙可对力学性能起到更好的补强作用。
根据本发明，第一应力荷载层中添加普通的金红石型钛白粉可使该层对于可见光具有良好的反射性，作为衬底更好地显现变色层的色彩效果。
作为优选方案，本发明中的热稳定剂优选使用受阻酚类、亚磷酸酯类复配的热稳定剂，如受阻酚型热稳定剂BASF IRGANOX 1010，亚磷酸酯型热稳定剂BASF IRGAFOS 168。
作为优选方案，本发明中的光稳定剂优选使用高分子量的受阻胺类光稳剂，如BASF Chimassorb 2020。
根据本发明，均质型TPO防水卷材的实施方式中：
作为优选方案，外保护层的厚度为0.05-0.10mm；紫外屏蔽层的厚度为0.15-0.3mm；温敏变色层的厚度为0.2-0.3mm；第一应力荷载层的厚度为0.4-0.8mm。
根据本发明，背衬型TPO防水卷材的实施方式中：
作为优选方案，外保护层的厚度为0.05-0.10mm；紫外屏蔽层的厚度为0.15-0.3mm；温敏变色层的厚度为0.2-0.3mm；第一应力荷载层的厚度为0.4-0.8mm。增强纤维层优选使用聚酯非织造布。
根据本发明，增强型TPO防水卷材的实施方式中：
作为优选方案，外保护层的厚度为0.05-0.10mm；，紫外屏蔽层的厚度为0.15-0.3mm；温敏变色层的厚度为0.2-0.3mm；第一应力荷载层的厚度为0.2-0.5mm；第二应力荷载层的厚度为0.6-1.3mm。增强纤维层优选使用聚酯纤维网格布或玻璃纤维网格布。
本发明的第二方面提供上述的TPO防水卷材的制备方法。
均质型TPO防水卷材的制备方法包括：
将外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层的原料各由一台单螺杆挤出机熔融挤出，每台挤出机机头均设置齿轮泵；第一应力荷载层的原料由一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵；
各层物料从对应齿轮泵流出，以稳定熔融料流的形式在平缝式共挤出模具中完成复合，形成依次叠合的片状结构，自上而下依次为外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、第一应力荷载层；
从平缝式共挤出模具出来的熔融料流在三辊压光机冷却定型，随后经二次冷却、牵引、分切、收卷，得到所述TPO防水卷材。
作为优选方案，均质型TPO防水卷材的制备方法中，单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具的温度为190～230℃，三辊压光机的温度为40～80℃。
作为优选方案，为了保证各原料混合均匀，在将外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层的原料各由一台单螺杆挤出机熔融挤出前，先将原料进行造粒，获得造粒后的各层原料。
根据本发明一个具体的实施方式，均质型TPO防水卷材的制备方法包括：
各层原料分别用高速搅拌机混合均匀，其中紫外屏蔽层、温敏变色层的原料在混合好后，再分别使用双螺杆挤出机造粒线造粒，造粒过程中温度为180～190℃，预处理完成的原料被用于下一步；
将外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层对应的预处理过的原料各由一台单螺杆挤出机熔融挤出，每台挤出机机头均设置齿轮泵；第一应力荷载层对应的预处理过的原料由另一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵；各层物料从对应齿轮泵流出，以稳定熔融料流的形式在平缝式共挤出模具中完成复合，形成依次叠合的片状结构，自上而下依次为外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、第一应力荷载层；
从平缝式共挤出模具出来的熔融料流在三辊压光机冷却定型，随后经过二次冷却、牵引、分切、收卷，得到成品TPO防水卷材，单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具的温度为190～230℃，三辊压光机的温度为40～80℃。
根据本发明一个具体的实施方式，背衬型TPO防水卷材的制备方法包括：
按照上述均质型TPO防水卷材的实施方式制备熔融的多层料流，纤维增强层经展平辊展开，在三辊压光机上与熔融的多层料流热复合、定型；随后经过二次冷却、牵引、分切、收卷，制得成品TPO防水卷材。单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具温度190～230℃，三辊压光机温度40～80℃。
根据本发明一个具体的实施方式，增强型TPO防水卷材的制备方法包括：
各层原料分别用高速搅拌机混合均匀，其中紫外屏蔽层、温敏变色层的原料在混合好后，再分别使用双螺杆挤出机造粒线造粒，造粒过程中温度为180～190℃，预处理完成的原料被用于下一步；
第二应力荷载层对应的预处理过的原料由另一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵，物料从齿轮泵流出后，以稳定熔融料流的形式进入平缝式挤出模头，形成单层的片状结构；
纤维增强层经展平辊展开，先在第一三辊压光机上与熔融的单层的料流热复合、定型，得到附有增强纤维层的第二应力荷载层；
按照上述均质型TPO防水卷材的实施方式制备熔融的多层料流，将前述的附有增强纤维层的第二应力荷载层牵引至第二三辊压光机，从平缝式共挤出模具出来的熔融的多层料流，在第二三辊压光机上，与附有纤维增强层的第二应力荷载层热复合、定型，熔融的多层料流中的第一应力荷载层与纤维增强层热复合；
随后经过二次冷却、牵引、分切、收卷，制得成品TPO防水卷材，单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具的温度为190～230℃，三辊压光机的温度为40～80℃。
根据本发明，上述制备方法中，多层共挤出技术其工作原理是在挤出模具中设计几个独立的流道，每个独立流道都有一台挤出机输送熔融的原料，不同层的物料分别走不同流道，这些流道在流出模具前会按照设定的顺序交汇到一起，从而将不同层的物料复合在一起。通过控制物料、模具设计、加工参数，保证此处物料的流动状态接近层流，可以使挤出制品具有规整的多层结构。本发明各个层结构流动性能相差不大，因此可以在模具中比较平稳地流出。
根据本发明，上述制备方法中，三辊热压合技术是橡塑材料板、片类加工领域的一项成熟技术。需要加工的物料从模具流出后，在熔融状态下进入三辊压光机的辊隙，由于辊间距固定，因此辊会提供一定的压合力使得制品表面被压紧压平。通过辊隙后，物料包裹在中辊上，与辊面、空气进行热交换，冷却后从熔融态变为固态。经过三辊压光机后，产品基本定型，后续经冷却、分切、收卷等工序即制得成品。
本技术方案带来的有益效果：
1.本发明的TPO防水卷材各功能层间使用树脂自身熔融粘接，层间形成微观上互相渗透，宏观上相对独立的结构，不易分层。由于不使用粘接剂，避免粘接剂污染变色层，或粘接界面作为薄弱点引起卷材破坏，提高材料的可靠性。
2.本发明的TPO防水卷材使用模内复合、热压合生产工艺，将各功能层熔融粘接为一体，通过调控对应挤出机的挤出量，可以达成对各层厚度的精确控制。相比先成型树脂基体，再逐步粘接覆膜，工艺更简单，效果更可靠，避免了多次热加工对高分子制品的不利影响。
3.本发明表面耐污，耐刮擦，抗紫外，可焊接，力学性能可通过应力荷载层调整，外观颜色灵活可根据需求定制，具备在-40～80℃的温度范围内表面随温度作可逆变色的效果，兼顾用户所需的实用效果与装饰效果。
4.本发明的TPO防水卷材通过各功能层的配合，有效解决了温敏变色染料户外使用时易老化的问题，使温敏变色卷材更具使用价值。
5.本发明的TPO防水卷材加工过程中不使用溶剂、涂料，制品低VOC、、无有害助剂迁移，绿色环保。
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
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明实施例1的示意性结构图。
图2示出了本发明实施例2的示意性结构图。
图3示出了本发明实施例3的示意性结构图。
附图标记说明：1-外保护层、2-紫外屏蔽层、3-温敏变色层、4-第一应力荷载层、5-纤维增强层、6-第二应力荷载层。
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。
实施例1
本实施例提供一种TPO防水卷材及其制备方法，属于均质型防水卷材。本实施例的示意性结构图如图1所示，该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4。
外保护层1的原料组成为：抗冲改性聚丙烯(Basell ASI Polypropylene1188-01)990wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
紫外屏蔽层2的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)890wt‰、紫外屏蔽剂(智钛晶和VK-T02H纳米二氧化钛，粒径30nm)100wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
温敏变色层3的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)940wt‰、温敏变色色粉(变色温度为43℃的热消色型温敏色粉，金华利进H31，颜色为黑色，具有微胶囊结构，供应商提供)50wt‰、热稳定剂(IRGANOX1010)5wt‰、光稳定剂(BASF Tinuvin 2020)5wt‰。
第一应力荷载层4的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)770wt‰、填料(Omya 2T-JI)200wt‰、金红石型钛白粉(龙蟒佰利LR-108)20wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
原料预处理：各层原料分别用高速搅拌机混合均匀，其中紫外屏蔽层2、温敏变色层3的原料在混合好后，再分别使用双螺杆挤出机造粒线造粒，造粒过程中温度为180～190℃，预处理完成的原料被用于下一步。
TPO防水卷材加工成型：将外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3预处理后的原料分别由一台单螺杆挤出机挤出，在机头设置齿轮泵以稳定料流；第一应力荷载层4的原料由一台双螺杆挤出机供料，同样在机头设置齿轮泵以稳定料流。各层物料从齿轮泵流出后，经各自挤出机对应的流道，在平缝式共挤出模具内汇合，各层物料在模具中均延展成宽度2～2.2m的膜，各层依次叠合，自上而下依次为外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4，一起以熔融形式流出平缝式共挤出模具的口模。单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具温度190～230℃。
随后熔融的多层料流在三辊压光机定型，辊隙1.2mm，辊温40-80℃，以4～5m/min的线速度牵引，分切后得到成品卷材。
本实施例制得的卷材，外保护层1的厚度为0.05mm；紫外屏蔽层2的厚度为0.2mm；温敏变色层3的厚度为0.2mm；第一应力荷载层4的厚度为0.75mm；总厚度为1.2mm。
对本实施例的产品做升温测试，23℃产品上表面呈黑色，升温至44℃时产品温敏变色层3颜色开始变浅，升温至50℃时变色层接近透明，上表面呈树脂基层的白色；恢复初始温度(23℃)后卷材表面颜色恢复至黑色。经测试，样品在20℃时太阳光反射比为0.13，在50℃时太阳光反射比为0.84，因此本实施例的产品具备高温时降低建筑对太阳能吸收、低温时增加建筑对太阳能吸收的特性，可以用于被动式建筑领域，节能减排。
另采用温敏变色层3配方及加工工艺，制备1.2mm对照样品，从该对照样品与本实施例的产品上各自取样，按照GB27789-2011条件，对两组样品各进行500小时氙灯老化试验，经测试，直接暴露于老化环境中的对照样品热致变色能力出现明显衰退，而本实施例产品热致变色效果基本不发生改变。再次测试太阳光反射比，20℃时太阳光反射比为0.14，在50℃时太阳光反射比为0.67。
通过对本实施例产品进行循环的加热与冷却(温度变化范围为-20～70℃)，测试了样品热致变色的可逆性，可逆变色次数超1000次。
对本实施例产品做力学性能检测，检测方法采用GB/T 528-2009、GB/T529-2008，分别评测产品的拉伸性能和撕裂性能。实验结果表面，本发明产品的性能可达到以下技术指标：拉伸强度20MPa左右，断裂伸长率650％以上，直角撕裂强度60N/mm以上。与应力荷载层的力学性能相当。
对本实施例产品做施工性能测试，采用LEISTER Varimat V2型交叠焊接焊机，以焊接温度500℃，焊接速度2.5m/min的条件测试，焊接后产品放置24h后测试，最大接缝剥离强度12.0N/mm，平均接缝剥离强度10.0N/mm，满足国家标准的要求。
实施例2
本实施例提供一种TPO防水卷材及其制备方法，属于背衬型防水卷材。本发明实施例的示意性结构图如图2所示，该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4和增强纤维层5。
本实施例中外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4原料组成与实施例1中相同。增强纤维层使用聚酯纤维非织造布。
原料预处理：各层原料分别用高速搅拌机混合均匀，其中紫外屏蔽层2、温敏变色层3的原料在混合好后，再分别使用双螺杆挤出机造粒线造粒，造粒过程中温度为180～190℃，预处理完成的原料被用于下一步。
TPO防水卷材加工成型：将外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3预处理后的原料分别由一台单螺杆挤出机挤出，在机头设置齿轮泵以稳定料流；第一应力荷载层4的原料由另一台双螺杆挤出机供料，同样在机头设置齿轮泵以稳定料流。各层物料从齿轮泵流出后，经各自挤出机对应的流道，在平缝式共挤出模具内汇合，各层物料在模具中均延展成宽度2～2.2m的膜，各层上下依次叠合，自上而下依次为外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4，一起流出平缝式共挤出模具的口模。
增强纤维层经展平辊展开，在三辊压光机上与熔融的多层料流热复合、定型。随后经过二次冷却、牵引、分切、收卷等工艺步骤，即制得成品TPO防水卷材。三辊压光机辊隙设置为1.3mm，辊温40～80℃，单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具温度190～230℃。
实施例3
本实施例提供一种TPO防水卷材及其制备方法，属于增强型防水卷材。本发明实施例的示意性结构图如图3所示，该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4、增强纤维层5和第二应力荷载层6。
外保护层1的原料组成为：抗冲改性聚丙烯(Basell ASI Polypropylene1188-01)990wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
紫外屏蔽层2的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)890wt‰、紫外屏蔽剂(智钛晶和VK-T02H纳米二氧化钛，粒径30nm)100wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
温敏变色层3的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)915wt‰、金华利进H1231(热消色型，变色温度40℃，孔雀绿色)，添加量25wt‰、金华利进H8031(热消色型，变色温度25℃，蓝色)，添加量25wt‰、常规黄色颜料，添加量25wt‰、热稳定剂5wt‰、光稳定剂5wt‰。
第一应力荷载层4的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)770wt‰、填料(Omya 2T-JI)200wt‰、金红石型钛白粉(龙蟒佰利LR-108)20wt‰、热稳定剂(IRGANOX1010)5wt‰、光稳定剂(BASF Tinuvin 2020)5wt‰。
增强纤维层5使用聚酯纤维网格布。
第二应力荷载层6的原料组成为：TPO树脂(Basell Hifax 10A)775wt‰、填料(Omya 2T-JI)200wt‰、金红石型钛白粉(龙蟒佰利LR-108)20wt‰、热稳定剂(IRGANOX1010)5wt‰。
各层原料分别用高速搅拌机混合均匀，其中紫外屏蔽层2、温敏变色层3的原料在混合好后，再分别使用双螺杆挤出机造粒线造粒，造粒过程中温度为180～190℃，预处理完成的原料被用于下一步。
第二应力荷载层6对应的预处理过的原料由另一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵，物料从齿轮泵流出后，以稳定熔融料流的形式进入平缝式挤出模头，形成单层的片状结构。
增强纤维层5经展平辊展开，先在三辊压光机A上与熔融的单层的料流热复合、定型。得到附有增强纤维层5的第二应力荷载层6。
将外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3对应的预处理过的原料各由一台单螺杆挤出机熔融挤出，每台挤出机机头均设置齿轮泵；第一应力荷载层对应的预处理过的原料由一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵。各层物料从对应齿轮泵流出，以稳定熔融料流的形式在平缝式共挤出模具中完成复合，形成依次叠合的片状结构，自上而下依次为外保护层1、紫外屏蔽层2、温敏变色层3、第一应力荷载层4。
将前述的附有纤维增强层5的第二应力荷载层6牵引至三辊压光机B。从平缝式共挤出模具出来的熔融的多层料流，在三辊压光机B上与附有纤维增强层5的第二应力荷载层6热复合、定型。熔融的多层料流中的第一应力荷载层4与纤维增强层5热复合。
随后经过二次冷却、牵引、分切、收卷，制得成品TPO防水卷材。单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的温度均为190～200℃，模具温度190～230℃，三辊压光机温度40～80℃。
外保护层1的厚度为0.10mm；紫外屏蔽层2的厚度为0.2mm；温敏变色层3的厚度为0.2mm；第一应力荷载层4的厚度为0.35mm；第二应力荷载层6的厚度为0.65mm；制成品总厚度为1.50mm。
对本实施例产品做升温测试，23℃本发明产品上表面呈蓝色，升温至26℃时产品变色层颜色逐渐转变为翠绿色，升温至42℃时本产品变色层转变为黄色；降低温度后变色层依次恢复初始颜色，恢复25℃时卷材表面颜色恢复到测试开始时的颜色。由测试结果可见，本产品在温度变化时可以表现出不同色彩，在屋面装饰方面具有较高价值。
另采用温敏变色层3配方及加工工艺，制备1.5mm对照样品，从该对照样品与本实施例的制品各自取样，按照GB27789-2011条件，对两组样品进行500小时氙灯老化试验，经测试，直接暴露于老化环境中的对照样品失去热致变色能力，而本实施例产品仍可实现热致变色，且颜色效果基本不发生改变。
通过对本实施例产品进行循环的加热与冷却(温度变化范围为-20～70℃)，测试了样品热致变色的可逆性，可逆变色次数超1000次。
对本实施例产品做性能检测，检测方法采用GB 27789-2011，分别评测产品的宽条拉伸性能和梯形撕裂性能。实验结果表面，本发明产品的性能可达到以下技术指标：拉伸强度270N/cm左右，最大拉力伸长率50％左右，梯形撕裂强度590N以上。
对本实施例产品做施工性能测试，采用LEISTER Varimat V2型交叠焊接焊机，以焊接温度500℃，焊接速度2.5m/min的条件测试，焊接后产品放置24h后测试，最大接缝剥离强度10.0N/mm，平均接缝剥离强度8.0N/mm，满足国家标准的要求。
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 (10)

1.一种TPO防水卷材，其特征在于，该TPO防水卷材包括从上到下依次设置的外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、第一应力荷载层。
2.根据权利要求1所述的TPO防水卷材，其中，所述TPO防水卷材还包括设置于第一应力荷载层下部的增强纤维层。
3.根据权利要求1所述的TPO防水卷材，其中，所述TPO防水卷材还包括依次设置于第一应力荷载层下部的增强纤维层和第二应力荷载层。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的TPO防水卷材，其中，
所述外保护层的原料组成包括：抗冲改性聚丙烯988-992wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰；
所述紫外屏蔽层的原料组成包括：TPO树脂868-912wt‰、紫外屏蔽剂80-120wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰；所述紫外屏蔽剂为20-50nm的金红石型纳米二氧化钛和/或20-50nm的氧化锌；
所述温敏变色层的原料组成包括：TPO树脂908-952wt‰、温敏变色色粉和/或温敏变色母粒40-50wt‰、任选的颜料0-30wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰；
所述第一应力荷载层的原料组成包括：TPO树脂663-777wt‰、填料200-300wt‰、金红石型钛白粉15-25wt‰、热稳定剂4-6wt‰、光稳定剂4-6wt‰。
5.根据权利要求2所述的TPO防水卷材，其中，所述增强纤维层使用聚酯非织造布。
6.根据权利要求3所述的TPO防水卷材，其中，所述第二应力荷载层的原料组成包括：
TPO树脂669-781wt‰、填料200-300wt‰、颜料15-25wt‰、热稳定剂4-6wt‰。
7.根据权利要求3所述的TPO防水卷材，其中，所述增强纤维层使用聚酯纤维网格布或玻璃纤维网格布。
8.根据权利要求1或2所述的TPO防水卷材，其中，
所述外保护层的厚度为0.05-0.10mm；
所述紫外屏蔽层的厚度为0.15-0.3mm；
所述温敏变色层的厚度为0.2-0.3mm；
所述第一应力荷载层的厚度为0.4-0.8mm。
9.根据权利要求3所述的TPO防水卷材，其中，
所述外保护层的厚度为0.05-0.10mm；
所述紫外屏蔽层的厚度为0.15-0.3mm；
所述温敏变色层的厚度为0.2-0.3mm；
所述第一应力荷载层的厚度为0.2-0.5mm；
所述第二应力荷载层的厚度为0.6-1.3mm。
10.权利要求1-4中任意一项所述的TPO防水卷材的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
将外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层的原料各由一台单螺杆挤出机熔融挤出，每台挤出机机头均设置齿轮泵；第一应力荷载层的原料由一台双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机机头设置齿轮泵；
各层物料从对应齿轮泵流出，以稳定熔融料流的形式在平缝式共挤出模具中完成复合，形成依次叠合的片状结构，自上而下依次为外保护层、紫外屏蔽层、温敏变色层、第一应力荷载层；
从平缝式共挤出模具出来的熔融料流在三辊压光机冷却定型，随后经二次冷却、牵引、分切、收卷，得到所述TPO防水卷材。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112408870A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 中广核高新核材科技（苏州）有限公司 用于管道防火的吸热核辐射屏蔽卷材及其制造方法
CN115074048A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 中建材苏州防水研究院有限公司 一种热敏变色本体反粘型tpo高分子防水卷材及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2503069Y (zh) * 2001-06-11 2002-07-31 北京立高防水工程有限公司 彩膜改性沥青防水卷材
CN203939187U (zh) * 2014-07-04 2014-11-12 王志强 一种可变色防水卷材
CN104553130A (zh) * 2015-01-23 2015-04-29 唐山东方雨虹防水技术有限责任公司 一种易熔型高性能弹性体改性沥青防水卷材
CN204590430U (zh) * 2015-05-04 2015-08-26 唐山德生防水股份有限公司 新型变色保温高分子复合自粘防水卷材
CN206011909U (zh) * 2016-08-15 2017-03-15 远大洪雨（唐山）防水材料有限公司 温敏变色热塑性聚烯烃防水卷材
CN209700043U (zh) * 2019-03-01 2019-11-29 北京新世纪京喜防水材料有限责任公司 一种温感可变色防水卷材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2503069Y (zh) * 2001-06-11 2002-07-31 北京立高防水工程有限公司 彩膜改性沥青防水卷材
CN203939187U (zh) * 2014-07-04 2014-11-12 王志强 一种可变色防水卷材
CN104553130A (zh) * 2015-01-23 2015-04-29 唐山东方雨虹防水技术有限责任公司 一种易熔型高性能弹性体改性沥青防水卷材
CN204590430U (zh) * 2015-05-04 2015-08-26 唐山德生防水股份有限公司 新型变色保温高分子复合自粘防水卷材
CN206011909U (zh) * 2016-08-15 2017-03-15 远大洪雨（唐山）防水材料有限公司 温敏变色热塑性聚烯烃防水卷材
CN209700043U (zh) * 2019-03-01 2019-11-29 北京新世纪京喜防水材料有限责任公司 一种温感可变色防水卷材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112408870A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 中广核高新核材科技（苏州）有限公司 用于管道防火的吸热核辐射屏蔽卷材及其制造方法
CN115074048A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 中建材苏州防水研究院有限公司 一种热敏变色本体反粘型tpo高分子防水卷材及其制备方法
CN115074048B (zh) * 2022-07-26 2022-11-22 中建材苏州防水研究院有限公司 一种热敏变色本体反粘型tpo高分子防水卷材及其制备方法

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