CN113388336A - Tpo热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Tpo热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法，防水卷材包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶的质量比为(15‑20)∶(20‑45)∶(20‑45)；TPO热塑性聚烯烃高分子基料包括聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂，聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂的质量比为(35‑45)∶(55‑65)∶(5‑10)∶(6‑8)∶(7‑11)；非沥青基自粘胶包括丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂，丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂的质量比为(100‑140)∶(80‑100)∶(3‑5)∶(10‑14)∶(2‑5)。本申请防水卷材化学性能更为稳定，在施工中与后浇混凝土粘结性强。

Description

TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制 备方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法。
背景技术
防水卷材，由沥青、橡胶或其他有机材料制成，是具有良好的防水性和较好的柔韧性的一种可卷曲的片状防水材料。在防水工程中，防水卷材是用于建筑工程防水的重要材料，可代替易渗漏、寿命短的石油沥青油毡的传统材料，具有污染性低、防水性能优异、施工简单、冷作业、拉伸强度高、抗撕裂强度高、耐老化性能优异等性能和施工优势。但传统的改性沥青防水卷材受施工环境影响很大，环境温度低于10摄氏度时其粘附特性急剧下降。
近年来，防水卷材产品朝着单层、冷施工的方向得以快速发展，如自粘式防水卷材、湿铺/预铺式防水、聚乙烯高分子、氯化聚乙烯(PVC)高分子、聚烯烃(TPO)高分子等新型高分子防水卷材先后被开发研制出来并广泛投入使用到建筑防水施工工程中，逐步从功能单一、结构单一向品类繁多、功能性更强、更系统化、多元化、顺应建筑结构发展变化的方向发展。TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘防水卷材作为一种新型防水材料，比一般高分子卷材层的老化性能更为优越，具有自粘强度高，粘结后耐久性长，耐气候性，耐老化性，稳定剂好，拉伸强度高，延伸率大，适应性强，耐低温等特点。但经分析发现，现有的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘防水卷材仍存在自粘胶表面粘结不牢靠，抗撕裂和耐冲击性能差等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种具有良好的耐候性和耐久性、可焊接性，提高了断裂强度，抗疲劳、抗穿刺、自愈、耐高低温等性能，化学性能更为稳定，在施工中与后浇混凝土粘结性强，同时具有良好抗紫外线性能的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料、非沥青基自粘胶和隔离膜。其中所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料为两层，分别位于所述聚酯织物胎基的两侧，所述非沥青基自粘胶位于所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料远离所述聚酯织物胎基的一侧；其中所述聚酯织物胎基、所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料和所述非沥青基自粘胶的质量比为(15-20)∶(20-45)∶(20-45)；
所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料包括聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂，所述聚丙烯、所述乙丙橡胶、所述光稳定剂、所述阻燃剂和所述抗氧化剂的质量比为(35-45)∶(55-65)∶(5-10)∶(6-8)∶(7-11)；
所述非沥青基自粘胶包括丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂，所述丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂的质量比为(100-140)∶(80-100)∶(3-5)∶(10-14)∶(2-5)。
优选的，所述聚丙烯和所述乙丙橡胶的质量比为2：3。
优选的，所述多羟基聚合物为壳聚糖、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种。
优选的，所述多羟基聚合物为壳聚糖和羟乙基纤维素，其中所述壳聚糖和所述羟乙基纤维素的质量比为(28-35)∶(65-72)。
进一步优选的，所述壳聚糖和所述羟乙基纤维素的质量比为30∶70。
优选的，所述抗紫外线剂为氧化锌和氧化铈中的至少一种，当所述抗紫外线剂包括氧化锌和氧化铈时，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为(3.2-4.2)∶(5.8-6.8)。
进一步优选的，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为3.5∶6.4。
优选的，所述增粘剂包括萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂中的至少一种。
优选的，所述聚酯织物胎基包括呈三角形网格状结构，所述三角形网状结构的边长为1-3mm。
优选的，所述丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂的质量比为120∶90∶4∶12∶3。
第二方面，本申请提供一种如上面任一项所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材的制备方法包括：
(1)将TPO热塑性聚烯烃高分子基料混合均匀，在一次成型挤压过程中压缩进一层三角状网格聚酯织物加强网，使TPO的三层经过同步挤出、压延、冷却定型、收卷工序制造出TPO热塑性聚烯烃高分子防水卷材；
(2)将丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、增粘剂和抗紫外线剂按照设定比例加入带有搅拌装置的立式反应罐中，升温搅拌，融化均匀后加入预溶解的多羟基化物继续搅拌即可制成非沥青基自粘胶；
(3)将制备好的非沥青基自粘胶打入中转罐中，同时把第一步制成的的带TPO防护层的高分子胎基、隔离膜安置在防水卷材成型线膜架上，将非沥青基自粘胶与高分子胎基以及隔离膜通过对辊挤压冷却成型制成TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材成品。
本发明的有益效果包括：
一、采用具有优异的抗拉强度、抗撕裂强度三角形网格状结构的聚酯织物作为织物加强层，相比方网格状的织物加强层有很好的初始抗撕裂强度，但是难以承受非平行于经纬线方向上的力，三角状网格织物增强层可以承受各个方向上的力，同时具有更高的耐冲击性，使TPO高分子膜具有优异物理性，在施工时与基面性好。因此，采用用三角形网格状的结构，使防水卷材具有更强的抗撕裂强度和耐冲击性能，并采用先进加工工艺制成的片状可卷曲的防水材料，两层TPO材料中间夹一层聚酯纤维织物，可增强其物理性能，提高其断裂强度，抗疲劳和抗穿刺能力。
二、确定聚丙烯和乙丙橡胶在稳定温度(165-175℃)控制下，严格按配方(2:3)比例进行机械熔融共混，并在混合均匀状态下加入光稳定剂、阻燃剂、抗氧化剂形成TPO半成品，其高分子热稳定性大大提高。
三、创造性的在非沥青基胶膜中加入合适比例的多羟基聚合物，起到增粘，扩容，增塑的效果，大大提升防水卷材的蠕变性和自愈性。同时其活性羟基可与水泥在固化过程中发生化学反应形成化学键合力，防水卷材与后浇混凝土发生化学交联及物理卯榫，两者紧密的结合在一起形成皮肤式防水层，达到高强度、永久性的粘结，可以完全防止窜水。
附图说明
附图是本发明的卷材的一种结构示意图；
图中：
隔离膜100
非沥青基自粘胶200
TPO热塑性聚烯烃高分子基料500、300
聚酯织物胎基400
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
实施例1
请参阅图1，提供一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，防水卷材10包括聚酯织物胎基400、TPO热塑性聚烯烃高分子基料500和300、非沥青基自粘胶200和隔离膜100，其中TPO热塑性聚烯烃高分子基料500和300为两层，分别位于聚酯织物胎基400的两侧，非沥青基自粘胶位于TPO热塑性聚烯烃高分子基料远离聚酯织物胎基的一侧。其中，聚酯织物胎基、热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶的质量比为15∶22∶30。
聚酯织物胎基采用三角形网格状的结构，三角形边长为2mm；
TPO热塑性聚烯烃高分子基料由聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂构成，质量比为30∶60∶7∶7∶9；
非沥青基自粘胶由丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂构成，质量比为120∶90∶4∶12∶3；
多羟基聚合物由壳聚糖和羟乙基纤维素构成，质量比为3:7；
增粘剂由萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂以任意质量比构成；
抗紫外线剂由氧化锌和氧化铈构成，质量比为3.8:6.2；
制备方法包括：
1)将TPO热塑性聚烯烃高分子基料混合均匀，在一次成型挤压过程中压缩进聚酯织物胎基，使TPO的三层经过同步挤出、压延、冷却定型、收卷工序制造出TPO热塑性聚烯烃高分子防水卷材；
2)将丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、增粘剂和抗紫外线剂按照设定比例加入带有搅拌装置的立式反应罐中，升温搅拌，融化均匀后加入预溶解的多羟基聚合物继续搅拌即可制成非沥青基自粘胶；
3)将制备好的非沥青基自粘胶打入中转罐中，同时把第一步制成的带TPO防护层的高分子胎基、隔离膜安置在防水卷材成型线膜架上，将非沥青基自粘胶与高分子胎基以及隔离膜通过对辊挤压冷却成型制成TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材成品。
实施例2
一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料、非沥青基自粘胶和隔离膜。聚酯织物胎基、热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶的质量比为18∶30∶45。
聚酯织物胎基采用三角形网格状的结构，三角形边长为1mm；
TPO热塑性聚烯烃高分子基料由聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂构成，质量比为30∶60∶7∶7∶9；
非沥青基自粘胶由丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂构成，质量比为120∶90∶5∶14∶2；
多羟基聚合物由壳聚糖和羟乙基纤维素构成，质量比为3:7；
增粘剂由萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂以任意质量比构成；
抗紫外线剂由氧化锌和氧化铈构成，质量比为3.2:6.8；
制备方法同实施例1。
实施例3
一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料、非沥青基自粘胶和隔离膜。聚酯织物胎基、热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶的质量比为20∶45∶40。
聚酯织物胎基采用三角形网格状的结构，三角形边长为2mm；
TPO热塑性聚烯烃高分子基料由聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂构成，质量比为45∶60∶10∶6∶7；
非沥青基自粘胶由丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂构成，质量比为100∶100∶5∶14∶5；
多羟基聚合物由壳聚糖和羟乙基纤维素构成，质量比为3:7；
增粘剂由萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂以任意质量比构成；
抗紫外线剂由氧化锌和氧化铈构成，质量比为4.2:5.8；
制备方法同实施例1。
实施例4
一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料、非沥青基自粘胶和隔离膜。聚酯织物胎基、热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶的质量比为15∶45∶45。
聚酯织物胎基采用三角形网格状的结构，三角形边长为3mm；
TPO热塑性聚烯烃高分子基料由聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂构成，质量比为45∶65∶7∶8∶11；
非沥青基自粘胶由丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂构成，质量比为140∶80∶3∶14∶4；
多羟基聚合物由壳聚糖和羟乙基纤维素构成，质量比为3.5:6.5；
增粘剂由萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂以任意质量比构成；
抗紫外线剂由氧化锌和氧化铈构成，质量比为3.2:6.2；
制备方法同实施例1。
实施例4
多羟基聚合物仅由壳聚糖构成，其他同实施例1。
实施例5
多羟基聚合物仅由羟乙基纤维素构成，其他同实施例1。
实施例6
不添加多羟基聚合物，其他同实施例1。
实施例7
聚酯织物胎基采用正方形网格状的结构，边长为2mm，其他同实施例1。
实施例8
不添加氧化锌和氧化铈，其他同实施例1。
按其相关国家标准《预铺湿铺防水卷材(GB/T 23457-2009)》检测粘结性能和拉伸性能，有关数据见表1。
表1产品粘结性能和拉伸性能
Figure BDA0003134265160000081
由以上实施例测试数据可以看出，本发明所制备的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材具有优异的水泥砂浆或后浇混凝土粘结性和拉伸性能。
其中实施例8中没有添加氧化锌和氧化铈，将实施例1和实施例8制备的非沥青基自粘膜胶层进行抗紫外功能测试，采用UV紫外老化试验箱模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐候性试验，以获得材料耐候性的结果。它是对长期放置在户外的产品材料进行模拟，看产品是否有退色、变色、亮度下降、粉化、龟裂、变模糊、脆化、强度下降及氧化等现象。经过2周的紫外线照射测试，实施例8制备的非沥青基自粘膜胶层出现明显变色和脆化现象，出现龟裂，而实施例1制备的非沥青基自粘膜胶层则无明显变化。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述防水卷材包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料、非沥青基自粘胶和隔离膜，其中所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料为两层，分别位于所述聚酯织物胎基的两侧，所述非沥青基自粘胶位于所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料远离所述聚酯织物胎基的一侧；其中所述聚酯织物胎基、所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料和所述非沥青基自粘胶的质量比为(15-20)∶(20-45)∶(20-45)；
所述TPO热塑性聚烯烃高分子基料包括聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂，所述聚丙烯、所述乙丙橡胶、所述光稳定剂、所述阻燃剂和所述抗氧化剂的质量比为(35-45)∶(55-65)∶(5-10)∶(6-8)∶(7-11)；
所述非沥青基自粘胶包括丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂，所述丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂的质量比为(100-140)∶(80-100)∶(3-5)∶(10-14)∶(2-5)。
2.如权利要求1所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述多羟基聚合物为壳聚糖、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述多羟基聚合物为壳聚糖和羟乙基纤维素，其中所述壳聚糖和所述羟基纤维素的质量比为(28-35)∶(65-72)。
4.如权利要求1所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述抗紫外线剂为氧化锌和氧化铈中的至少一种，当所述抗紫外线剂包括氧化锌和氧化铈时，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为(3.2-4.2)∶(5.8-6.8)。
5.如权利要求1所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述增粘剂包括萜烯树脂、松香树脂、石油树脂、油溶性酚醛树脂、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、萜烯酚醛树脂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述聚酯织物胎基包括呈三角形网格状结构，所述三角形网状结构的边长为1-3mm。
7.如权利要求1所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂的质量比为120∶90∶4∶12∶3。
8.如权利要求3所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述壳聚糖和所述羟乙基纤维素的质量比为30∶70。
9.如权利要求4所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，所述氧化锌和所述氧化铈的质量比为3.5∶6.4。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
(1)将TPO热塑性聚烯烃高分子基料混合均匀，在一次成型挤压过程中压缩进一层三角状网格聚酯织物加强网，使TPO的三层经过同步挤出、压延、冷却定型、收卷工序制造出TPO热塑性聚烯烃高分子防水卷材；
(2)将丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、增粘剂和抗紫外线剂按照设定比例加入带有搅拌装置的立式反应罐中，升温搅拌，融化均匀后加入预溶解的多羟基化物继续搅拌即可制成非沥青基自粘胶；
(3)将制备好的非沥青基自粘胶打入中转罐中，同时把第一步制成的的带TPO防护层的高分子胎基、隔离膜安置在防水卷材成型线膜架上，将非沥青基自粘胶与高分子胎基以及隔离膜通过对辊挤压冷却成型制成TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材成品。
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Denomination of invention: TPO thermoplastic polyolefin polymer non asphalt based self-adhesive membrane waterproofing membrane and its preparation method

Effective date of registration: 20230328

Granted publication date: 20220415

Pledgee: Qingyuan Branch of Postal Savings Bank of China Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGDONG YUNENG BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980036546