CN114085448A - 耐高温防水卷材胶料组合物、耐高温防水卷材胶料及其制备方法和应用 - Google Patents

耐高温防水卷材胶料组合物、耐高温防水卷材胶料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子建筑防水材料技术领域，公开了耐高温防水卷材胶料组合物、耐高温防水卷材胶料及其制备方法和应用。该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：尼龙6、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂。本发明提供的组合物制备得到的防水卷材在高温下仍然具有优异的尺寸稳定性。

Description

耐高温防水卷材胶料组合物、耐高温防水卷材胶料及其制备 方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子建筑防水材料技术领域，具体地，涉及耐高温防水卷材胶料组合物、耐高温防水卷材胶料及其制备方法和应用。
背景技术
防水材料是建筑业及其他有关行业所需要的重要功能材料。建筑防水材料通常分为三大类：改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料。其中，高分子防水卷材是典型的新型建筑防水材料，因其性能卓越、符合建材革新的目的，以及轻钢结构建筑的兴起，近年来发展非常迅速。
目前，主要的高分子防水卷材有聚氯乙烯(PVC)防水卷材、氯化聚乙烯(CPE)防水卷材、预铺高分子(HDPE)防水卷材、以及新兴的热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材等。
现有的高分子预铺防水卷材，在高温环境下施工使用，由于自身耐高温能力较差使得自身稳定性下降，且在使用过程中会受到光照，在光照条件下，高分子预铺防水卷材自身稳定性会进一步下降，从而影响在建筑施工的应用。
CN113024924A公开了一种阻燃的高密度聚乙烯材料及其制备方法，包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、聚氨酯树脂、偶联剂、抗氧化剂、复合阻燃剂以及协效阻燃剂，并且各成分按照重量比分别为：高密度聚乙烯为85～90份、线性低密度聚乙烯为33～40份、聚丙烯为12～15份、偶联剂为7～9份、抗氧化剂为4～7份、聚乙烯辛烯共弹性体为5～7份、聚氨酯树脂为0.65～0.75份、复合阻燃剂为19～21份以及协效阻燃剂7～9份。该现有技术虽然可有效防止由于目前高密度聚乙烯的阻燃性能较差，在高温条件下，高密度聚乙烯材料容易发生燃烧，在使用时存在较大的安全隐患，限制了高密度聚乙烯材料的使用范围的问题。但是其在高温环境下的不具备良好的尺寸稳定性。
CN100569892A公开了一种高分子复合耐热防水卷材，该高分子复合耐热防水卷材包括含有聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、硅酸盐、改性沥青构成的耐热粘合剂的片材、复合于其一侧面或两侧面上的自粘胶层以及覆于所述的自粘胶层面上的隔离膜构成。该高分子复合耐热防水卷材具有改性沥青层形成的自粘胶层粘接牢固、耐高温、不收缩、不起皱和使用寿命长的特点。但是，该现有技术的改性沥青层存在与后浇混凝土结合不牢，在地基沉降时会与混凝土剥离，从而导致防水层被破坏的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有防水卷材耐高温性能不足，在长期高温环境下，容易发生卷材起皱不平、搭接边搭接不牢导致防水失效的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种耐高温防水卷材胶料组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
尼龙6、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂；
在所述组合物中，所述尼龙6的含量为10-20重量份，所述高密度聚乙烯的含量为10-30重量份，所述线性低密度聚乙烯的含量为40-60重量份，所述聚丙烯的含量为10-30重量份，所述聚乙烯辛烯共弹性体的含量为10-15重量份，所述接枝改性剂的含量为10-20重量份，所述偶联剂的含量为1-4重量份，所述抗氧化剂的含量为1-4重量份，所述热稳定剂的含量为1-4重量份，所述光稳定剂的含量为1-4重量份。
本发明的第二方面提供一种制备耐高温防水卷材胶料的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的组合物中的各组分进行混合，得到所述耐高温防水卷材胶料。
本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的耐高温防水卷材胶料。
本发明的第四方面提供一种前述第三方面中所述的耐高温防水卷材胶料在防水卷材中的应用。
本发明采用高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体作为基体，共混特定量的尼龙6，并通过接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂等配合体系用量的优化，提供了具有良好加工性能的组合物。采用本发明提供的组合物制备得到的防水卷材在高温下仍然具有优异的尺寸稳定性。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种耐高温防水卷材胶料组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
尼龙6、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂；
在所述组合物中，所述尼龙6的含量为10-20重量份，所述高密度聚乙烯的含量为10-30重量份，所述线性低密度聚乙烯的含量为40-60重量份，所述聚丙烯的含量为10-30重量份，所述聚乙烯辛烯共弹性体的含量为10-15重量份，所述接枝改性剂的含量为10-20重量份，所述偶联剂的含量为1-4重量份，所述抗氧化剂的含量为1-4重量份，所述热稳定剂的含量为1-4重量份，所述光稳定剂的含量为1-4重量份。
优选地，所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.1-2.0g/10min。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-3.0g/10min。
优选情况下，所述聚丙烯的熔融指数为1.0-5.0g/10min。
优选地，所述聚乙烯辛烯共弹性体的熔融指数为0.1-5.0g/10min。
优选地，所述接枝改性剂选自马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体中的至少一种。
根据一种优选的实施方式，所述偶联剂选自硅烷类偶联剂、锆类偶联剂、镁类偶联剂、锡类偶联剂中的至少一种。示例性地，所述偶联剂可以为硅烷类偶联剂Si-69。
根据另一种优选的实施方式，所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、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。示例性地，所述抗氧化剂可以为复合抗氧化剂1010。
优选地，所述热稳定剂选自钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、硬脂酸钙稳定剂中的至少一种。
更加优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钙稳定剂。本发明的发明人发现，该优选情况下，获得的胶料制备得到的卷材高温下具有更好的尺寸稳定性。
优选情况下，所述光稳定剂选自水杨酸酯类紫外光吸收剂、二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的至少一种。示例性地，所述抗氧化剂可以为苯并三唑类紫外光吸收剂Tinuvin 326。
本发明对制备前述耐高温防水卷材胶料的方法没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。但是，为了获得高温下仍然具有良好尺寸稳定性的耐高温防水卷材胶料，本发明提供一种优选的具体实施方式。如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备耐高温防水卷材胶料的方法，该方法包括：将前述第一方面中所述的组合物中的各组分进行混合，得到所述耐高温防水卷材胶料。
本发明的第二方面涉及的各个组分的用量、种类与本发明的第一方面所述的相应组分的含量、种类相同，在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
优选地，所述混合的条件至少满足：在搅拌的条件下进行，且搅拌的转速为300-400rpm，温度为60-80℃，时间为15-30min。
如前所述，本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的耐高温防水卷材胶料。
如前所述，本发明的第四方面提供一种前述第三方面中所述的耐高温防水卷材胶料在防水卷材中的应用。
本发明对制备前述应用中的防水卷材的方法没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。示例性地，本发明提供一种优选的具体实施方式：将所述耐高温防水卷材胶料采用单螺杆挤出机进行熔融挤出，并经过T型模头、三辊压光、冷却、牵引、涂胶、收卷后制成所述防水卷材；其中所述单螺杆挤出机熔融挤出的加热温度为160-220℃，所述T型模头的加热温度为190-220℃，所述三辊压光的温度为30-80℃，所述牵引的速度为6-8m/min，所述涂胶的量为250-300g/m。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，所使用的原料均为市售品。
尼龙6：牌号FN727，购自杜邦公司。
尼龙66：牌号FR50，购自杜邦公司。
高密度聚乙烯：
高密度聚乙烯I：牌号TR144，熔融指数为0.18g/10min，购自菲利普斯公司。
高密度聚乙烯II：牌号5000S，熔融指数为0.90g/10min，购自中石化公司。
线性低密度聚乙烯：
低聚乙烯I：牌号7042，熔融指数为2.0g/10min，购自茂名石化公司。
低聚乙烯II：牌号0209AA，熔融指数为0.9g/10min，购自上海赛科公司。
聚丙烯：牌号7032，熔融指数为4.0g/10min，购自埃克森美孚公司。
聚乙烯辛烯共弹性体：牌号8150，熔融指数为0.5g/10min，购自陶氏公司。
接枝改性剂：
改性剂I：马来酸酐接枝的聚丙烯，牌号DINGHAI，购自鼎海公司。
改性剂II：马来酸酐接枝的聚乙烯，牌号MAG-PE，购自辰亦公司。
偶联剂：硅烷偶联剂，牌号Si-69，购自中煜沃豪公司。
抗氧化剂：复合抗氧化剂，牌号1010，购自巴斯夫公司。
热稳定剂：
热稳定剂I：硬脂酸钙稳定剂，牌号A01，购自中煜沃豪公司。
热稳定剂II：钡锌复合稳定剂，牌号BZ-R03，购自炜林纳公司。
光稳定剂：苯并三唑类紫外光吸收剂，牌号Tinuvin 326，购自巴斯夫公司。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的耐高温防水卷材胶料采用表1中的配方和工艺参数，并按如下所述的方法制备耐高温防水卷材胶料。
所述耐高温防水卷材胶料的制备方法包括以下步骤：
将组合物中含有的尼龙6、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂和光稳定剂进行混合，得到耐高温防水卷材胶料J1；
混合的条件满足：70℃下，以300rpm的转速搅拌20min。
实施例2
本实施例采用与实施例1相同的流程进行，不同的是，本实施例中：
所采用的耐高温防水卷材胶料的配方和工艺参数不同，具体参见表1中。
制备得到耐高温防水卷材胶料J2。
实施例3
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐高温防水卷材胶料，所不同的是：将实施例1中的热稳定剂I等重量替换为热稳定剂II，其余均与实施例1相同，制备得到耐高温防水卷材胶料J3，具体参见表1。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐高温防水卷材胶料，所不同的是：将实施例1中的尼龙6等重量替换为尼龙66，其余均与实施例1相同，制备得到耐高温防水卷材胶料DJ1，具体参见表1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐高温防水卷材胶料，所不同的是：不使用尼龙6，其余均与实施例1相同，制备得到耐高温防水卷材胶料DJ2，具体参见表1。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐高温防水卷材胶料，所不同的是：不使用接枝改性剂，其余均与实施例1相同，制备得到耐高温防水卷材胶料DJ3，具体参见表1。
对比例4
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐高温防水卷材胶料，所不同的是：尼龙6的用量为30g，其余均与实施例1相同，制备得到耐高温防水卷材胶料DJ4，具体参见表1。
测试例1
采用相同的工艺分别应用实施例和对比例中的获得的耐高温防水卷材胶料制备预铺高分子防水卷材，并对分别制备得到的预铺高分子防水卷材进行性能测试，
其中，所述预铺高分子防水卷材的制备方法如下：
(1)制备基板：将实施例和对比例中的获得的耐高温防水卷材胶料投入单螺杆挤出机中于200℃条件下进行熔融挤出，熔融的物料依次经过换网器、计量泵、T型模头(加热温度为210℃)，再经过三辊压光机压光成型，得到基板；三辊的温度分别控制为上辊60±2℃，中辊50±2℃和下辊60±2℃；
(2)制备预铺高分子防水卷材：经三辊压光机压光成型并冷却后的基板经过牵引达到涂胶工序(其中三辊压光机的牵引速度与挤出机的挤出速度一致，均为7m/min)；按照涂布量为250g/m2进行涂胶(胶牌号为XT-136，购自欣涛新材料科技有限公司)；然后按照撒砂量500g/m2对将涂胶后的基板进行撒砂(莫来砂，牌号为35#，购自淄博宏业耐火材料有限公司)；最后进行激光打码和裁切后最终收卷，得到总厚度为1.5mm的预铺高分子防水卷材。
1、尺寸稳定性：参照GB/T 23457-2017标准进行测定。
表1
Figure BDA0003428400060000091
Figure BDA0003428400060000101
表2
Figure BDA0003428400060000102
通过表2的结果可以看出，采用本发明实施例中的耐高温防水卷材胶料制备得到的防水卷材在80℃热化或紫外老化168h后仍然具有较好的尺寸变化率，而采用对比例中的耐高温防水卷材胶料制备得到的防水卷材在80℃热化或紫外老化72h后尺寸稳定性差，卷材变形严重。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐高温防水卷材胶料组合物，其特征在于，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：
尼龙6、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯辛烯共弹性体、接枝改性剂、偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂；
在所述组合物中，所述尼龙6的含量为10-20重量份，所述高密度聚乙烯的含量为10-30重量份，所述线性低密度聚乙烯的含量为40-60重量份，所述聚丙烯的含量为10-30重量份，所述聚乙烯辛烯共弹性体的含量为10-15重量份，所述接枝改性剂的含量为10-20重量份，所述偶联剂的含量为1-4重量份，所述抗氧化剂的含量为1-4重量份，所述热稳定剂的含量为1-4重量份，所述光稳定剂的含量为1-4重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.1-2.0g/10min；和/或，
所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.5-3.0g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述聚丙烯的熔融指数为1.0-5.0g/10min；和/或，
所述聚乙烯辛烯共弹性体的熔融指数为0.1-5.0g/10min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述接枝改性剂选自马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体中的至少一种；和/或，
所述偶联剂选自硅烷类偶联剂、锆类偶联剂、镁类偶联剂、锡类偶联剂中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、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；和/或，
所述热稳定剂选自钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、硬脂酸钙稳定剂中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述光稳定剂选自水杨酸酯类紫外光吸收剂、二苯甲酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂中的至少一种。
7.一种制备耐高温防水卷材胶料的方法，其特征在于，该方法包括：将权利要求1-6中任意一项所述的组合物中的各组分进行混合，得到所述耐高温防水卷材胶料。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述混合的条件至少满足：在搅拌的条件下进行，且搅拌的转速为300-400rpm，温度为60-80℃，时间为15-30min。
9.由权利要求7或8所述的方法制备得到的耐高温防水卷材胶料。
10.权利要求9所述的耐高温防水卷材胶料在防水卷材中的应用。
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