CN116218084A - 一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 - Google Patents
一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116218084A CN116218084A CN202211098564.4A CN202211098564A CN116218084A CN 116218084 A CN116218084 A CN 116218084A CN 202211098564 A CN202211098564 A CN 202211098564A CN 116218084 A CN116218084 A CN 116218084A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tpo
- coiled material
- exposed
- waterproof coiled
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 19
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 37
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 34
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 27
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 22
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 28
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 14
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 9
- -1 propylene, ethylene Chemical group 0.000 claims description 9
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 5
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 description 80
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000004432 silane-modified polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004643 material aging Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/14—Copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
- C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种外露型TPO防水卷材，以重量份数计，该外露型TPO防水卷材包括以下原料：TPO树脂60～80份，茂金属烯烃聚合物10‑25份，高密度聚乙烯(HDPE)5～15份，端硅烷基改性聚氨酯预聚物1～4份，阻燃剂20～40份，碳酸钙25～45份，多巴胺改性坡缕石2～8份，抗氧剂0.01～0.1份，光稳定剂0.01～0.1份。本发明首次采用端硅烷基改性聚氨酯预聚物实现整个体系优良的分散稳定性，并通过多巴胺改性坡缕石赋予卷材超强的内聚力和抗紫外/高温老化能力，克服了现有的TPO热塑性弹性体性能的不足问题，特别适用于建筑行业对外露用防水卷材的需求。同时，本发明提供的制备方法简单可行，原材料易得，适合工业化生产，制备的TPO防水卷材具有广阔的应用发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及防水建材技术领域，具体涉及一种外露型TPO防水卷材及其制备方法。
背景技术
近年来，国内防水行业发展迅速，防水材料产量与需求逐年增高，同时对防水材料的性能要求也越来越严格，越来越多的材料厂家开始向环保型新材料进军。其中，热塑性聚烯烃防水卷材(TPO防水卷材)既具有三元乙丙防水卷材的长期耐候性和耐久性，又具有聚氯乙烯防水卷材的可焊接性，且不含任何增塑剂和其他有害物质，同时还具有施工方便、防水效果好、使用寿命长等优点，在屋面防水行业已得到广泛认可，并被大量使用。但是我国地域辽阔，南北气候条件悬殊，屋面环境差异较大，TPO卷材产品需要在整个使用寿命中长期面对高的太阳负荷和高温环境。有资料显示，在夏季太阳直射情况下，有太阳板直接覆盖的TPO卷材屋面温度可达到88℃，并且持续6h。此外，TPO卷材采用热风焊接进行搭接边的施工，虽然自动热风焊接机的温度可调，但是施工时设置的焊接温度经常达到500℃左右，如果施工过程中的焊接温度和焊接速度设置不合理，均可能导致卷材老化，TPO卷材配方体系中抗氧剂、紫外线吸收剂以及光热稳定剂等过早耗尽，从而使制品出现褪色、变色、表面失去光泽、甚至微裂纹和发状裂纹等现象，大大降低了产品的预期使用寿命，这就对屋面外露用TPO防水卷材的性能提出了更高的要求。
TPO防水卷材不加任何增强型聚酯纤维即可获得高断裂强度、撕裂强度和抗刺穿强度，但由于TPO的氧指数(OI)只有18％，本身具有燃烧性，并且在燃烧的过程中会产生滴落和发烟现象，故极大地限制了TPO的应用范围。尤其TPO防水卷材作为屋面防水系统重要材料之一，其阻燃性能显得极为重要。通常在设计TPO防水卷材配方时需要添加类似氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铝等无机金属氢氧化物，以提高其阻燃性能、耐火能力；然而，相关研究表明它们只有在较高填充量时(如30份以上)才体现出对聚合物的阻燃性能，并且需要特别指出的是，这种高阻燃性是以牺牲材料的力学强度、加工性能、热焊接等性能为代价的。因此，在提高TPO防水卷材阻燃性能的同时保持或尽可能不损失其力学性能、加工性能、热焊接性能是一个亟待解决的技术难题。另外，传统的TPO防水卷材由于乙烯类弹性体和聚丙烯的相容性有限，乙烯类弹性体不能和聚丙烯实现良好的分散，同时无机填料碳酸钙表面亲水疏油，在聚烯烃内部相容性和分散性差，均会导致材料焊接强度、低温弯折性以及撕裂强度不足。
专利CN112708181A公开了一种纳米改性耐候性TPO防水卷材，包括TPO树脂、阻燃剂、分散剂、改性填料和复合插层改性助剂混合后熔融塑化挤出，再经压光、冷却、收卷而制得；该发明通过对蒙脱土的改性处理，再将其掺杂到TPO防水卷材中，有效的降低了蒙脱土的表面能，使得蒙脱土层间由亲水性变为亲油性，改善了在聚烯烃树脂内部的分散效果，其制备方法较为复杂，且耐候性还有待进一步提高。专利CN109624434A公开了一种房顶用建筑防水卷材及其制备方法，涉及由TPO树脂、沥青、PVA纤维、阻燃剂、染色剂、助剂等组成的防护层、防水层和安装层三部分，该发明可以改善传统TPO防水卷材拉伸性能和抗撕裂强度，从而提高使用范围，但配方中含有相当量沥青，产品环保性大大降低，且材料在耐候性提升方面并未有体现。
发明内容
针对现有技术中TPO防水卷材高阻燃性和高力学、加工等性能的不可兼得、组分间的相容性以及分散性差等问题，本发明提供一种外露型TPO防水卷材及其制备方法，通过端硅烷基改性聚氨酯预聚物的引入，不但可以实现聚丙烯(TPO)和乙烯类弹性体(茂金属烯烃聚合物、高密度聚乙烯)之间的良好分散，并且其对阻燃剂、碳酸钙填料、多巴胺改性坡缕石也可以实现表面改性从而提高在聚烯烃内部的分散性，因此大幅提升了材料的耐候和耐久性能。
一种外露型TPO防水卷材，以重量份数计，该外露型TPO防水卷材包括以下原料：
其中，上述TPO树脂(聚烯烃合成树脂)、茂金属烯烃聚合物和高密度聚乙烯的用量之和为100份；上述TPO树脂为丙烯与乙烯和丁烯的共聚物，选用多活性催化体系的催化剂，在丙烯的分子链上引入共聚的乙烯、丁烯单体，且分子链上乙烯和丁烯的摩尔总含量为12％-18％，从而有效避免了在加工和使用过程中由于光、热、氧作用导致的含有叔碳原子的丙烯的链式降解和老化失效现象的发生。TPO树脂的数均分子量为6万～30万，优选的，分子分布在4～7左右时，体系具有良好的加工性能和焊接施工性能，与颗粒化助剂混合分散效果好。
上述茂金属烯烃聚合物为半结晶性聚乙烯，是由乙烯与α-烯烃单体经茂金属催化剂催化聚合而成的烯烃共聚物，其中，α-烯烃单体为C6-C20的直链α-烯烃。茂金属催化体系属于单活性催化体系，制备聚乙烯分子量分布较窄，大分子的组成和结构非常均匀，分子结构规整性高，具有较高的结晶度，有利于提高低温韧性。
上述端硅烷基改性聚氨酯预聚物的结构式为：
上述端硅烷基改性聚氨酯预聚物为液态，主链是聚醚结构，与聚烯烃树脂相容性较好，且可以浸润粉料表面，同时硅烷和异氰酸酯基都可以与粉料表面羟基或金属离子发生作用，硅烷基改性聚氨酯预聚物作为一个桥接结构，不但可以实现聚丙烯和乙烯类弹性体之间的良好分散，并且其对阻燃剂、碳酸钙填料、多巴胺改性坡缕石也可以实现表面改性从而提高在聚烯烃内部的分散性，因此大幅提升了材料的耐候和耐久性能。
端硅烷基改性聚氨酯预聚物使用量过少，则阻燃剂、碳酸钙填料、多巴胺改性坡缕石和聚烯烃弹性体的分散不好；端硅烷基改性聚氨酯预聚物使用量过多，则多余的预聚物可能会单独成为一个相态，对整个体系的性能不利。
上述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的任一种。
上述多巴胺改性坡缕石通过以下方法得到：待改性坡缕石直接浸泡在盐酸多巴胺水溶液中(18-24h)，经分离过滤、干燥，即得到表面附着聚多巴胺交联复合层的多巴胺改性坡缕石。多巴胺改性坡缕石可以通过化学键的形式与端硅烷基改性聚氨酯预聚物形成交叉互穿网络结构而牢固地结合于一体，并通过表面的聚多巴胺赋予体系优异的紫外光吸收作用。
上述抗氧剂为B225抗氧剂。B225为抗氧剂1010与抗氧剂168的混合物，对聚烯烃有突出的加工稳定性和长效的保护作用。
上述光稳定剂为2020光稳定剂。光稳定剂2020为自由基捕获型光稳定剂，其能够捕捉活性自由基，阻止链式反应蔓延，达到稳定的效果。
一种外露型TPO防水卷材的制备方法，包括以下步骤：(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、高密度聚乙烯、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂混合均匀，并采用失重式计量称准确计量下料；(2)塑化挤出：将步骤(1)混合均匀的原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化；并经注塑头注射到模具中，注射后保压；(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，并经过输送线风冷却；收卷，即得到外露型TPO防水卷材。
上述步骤(1)中混合条件为：80-100℃条件下通过高速搅拌机混合2h。
上述步骤(2)中挤出机的熔融挤出温度为165～235℃，转速为100转/分钟—500转/分钟，模具的温度为90-100℃，注射压力保持0.4MPa，注射时间为3s。
上述步骤(3)中三辊压延机的操作温度为60～80℃。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明首次采用端硅烷基改性聚氨酯预聚物实现整个体系优良的分散稳定性，并通过多巴胺改性坡缕石赋予卷材超强的内聚力和抗紫外/高温老化能力，克服了现有的TPO热塑性弹性体性能的不足问题，特别适用于建筑行业对外露用防水卷材的需求。同时，本发明提供的制备方法简单可行，原材料易得，适合工业化生产，制备的TPO防水卷材具有广阔的应用发展前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例2
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例3
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例4
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例5
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例6
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
实施例7
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
对比例1(不含端硅烷基改性聚氨酯预聚物)
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
对比例2(不含多巴胺改性坡缕石)
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
对比例3
本发明提供的一种TPO防水卷材的原材料包括以下组分及各组分重量份数如下：
本发明所述TPO防水卷材的制备工艺包括：
(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、HDPE、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂按上述配方在80℃条件下通过高速搅拌机混合2h，并采用失重式计量称准确计量下料；
(2)塑化挤出：将上述原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化，温度分别控制在165℃、205℃、235℃；并经注塑头注射到模具中，注射后保压，以保持成品的完整性并防止熔融的原料混合物料倒流回；
(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，一辊、二辊、三辊温度分别设置在80℃、70℃、60℃，并经过10米输送线风冷却；收卷得到外露型TPO防水卷材产品。
对比例4
采用专利CN112708181A实施例1所述配方工艺制备TPO防水卷材产品。
性能测试：
分别按照国家标准GB 27789-2011《热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材》、GB/T2406.2-2009《塑料燃烧性能测定-氧指数法》和GB/T18244《建筑防水材料老化试验方法》对上述各实施例及对比例得到的产品进行性能测试，其中热老化和人工气候加速老化实验条件高于国标要求水平，结果见下表1所示。
表1本发明所述实施例和对比例样品的性能测试指标
由上表数据分析，实施例1～7所得的TPO防水卷材，产品力学性能远优于国家标准要求，对比例产品的力学性能仅能接近或基本达到国标要求水平。无论是实施例还是对比例，产品均能满足标准对于低温弯折性的要求，在零下40℃时候，卷材均不会出现裂纹。实施例中卷材产品氧指数均在30％左右，属于难燃材料范畴，阻燃性能优异，而对比例产品氧指数均在27％以下，属于可燃材料范畴。在更为严苛的热老化(130℃,800h)和人工气候加速老化(3000h)条件下，实施例产品表现出无与伦比的耐热性和耐候性优势，自身力学性能并未见明显的下降，且卷材外观无任何色变产生，而对比例产品经老化后性能有了大幅下降，且卷材外观发生明显色变。综上所述，端硅烷基改性聚氨酯预聚物和多巴胺改性坡缕石的添加对于TPO卷材力学性能、阻燃、耐热老化、耐候性等性能的提升至关重要，本发明专利所制备的产品完全满足外露工程防水使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种外露型TPO防水卷材，其特征在于，以重量份数计，该外露型TPO防水卷材包括以下原料：
其中，所述TPO树脂为丙烯与乙烯和丁烯的共聚物，且共聚物中乙烯和丁烯的摩尔总含量为12％-18％，TPO树脂的数均分子量为6万～30万；
所述TPO树脂、茂金属烯烃聚合物和高密度聚乙烯的用量之和为100份。
2.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述茂金属烯烃聚合物为半结晶性聚乙烯，是由乙烯与α-烯烃单体经茂金属催化剂催化聚合而成的烯烃共聚物，其中，α-烯烃单体为C6-C20的直链α-烯烃。
3.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述端硅烷基改性聚氨酯预聚物的结构式为：
其中，R、R’为C1～C6的烷烃基，a为1～6的整数，b、c为20～1000的整数；所述端硅烷基改性聚氨酯预聚物其表观粘度为35000～55000cps(25℃)。
4.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述多巴胺改性坡缕石通过以下方法得到：待改性坡缕石直接浸泡在盐酸多巴胺水溶液中，经分离过滤、干燥，即得到表面附着聚多巴胺交联复合层的多巴胺改性坡缕石。
6.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述抗氧剂为B225抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的一种外露型TPO防水卷材，其特征在于：所述光稳定剂为2020光稳定剂。
8.权利要求1-7任一项所述的一种外露型TPO防水卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混合、加料：将TPO树脂、茂金属烯烃聚合物、高密度聚乙烯、端硅烷基改性聚氨酯预聚物、阻燃剂、碳酸钙、多巴胺改性坡缕石、抗氧剂、光稳定剂混合均匀，并采用失重式计量称准确计量下料；(2)塑化挤出：将步骤(1)混合均匀的原材料经双螺杆挤出机三段加热后塑化；并经注塑头注射到模具中，注射后保压；(3)冷却成型：通过定型装置三辊压延机定型，并经过输送线风冷却；收卷，即得到外露型TPO防水卷材。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中混合条件为：80-100℃条件下通过高速搅拌机混合2h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中挤出机的熔融挤出温度为165～235℃，转速为100转/分钟—500转/分钟，模具的温度为90-100℃，注射压力保持0.4MPa，注射时间为3s。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中三辊压延机的操作温度为60～80℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211098564.4A CN116218084A (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211098564.4A CN116218084A (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116218084A true CN116218084A (zh) | 2023-06-06 |
Family
ID=86589842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211098564.4A Pending CN116218084A (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116218084A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397590B1 (ko) * | 2012-11-27 | 2014-05-27 | 코오롱글로텍주식회사 | 스파이크 저항성이 우수한 탄성롤 시트 및 이의 제조방법 |
| CN104194114A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种高焊接强度tpo防水卷材及其制备方法 |
| WO2018112117A2 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Methods for producing polymer-containing coatings upon cured inner liners, methods for producing tires containing such inner liners, and tires containing such inner liners |
-
2022
- 2022-09-08 CN CN202211098564.4A patent/CN116218084A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397590B1 (ko) * | 2012-11-27 | 2014-05-27 | 코오롱글로텍주식회사 | 스파이크 저항성이 우수한 탄성롤 시트 및 이의 제조방법 |
| CN104194114A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种高焊接强度tpo防水卷材及其制备方法 |
| WO2018112117A2 (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Methods for producing polymer-containing coatings upon cured inner liners, methods for producing tires containing such inner liners, and tires containing such inner liners |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘洪等: "《基于多巴胺修饰的凹凸棒石有机改性》", 《淮阴工学院学报》, vol. 24, no. 3, 30 June 2015 (2015-06-30), pages 6 - 9 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104669747B (zh) | 一种防水卷材及其制备方法 | |
| CN107973993B (zh) | 一种耐老化易焊接热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法 | |
| CN109130400B (zh) | 一种hdpe高分子自粘胶膜防水卷材及其制造工艺 | |
| KR101916986B1 (ko) | 중합체 조성물 및 그로부터 제조된 제품 | |
| CN104004271A (zh) | 一种耐低温聚丙烯专用料 | |
| CN101570667A (zh) | 耐辐照、耐高温、防水密封胶带材料及制备方法 | |
| CN101440182A (zh) | 一种高品质动态硫化热塑性弹性体的制备方法 | |
| CN110964265A (zh) | 一种动态硫化热塑性弹性体防水材料及其制备方法 | |
| CN104356459A (zh) | 一种含纳米阻燃剂的tpo防水卷材及其制备方法 | |
| CN104744786A (zh) | 一种环氧树脂共混防水片材及其制备方法 | |
| CN114193881B (zh) | 一种高分子预铺防水卷材及其制备方法 | |
| CN114891451A (zh) | 一种复合热塑高分子tpo防水卷材 | |
| CN113789003B (zh) | 一种自清洁抗渗防水片材及其制备方法和应用 | |
| CN114953679A (zh) | 一种建筑屋面用高分子复合防水卷材及其制备方法 | |
| CN108546368B (zh) | 一种复合体系防水卷材及其制备方法 | |
| CN103254494B (zh) | 阻燃氯化聚乙烯防水卷材及其生产工艺 | |
| CN116218084A (zh) | 一种外露型tpo防水卷材及其制备方法 | |
| CN112210158A (zh) | 一种隧道用eva防静电阻燃防水板 | |
| CN1258692A (zh) | 交联低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 | |
| KR100843610B1 (ko) | 캘린더 가공성이 우수한 올레핀계 열가소성 수지 조성물 | |
| CN115850842A (zh) | 一种耐候阻燃pe薄膜及其制备方法 | |
| CN101624834A (zh) | 阻燃抗穿刺防水片材及其制备方法 | |
| CN109181101B (zh) | 一种电池包上盖用玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN109762240A (zh) | 一种耐高温薄壁电缆料及其制备方法和应用 | |
| CN111909504B (zh) | 一种隐形车衣用聚氨酯阻燃薄膜及其制备方法和用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |