CN117511023A - 一种tpo面保护高分子膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，按质量百分比计，它的原料配方包括：热塑性聚烯烃75～90％；改性氢氧化镁10～25％；改性氢氧化镁为硬脂酸钠改性的氢氧化镁，其是将硬脂酸钠与所述氢氧化镁进行混合以使所述硬脂酸钠包覆在所述氢氧化镁的表面；所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2～5：95～98。通过向热塑性聚烯烃中添加特定含量的改性氢氧化镁，并严格限定氢氧化镁的改性方式，这样形成的氢氧化镁为无极性复合材料，不影响聚烯烃间的“碳氢键聚合”反应过程，且派生的功能基团能持久保护镁金属化合物的功能性，从而提升产品的热稳定性、氧指数、强除酸能力等指标并有利于减少骨架材料的使用量。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种TPO防水卷材，具体是一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用。
背景技术
热塑性聚烯烃(简称TPO)是由橡胶和聚烯烃两组分构成的弹性体材料。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(卷状)热塑性橡胶弹性防水材料，通常是以由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和乙丙橡胶(EPR)按一定比例共混聚合所得的热塑性聚烯烃(TPO)合成树脂为基料，加入抗氧化剂、防老化剂、柔软剂等制成的聚合物，它综合了EPDM和PVC的性能优势，具有EPDM具有的耐候能力、低温柔性和PVC的易焊接特性，具有优于PP\PE\EPR基本理化性，形成其独有的性能：可热粘结性、耐热冷性、高延展性及高弹性体等。目前市售的聚合物TPO具有碳氢键聚合相，易吸收环境中的热及紫外线辐射电磁波能量而发生热裂解和光化学反应，导致脆性增加而失去其原有的功能性。
申请号为201610710433.5的中国发明专利公开了一种阻燃改性TPO防水卷材及其制备方法，所述防水卷材的原料配方包括：热塑性聚烯烃90～110份；含卤高分子材料5～30份；无机阻燃剂10～25份；增塑剂5～15份；填料5～15份；抗老化剂0.1～3份；颜料0～5份。该发明防水卷材通过在配方中加入含卤高分子材料，利用含卤高分子材料优异的阻燃性能及良好的力学性能对TPO材料进行阻燃改性，可有效降低体系中无机阻燃材料的用量，且可以维持较好的力学性能和阻燃性能。此时需要使用热塑性聚烯烃用量4.5～33.3％的含卤高分子材料，成本高。
发明内容
基于上述缺陷，本发明提供一种能提高热稳定性、氧指数、强除酸能力等指标的TPO面保护高分子膜。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种TPO面保护高分子膜，按质量百分比计，它的原料配方包括：
热塑性聚烯烃75～90％；
改性氢氧化镁10～25％；
所述改性氢氧化镁为硬脂酸钠改性的氢氧化镁，其是将所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁进行混合以使所述硬脂酸钠包覆在所述氢氧化镁的表面；所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2～5：95～98。
优化地，按质量百分比计，它的原料配方包括：
热塑性聚烯烃85～90％；
改性氢氧化镁10～15％。
优化地，按质量百分比计，它的原料配方包括：热塑性聚烯烃90％和改性氢氧化镁10％。
优化地，按质量百分比计，所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2：98。
优化地，所述混合的温度为80～85℃。
本发明的又一目的在于提供一种上述TPO面保护高分子膜的制备方法，包括以下步骤：
(a)将所述改性氢氧化镁添加到所述热塑性聚烯烃中进行混合，使其发生聚合反应得聚合混合物；
(b)将所述聚合混合物采用挤出压延法或流延法制作成50～150μm厚的定宽TPO面保护高分子膜；所述挤出压延法或流延法中挤出模具的模内温度为230～245℃，所述挤出模具的进料端温度比所述模内温度低10～25℃，所述挤出模具的出口温度比所述模内温度高10～25℃。
本发明的再一目的在于提供上述TPO面保护高分子膜的应用，将所述TPO面保护高分子膜通过粘合胶以热贴合法或淋胶涂布法与金属基材进行复合，所述金属基材选自铝及其合金体以及铁及其合金体中的一种。
优化地，所述TPO面保护高分子膜的宽度比所述金属基材的宽度大50～150mm，所述TPO面保护高分子膜的一边与所述金属基材对齐且另一边超出所述金属基材。
进一步地，所述TPO面保护高分子膜与丁基胶或改性SBS结合，形成自粘型防水卷材总程，所述金属基材与所述丁基胶或改性SBS的另一面相接触。
本发明TPO面保护高分子膜，由于聚合物主链仅由碳氢键构成，不含有其他的卤素元素，对环境友好，可再循环使用，在此基础上，通过向热塑性聚烯烃中添加特定含量的改性氢氧化镁，并严格限定氢氧化镁的改性方式，这样形成的氢氧化镁为无极性复合材料，不影响聚烯烃间的“碳氢键聚合”反应过程，且派生的功能基团能持久保护镁金属化合物的功能性(入吸热性)，从而提升产品的热稳定性、氧指数、强除酸能力等指标并有利于减少骨架材料的使用量，有利于延长TPO面保护高分子膜整体的抗衰老性(半衰期)(即延长防水体系的使用生命周期)。
具体实施方式
本发明TPO面保护高分子膜，按质量百分比计，它的原料配方包括：热塑性聚烯烃75～90％；改性氢氧化镁10～25％；所述改性氢氧化镁为硬脂酸钠改性的氢氧化镁，其是将所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁进行混合以使所述硬脂酸钠包覆在所述氢氧化镁的表面；所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2～5：95～98。通过向热塑性聚烯烃中添加特定含量的改性氢氧化镁，并严格限定氢氧化镁的改性方式，这样形成的氢氧化镁为无极性复合材料，不影响聚烯烃间的“碳氢键聚合”反应过程，且派生的功能基团能持久保护镁金属化合物的功能性(入吸热性)，从而提升产品的热稳定性、氧指数、强除酸能力等指标并有利于减少骨架材料的使用量，有利于延长TPO面保护高分子膜整体的抗衰老性(半衰期)(即延长防水体系的使用生命周期)。
上述TPO面保护高分子膜，按质量百分比计，它的原料配方优选包括：热塑性聚烯烃85～90％；改性氢氧化镁10～15％；最优为热塑性聚烯烃90％和改性氢氧化镁10％。按质量百分比计，所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比最优为2：98。所述混合的温度为80～85℃。
上述TPO面保护高分子膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)将所述改性氢氧化镁添加到所述热塑性聚烯烃中进行混合，使其发生聚合反应得聚合混合物；(b)将所述聚合混合物采用挤出压延法或流延法制作成50～150μm厚的定宽TPO面保护高分子膜；所述挤出压延法或流延法中挤出模具的模内温度为230～245℃，所述挤出模具的进料端温度比所述模内温度低10～25℃，所述挤出模具的出口温度比所述模内温度高10～25℃。
将所述TPO面保护高分子膜通过粘合胶以热贴合法或淋胶涂布法与金属基材进行复合，所述金属基材选自铝及其合金体以及铁及其合金体中的一种，优选为铝及其合金体，这样可以在形成的结构层中起到光电磁波能量及热能量的反射作用。所述TPO面保护高分子膜的宽度比所述金属基材的宽度大50～150mm，所述TPO面保护高分子膜的一边与所述金属基材对齐且另一边超出所述金属基材，此时能够极大地减少施工时间以提高施工效率，还能保护金属层不被氧化。所述TPO面保护高分子膜与丁基胶或改性SBS结合(即粘合胶)，形成自粘型防水卷材总程，所述金属基材与所述丁基胶或改性SBS的另一面相接触。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。
实施例1
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，该TPO面保护高分子膜的原料为：热塑性聚烯烃90kg(市售F1370)和改性氢氧化镁10kg；改性氢氧化镁为硬脂酸钠改性的氢氧化镁，其是将0.2kg硬脂酸钠与9.8kg氢氧化镁于80～85℃进行混合以使硬脂酸钠包覆在氢氧化镁的表面(该温度区间对氢氧化镁的改性没有影响)；
上述TPO面保护高分子膜的制备方法，包括以下步骤：
(a)向密闭高速混合机中添加90kg热塑性聚烯烃、10kg改性氢氧化镁添以进行混合(混合搅拌速度450～470r/min)，使其发生聚合反应得聚合混合物(混合聚合压力≤1.5MPa)，混合温度为80～150℃、时间为2～2.5h(上述数值区间对产物的混合基本上无影响)；
(b)将步骤(a)制得的聚合混合物采用常规的挤出压延法制作成100μm厚的定宽TPO面保护高分子膜(50～150μm的厚度是根据实际需要进行选择，通常是受原料用量和压辊间距的影响，对最终产品的化学性能影响不大)；需要注意控制挤出压延法中挤出模具的温度：模内温度为240℃、模具的进料端温度为230℃、模具的出口温度为250℃。
还将上述的TPO面保护高分子膜按以下步骤进行应用：将TPO面保护高分子膜通过粘合胶(高盟YH3166)以常规的淋胶涂布法与金属基材(铝合金6061，厚度为0.1mm；还可以根据实际需要，厚度选择为0.06～0.2mm)进行复合；注意控制TPO面保护高分子膜的宽度比金属基材的宽度大50mm(也可以根据实际需要将宽带设置为大150mm，即50～150mm均可)，使得TPO面保护高分子膜的一边与金属基材对齐且另一边超出金属基材。
实施例2
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：热塑性聚烯烃75kg(市售F1370)和改性氢氧化镁25kg。
实施例3
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：热塑性聚烯烃85kg(市售F1370)和改性氢氧化镁15kg。
实施例4
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：改性氢氧化镁是将0.5kg硬脂酸钠与9.5kg氢氧化镁于80℃进行混合。
实施例5
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：改性氢氧化镁是将0.35kg硬脂酸钠与9.65kg氢氧化镁于80℃进行混合。
实施例6
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是挤出压延法中挤出模具的温度如下：模内温度为245℃、模具的进料端温度为220℃、模具的出口温度为270℃。
实施例7
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是挤出压延法中挤出模具的温度如下：模内温度为230℃、模具的进料端温度为215℃、模具的出口温度为245℃。测试显示，实施例6和实施例7中产品的性能与实施例1中的基本一致。
对比例1
本例提供一种现有TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它采用现有的工艺路线，具体参考申请号为202011569335.7的发明专利中公开的三层TPO卷材(说明书第82段)；即通过三辊压光机将TPO上层、聚酯网格布和TPO下层压光复合在一起制备TPO卷材(TPO卷材的厚度达1200～2000μm)；此例中TPO防水卷材的中TPO的用量是实施例1中的9～10倍，成本很高。
对比例2
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：热塑性聚烯烃95kg(市售F1370)和改性氢氧化镁5kg。
对比例3
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：热塑性聚烯烃70kg(市售F1370)和改性氢氧化镁30kg，不能形成高分子膜。
对比例4
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：使用的是未改性的氢氧化镁。
对比例5
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：未在加热的条件下进行混合改性。
对比例6
本实施例提供一种TPO面保护高分子膜及其制备方法和应用，它与实施例1中的基本一致，不同的仅是：使用的是硬脂酸钙进行改性。
将实施例1-7、对比例1-9中的TPO面保护高分子膜进行性能测试，其结果列于表1中。
表1实施例1-7、对比例1-9中的TPO面保护高分子膜的性能测试表
注：1、本申请中所采用的金属铝反射层，对光(热能量)反射大于65％(JG/T402-2013《热反射金属屋面板》)；2、耐候性能及耐化学物质腐蚀性能(GB18244)，是TPO材料固有的化学特征，跟已公开专利类似。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种TPO面保护高分子膜，其特征在于，按质量百分比计，它的原料配方包括：
热塑性聚烯烃75～90％；
改性氢氧化镁10～25％；
所述改性氢氧化镁为硬脂酸钠改性的氢氧化镁，其是将所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁进行混合以使所述硬脂酸钠包覆在所述氢氧化镁的表面；所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2～5：95～98。
2.根据权利要求1所述的TPO面保护高分子膜，其特征在于，按质量百分比计，它的原料配方包括：
热塑性聚烯烃85～90％；
改性氢氧化镁10～15％。
3.根据权利要求1所述的TPO面保护高分子膜，其特征在于，按质量百分比计，它的原料配方包括：热塑性聚烯烃90％和改性氢氧化镁10％。
4.根据权利要求1所述的TPO面保护高分子膜，其特征在于，按质量百分比计，所述硬脂酸钠与所述氢氧化镁的质量比为2：98。
5.根据权利要求1所述的TPO面保护高分子膜，其特征在于：所述混合的温度为80～85℃。
6.权利要求1至5中任一所述TPO面保护高分子膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将所述改性氢氧化镁添加到所述热塑性聚烯烃中进行混合，使其发生聚合反应得聚合混合物；
(b)将所述聚合混合物采用挤出压延法或流延法制作成50～150μm厚的定宽TPO面保护高分子膜；所述挤出压延法或流延法中挤出模具的模内温度为230～245℃，所述挤出模具的进料端温度比所述模内温度低10～25℃，所述挤出模具的出口温度比所述模内温度高10～25℃。
7.权利要求1至5中任一所述TPO面保护高分子膜的应用，其特征在于：将所述TPO面保护高分子膜通过粘合胶以热贴合法或淋胶涂布法与金属基材进行复合，所述金属基材选自铝及其合金体以及铁及其合金体中的一种。
8.权利要求7所述TPO面保护高分子膜的应用，其特征在于：所述TPO面保护高分子膜的宽度比所述金属基材的宽度大50～150mm，所述TPO面保护高分子膜的一边与所述金属基材对齐且另一边超出所述金属基材。
9.权利要求8所述TPO面保护高分子膜的应用，其特征在于：所述TPO面保护高分子膜与丁基胶或改性SBS结合，形成自粘型防水卷材总程，所述金属基材与所述丁基胶或改性SBS的另一面相接触。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311463527.3A CN117511023A (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 一种tpo面保护高分子膜及其制备方法和应用 |
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2023
- 2023-11-06 CN CN202311463527.3A patent/CN117511023A/zh active Pending
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