一種防水卷材及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子防水卷材技術(shù)領域，具體涉及一種防水卷材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 上個世紀90年代以來，熱塑性聚烯烴（以下簡稱TPO)防水卷材以其優(yōu)異的力學 性能、焊接施工性能、反射性能以及其他綜合性能，已經(jīng)發(fā)展成為最常見的低坡屋面用的單 層防水卷材。在我國，隨著社會和經(jīng)濟發(fā)展的加速，人們對建筑領域的防水產(chǎn)品提出更高 的要求，不僅要求防水卷材具有優(yōu)異的防水性能，也要求其美觀性和安全性。為此，作為代 表單層屋面防水卷材最高技術(shù)的TPO防水卷材在我國正處于高速增長期，市場應用前景廣 闊。
[0003] 隨著TPO卷材應用的日益廣泛，TPO卷材的應用環(huán)境越來越復雜，其使用年限也要 求延長，TPO卷材產(chǎn)品需要在整個使用壽命中長期面對高的太陽負荷和高溫環(huán)境。有資料 顯示，在夏季太陽直射情況下，有太陽板直接覆蓋的TPO卷材屋面溫度可達到88°C，并且持 續(xù)6h。此外，TPO卷材采用熱風焊接進行搭接邊的施工，雖然自動熱風焊接機的溫度可調(diào)， 但是施工時設置的焊接溫度經(jīng)常達到500°C左右，如果施工過程中的焊接溫度和焊接速度 設置不合理，均可能導致卷材老化。
[0004] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：這種惡劣而持續(xù)的環(huán)境和焊接施工條 件會導致TPO卷材配方體系中抗氧劑、紫外線吸收劑以及光熱穩(wěn)定劑等過早耗盡，從而使 制品出現(xiàn)褪色、變色、表面失去光澤、甚至微裂紋和發(fā)狀裂紋等現(xiàn)象，大大降低了產(chǎn)品的預 期使用壽命。因此，通過對TPO卷材的配方設計，原材料的篩選及改性，以及助劑體系的優(yōu) 化，從而延長產(chǎn)品的使用壽命是一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有的TPO卷材制品出現(xiàn)的褪色、變色、表面失去光澤、甚至微裂紋和 發(fā)狀裂紋等問題，提供一種防水卷材及其制備方法。
[0006] 解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種防水卷材，所述防水卷材包括熱塑性聚烯烴卷材層，所述熱塑性聚烯烴卷材 層的原料包括聚合型熱塑性聚烯烴樹脂和顆?；鷦?；
[0008] 所述顆?；鷦┌寡鮿⒐夥€(wěn)定劑和紫外線吸收劑，所述顆?；鷦┝綖?0. 5 ~ I. 5mm〇
[0009] 其中，顆?；鷦┛梢源偈垢鞣N助劑更均勻的分散于TPO樹脂基體中，相互協(xié)同， 提升各組分的作用效果和產(chǎn)品質(zhì)量，有效降低產(chǎn)品的黃色指數(shù)，提高體系的熱分解溫度和 產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性；粒徑為0. 5~I. 5mm的顆粒化助劑使得各助劑在TPO樹脂基體中分散性 良好，原料混合過程中無需加入分散劑。
[0010] 相比于粉料助劑，顆粒化助劑還能有效避免搬運及使用過程中出現(xiàn)的粉塵，且顆 ?；鷦┲恍枰淮畏Q量，大大降低工藝的繁瑣性，同時，提高了稱量的準確性。
[0011] 優(yōu)選的，所述聚合型TPO樹脂與顆?；鷦┑馁|(zhì)量比為100 :3~10 ;
[0012] 所述抗氧劑、光穩(wěn)定劑與紫外線吸收劑的質(zhì)量比為1 :0. 5~1 :0. 5~1。
[0013] 市售的抗氧劑、光穩(wěn)定劑或紫外線吸收劑三種助劑形狀為粉料或粒料，本發(fā)明的 顆粒化助劑是將市售抗氧劑、光穩(wěn)定劑或紫外線吸收劑經(jīng)過擠出造粒加工后，形成粒徑為 0. 5~I. 5mm的復合顆?；鷦?br>[0014] 其中，抗氧劑采用主輔結(jié)合的復配型抗氧劑，主抗氧劑選用抗氧化效率高、揮發(fā)性 小的高效非對稱受阻酚型抗氧劑，如IRGAN0X 245 :二縮三乙二醇雙[β - (3-叔丁基-4-羥 基-5-甲基苯基）丙酸酯];輔助抗氧劑選用IRGAF0S 168 :三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷 酸酯；其中IRGAN0X 245與IRGAF0S 168的質(zhì)量比為1 :0. 5~4,優(yōu)選的IRGAN0X 245與 IRGAF0S 168的質(zhì)量比為1:0. 5~2。主輔抗氧劑之間表現(xiàn)出顯著的協(xié)同效果。此復配抗 氧劑還提高了聚合物加工和使用過程的熱穩(wěn)定性，對于聚合物體系的色澤有良好的保護作 用。
[0015] 優(yōu)選的，所述聚合型TPO樹脂為丙烯與乙烯和丁烯的共聚物。其中，聚合型TPO樹 脂是指選用多活性催化體系的催化劑，在丙烯的分子鏈上引入共聚的乙烯、丁烯單體，且分 子鏈上乙烯和丁烯的摩爾總含量< 10%，從而有效避免了在加工和使用過程中由于光、熱、 氧作用導致的含有叔碳原子的丙烯的鏈式降解和老化失效現(xiàn)象的發(fā)生。聚合型TPO樹脂的 數(shù)均分子量為6萬~30萬，分子分布在4~7左右時，從而體系具有良好的加工性能和焊 接施工性能，與顆?；鷦┗旌戏稚⑿Ч?。
[0016] 本發(fā)明選用較寬分子量分布的聚合型TPO樹脂，其中，低分子量的樹脂在溫度和 外力的作用下可以先熔融，從而起到助熔劑的作用，提高配方體系的加工性能和擴寬焊接 施工溫度的窗口，而高分子量的樹脂為體系提供優(yōu)異的力學性能和抗風揭性能。
[0017] 優(yōu)選的，所述防水卷材為三層式結(jié)構(gòu)，上表面和下表面均為TPO卷材層，中間為纖 維織物增強層。
[0018] 優(yōu)選的，所述上表面TPO卷材層的原料包括所述聚合型熱塑性聚烯烴樹脂100份， 所述顆?；鷦?~10份，且原料還包括填料20~30份，補強劑2~5份，光屏蔽劑3~ 6份，顏料0~2份；
[0019] 所述下表面熱塑性聚烯烴卷材層的原料包括所述聚合型熱塑性聚烯烴樹脂100 份，所述顆?；鷦?~6份，且原料還包括填料25~30份，補強劑1~3份，光屏蔽劑 1~3份，顏料0.5~2份。
[0020] 優(yōu)選的，所述填料為經(jīng)硬質(zhì)酸表面改性的氫氧化鎂，所述補強劑為氣相法的白炭 黑，所述光屏蔽劑為納米金紅石型鈦白粉。
[0021] 其中，采用硬質(zhì)酸對氫氧化鎂進行表面改性的填料，不僅可以提高無機剛性粒子 與樹脂體系的相容性、分散性以及體系的加工流動性，還能提高產(chǎn)品的熱分解溫度以及力 學性能和表觀性能，使得產(chǎn)品達到高性能的同時具有阻燃性能，具備降低火焰蔓延速度的 性能。
[0022] 本發(fā)明中同時引入對光具有屏蔽作用的白炭黑和鈦白粉，白炭黑選用粒徑小、純 度高、雜質(zhì)含量低的氣相法的白炭黑，提升產(chǎn)品的老化性能以及力學性能。鈦白粉采用硅包 裹技術(shù)的納米金紅石型鈦白粉，相比于銳鈦型產(chǎn)品，金紅石型鈦白粉具有耐粉化性、保光性 好，而通過表面硅包裹技術(shù)處理，提高了 TiO2的光穩(wěn)定性，將鈦白粉表面與周圍環(huán)境的相互 作用減至最小，從而最大程度地避免了"粉化"、細紋以及戶外應用中常見的其它表面損蝕 問題的出現(xiàn)。
[0023] 光穩(wěn)定劑體系選用高、低分子量搭配的復合體系。低分子量光穩(wěn)定劑選用分子量 僅為481g/mol的雙（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯（Tinuvin 770)，其分散效果 較好，易于迀移至產(chǎn)品的表面，提供短期內(nèi)的耐候和耐老化性能。高分子量的受阻胺型光穩(wěn) 定劑選用分子量達到2600-3400g/mol的N，Ν' -雙（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）-1，6-己 二胺與2, 4, 6-三氯-1，3, 5-三嗪、N- 丁基-1- 丁胺、N- 丁基-2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶 胺的反應產(chǎn)物的聚合物（Chimassorb 2020)，其耐迀移性好，為產(chǎn)品提供長期的耐候和耐 老化性能，其中Chimassorb 2020與Tinuvin 770的質(zhì)量比為1:0. 2~2,優(yōu)選的范圍為 Chimassorb 2020 與 Tinuvin 770 的質(zhì)量比為 1 :0· 2 ~1〇
[0024] 紫外線吸收劑選用2-(2' -羥基-3' -叔丁基-5' -甲基苯基）-5_氯代苯并三唑 (Tinuvin 326)，有效地吸收波長為270-380納米的紫外光，對于產(chǎn)品的光老化具有顯著的 抑制作用，進一步提尚廣品的耐候和耐老化性能。
[0025] 優(yōu)選的，所述纖維織物增強層為聚酯網(wǎng)格布，經(jīng)紗細度和煒紗細度為600D~ 1500D ;優(yōu)選的經(jīng)紗細度為1000D，煒紗細度為1000D。
[0026] 優(yōu)選的，所述防水卷材的總厚度為1. 20~3. 00mm，所述上表面、下表面的TPO卷材 層的厚度均為〇. 50~