一種高焊接強度TPO防水卷材及其制備方法技術

一種高焊接強度TPO防水卷材及其制備方法，屬于防水建材技術領域。高焊接強度TPO防水卷材層的配方是由茂金屬烯烴聚合物、TPO樹脂、阻燃劑、填料、抗氧劑、光穩定劑、顏料按照一定重量份數組合而成，其中按重量份數的配方為：茂金屬烯烴聚合物10?50份、TPO樹脂50?90份、阻燃劑5?50份、填料0?50份、抗氧劑和加工助劑0.01?5份、光穩定劑0.01?5份、顏料0?8份，茂金屬烯烴聚合物+TPO樹脂為100份。本發明專利技術TPO防水卷材焊接強度增大并且具有優異的節能特性和耐候性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于防水建材
，具體涉及一種高焊接強度TPO防水卷材及其制備方法。
技術介紹
相對于疊層和多層屋面防水系統，單層屋面是指以三元乙丙(EPDM)、聚氯乙烯(PVC)或熱塑性聚烯烴(TPO)等高分子防水卷材外露使用，采用機械固定、滿粘或空鋪壓頂等方法進行施工的屋面系統，具有結構簡單、自重輕、施工快捷、易檢修、長期性價比優等特點，廣泛應用于體育場館、展覽館、機場、工業廠房、商場、醫院等工程項目。然而，由于材料結構特性和工藝技術原因，并不是所有高分子防水卷材都能令人滿意。例如，EPDM防水卷材自粘性較差，特別是硫化交聯后自身粘接性更差，幾乎難以找到滿足性能要求(如足夠大的粘結強度、抗氧化、耐水解和耐化學腐蝕等)的膠黏劑，并且接縫達到足夠粘結強度所需時間較長(室溫下需2-7天)、操作環境較差(溶劑揮發)、成本較高。熱風焊接即是利用溫度和速度程序可控的焊接機在兩片卷材熱焊接面連續輸出一定溫度的熱風，使界面處聚合物皮層輕微熔融，隨后在一定壓力下將其壓實、冷卻熔接在一起的一種接縫搭接技術。PVC和TPO防水卷材搭接縫均采用熱風焊接處理，摒棄了傳統膠黏劑粘結處理方法。在工程應用過程中發現，PVC熱焊接過程中常產生大量煙霧且釋放出有毒氣體，對人體健康影響較大，而TPO防水卷材無上述現象，但有時存在虛焊、燒穿/燒焦等現象。典型的TPO樹脂是由聚烯烴(如聚丙烯)與烯烴共聚物彈性體(如乙丙橡膠EPM或EPDM)經反應釜原位聚合混合或熔融共混制備而成；它既具有類似EPM橡膠的高彈性、低溫柔韌性和耐候性，又具有熱塑性塑料的熱加工性和耐高溫性等。從施工角度考慮，無論是反應釜原位聚合混合型還是熔融共混型TPO防水卷材均期望具有較寬的熱焊接窗口(溫度—速率匹配性)、較高的接縫剝離強度。通過對聚烯烴催化劑體系分析可知，傳統的Ziegler-Natta催化體系屬于多活性催化聚合，制備的聚合物分子量分布較寬，約為4-8左右，而茂金屬催化體系屬于單活性催化體系，分子量分布較窄，約為2-2.5左右，因此同種材料分子量分布越寬，低分子量的低聚物含量相對越多。針對這種情況下，卷材在熱焊接和長期使用過程中，低分子量的低聚物受熱后極不穩定，易向熱焊接表面遷移，在熔體復合相界面處形成缺陷點，影響卷材熱焊接效果、剝離強度及力學強度，進而降低材料的抗風揭能力。因此，有效抑制或減少低分子量低聚合物向熱焊接面的遷移，是制備具有高焊接強度TPO防水卷材的關鍵之一。
技術實現思路
本專利技術的目的在于利用茂金屬烯烴聚合物的窄分子量分布特性制備一種高焊接強度的TPO防水卷材，解決上述技術中存在的問題。本專利技術一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，卷材結構可以為僅含高焊接強度TPO防水卷材層的均質型防水卷材，也可以為上表面和底面均為高焊接強度TPO防水卷材層、中間為網格布增強層的增強型防水卷材。本專利技術所述的一種高焊接強度TPO防水卷材層的配方是由茂金屬烯烴聚合物、TPO樹脂、阻燃劑、填料、抗氧劑、光穩定劑、顏料按照一定重量份數組合而成。一種高焊接強度TPO防水卷材中所述茂金屬烯烴聚合物和TPO樹脂二者均可作為TPO防水卷材的基體材料，通常二者在配方中的用量之和為100份。一種高焊接強度TPO防水卷材中所述TPO樹脂至少包括主鏈中含乙烯鏈節(-CH2-CH2-)或/和丙烯鏈節(-CH3CH-CH2-)單元的聚烯烴，可以為但不限制于諸如反應釜聚合型熱塑性聚烯烴、丙烯和/或乙烯與含有C3-C8的烯烴單體經茂金屬催化劑或/和齊格勒—納塔催化劑催化制備而成丙烯-α-烯烴共聚物和乙烯-α-烯烴共聚物中的一種或幾種；優選C3-C8烯烴共聚單體包括1-丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一種或幾種。一種高焊接強度TPO防水卷材配方中所述的茂金屬烯烴聚合物是由丙烯和/或乙烯與含有C3-C20的烯烴單體經茂金屬催化劑催化聚合而成的烯烴共聚物，合適的C3-C20的烯烴共聚單體選自1-丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、苯乙烯中的一種或幾種。這類茂金屬烯烴聚合物可以為但不限制于茂金屬線性低密度聚乙烯、茂金屬線性高密度聚乙烯、茂金屬低密度聚乙烯、茂金屬聚丙烯基彈性體、茂金屬聚乙烯基彈性體中的一種或幾種。一種高焊接強度TPO防水卷材配方中所述的阻燃劑在于提高TPO防水卷材的阻燃性能，可以為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鹽類、碳酸鎂水合物、磷—氮—硅復合阻燃劑、磷系阻燃劑、云母、二氧化硅、珍珠巖、蛭石、氧化銻中的一種和一種以上組合。一種高焊接強度TPO防水卷材配方中所述的填料可以為碳酸鈣、方解石、滑石粉中的一種和一種以上組合。一種高焊接強度TPO防水卷材配方中所述的抗氧劑可以為受阻酚類抗氧劑、芳香胺類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種和一種以上組合。一種高焊接強度TPO防水卷材配方中所述的顏料包為二氧化鈦、炭黑、氧化鐵、普魯士藍、硅酸鉛、單偶氮、雙偶氮、酞靑中的一種和一種以上組合。本專利技術所述的一類高熱焊接強度TPO防水卷材厚度為1.2mm-2.0mm，結構可以為僅含TPO防水卷材層(稱為均質型TPO卷材)，也可為由TPO防水卷材表面層、中間網格布、TPO防水卷材底面層構成(稱為增強型TPO卷材)，其中TPO防水卷材表面層可以為白色或彩色。一種高焊接強度TPO防水卷材的制備方法，生產工藝如下：a)TPO復合料母粒制備：根據高焊接強度TPO防水卷材層配方，首先將所有配方原材料在混合設備中混合均勻；接著將混合均勻的復合料利用攪拌設備輸送到雙螺桿擠出機造粒設備中，擠出、牽引、冷卻、造粒、烘干、收集，雙螺桿擠出機的機筒設定溫度為165℃—230℃，切粒速率為100轉/分鐘—400轉/分鐘；b)均質型防水卷材擠出：將a)獲得母粒利用擠出機直接擠出并經三輥軋光輥軋光，隨后經冷卻、糾偏、切邊、裁剪、收卷、包裝制備成均質型TPO卷材；增強型防水卷材擠出：利用a)獲得母粒分別擠出表面層和底面層，其中底面層先與網格布在三輥軋光輥熱壓復合，隨后經冷卻后進入另一三輥軋光輥與TPO表面層熱壓復合，隨后經冷卻、糾偏、切邊、裁剪、收卷、包裝制備成增強型卷材，片材擠出機溫度160℃—240℃，轉速為100轉/分鐘—500轉/分鐘。一種高焊接強度TPO防水卷材熱焊接試驗：采用的焊接設備是由瑞士Leister公司產的熱空氣焊接機(型號CH-6060，室溫—620℃，0.5m/min—5m/min)；焊接方法：首先裁取200mm×300mm的樣片，接著用無水乙醇將卷材焊接面擦拭干凈；隨后，采用熱空氣焊接機在巖棉操作臺上將兩片卷材搭接邊焊接密實，并用鉤子檢查焊接縫的密實性，有無虛焊、漏焊現象。冷卻后，裁取200mm×50mm的試片，根據GB/T328.21-2007高分子卷材接縫剝離強度所述測試方法進行測試。本專利技術所述的一種高焊接強度TPO防水卷材及其制備方法，具有以下性能特點：TPO防水卷材在350℃—620℃范圍內可焊接，焊接強度最大800N/50mm(均質型)、1500N/50mm(增強型)，其白色制品具有優異的節能特性和耐候性能。具體實施方式應當指出的是：以下實例僅用以說明而并非限制本專利技術所描述的技術方案，一切不脫離精神本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，卷材結構為僅含高焊接強度TPO防水卷材層的均質型防水卷材，或為上表面和底面均為高焊接強度TPO防水卷材層、中間為網格布增強層的增強型防水卷材；高焊接強度TPO防水卷材層的配方是由茂金屬烯烴聚合物、TPO樹脂、阻燃劑、填料、抗氧劑、光穩定劑、顏料按照一定重量份數組合而成。

【技術特征摘要】
1.一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，卷材結構為僅含高焊接強度TPO防水卷材層的均質型防水卷材，或為上表面和底面均為高焊接強度TPO防水卷材層、中間為網格布增強層的增強型防水卷材；高焊接強度TPO防水卷材層的配方是由茂金屬烯烴聚合物、TPO樹脂、阻燃劑、填料、抗氧劑、光穩定劑、顏料按照一定重量份數組合而成。2.按照權利要求1的一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，TPO樹脂至少包括主鏈中含乙烯鏈節或/和丙烯鏈節單元的聚烯烴。3.按照權利要求2的一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，TPO樹脂為反應釜聚合型熱塑性聚烯烴、丙烯和/或乙烯與含有C3-C8的烯烴單體經茂金屬催化劑或/和齊格勒—納塔催化劑催化制備而成丙烯-α-烯烴共聚物和乙烯-α-烯烴共聚物中的一種或幾種；C3-C8烯烴共聚單體選自1-丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一種或幾種。4.按照權利要求1的一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，茂金屬烯烴聚合物是由丙烯和/或乙烯與含有C3-C20的烯烴單體經茂金屬催化劑催化聚合而成的烯烴共聚物。5.按照權利要求4的一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，C3-C20的烯烴共聚單體選自1-丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、苯乙烯中的一種或幾種。6.按照權利要求4的一種高焊接強度TPO防水卷材，其特征在于，茂金屬烯烴聚合物為茂金屬線性低密度聚乙烯、茂金屬線性高密度聚乙烯、茂金屬低密度聚乙烯、茂金屬聚丙烯基彈性體、茂金屬聚乙烯基彈性體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邵鵬飛，
申請(專利權)人：山東安之源防水材料有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37