技术领域
[0001] 本发明涉及防水卷材生产技术领域，具体为一种TPO自粘防水片材及其制备方法。
相关背景技术
[0002] TPO防水卷材即热塑性聚烯烃类防水卷材，是以采用先进的聚合技术将乙丙橡胶与聚丙烯结合在一起的热塑性聚烯烃(TPO)合成树脂为基料，加入抗氧剂、防老剂、软化剂制成的新型防水卷材，可以用聚酯纤维网格布做内部增强材料制成增强型防水卷材，属合成高分子防水卷材类防水产品。
[0003] 现行公开的自粘防水卷材自粘胶层为了提升阻燃性能，会加入阻燃剂，但是阻燃剂的加入会影响其防水效果和力学性能，难以满足使用需求。因此，如何有效改善TPO自粘防水片材的质量已经成为我国防水卷材加工业亟待解决的重要问题。
[0004] 因此，本发明提供一种TPO自粘防水片材及其制备方法，用于解决上述所提出的相关技术问题。
具体实施方式
[0041] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 实施例1：
[0043] 本实施例提供了一种TPO自粘防水片材，所述TPO自粘防水片材包括TPO防水卷材基层和隔离层，以及设置于TPO防水卷材基层和隔离层之间的沥青自粘层。
[0044] 其中TPO防水卷材基层由防水片材与玻璃纤维网通过双辊筒复合机复合而成；
[0045] 进一步的，防水片材由以下重量份原料制成：20份聚丙烯树脂、8份三元乙丙橡胶、10份阻燃剂、6份增塑剂、2份马来酸酐接枝相溶剂SBR及25份填料。
[0046] 其中，阻燃剂的制备过程如下：
[0047] 按0.12g/mL的固液比将羟基锡酸锌置于适量浓度为25％的氨水中，于常温下、120r/min的条件下混合10min，然后升温至60℃，于320r/min的条件下混合10min，得到第一备用液；
[0048] 按0.02g/mL的固液比将改性剂置于适量浓度为40％的乙醇水溶液中，于常温下、80r/min的条件下混合10min，得到第二备用液；
[0049] 按0.04：1的体积比将适量的第二备用液置于适量的第一备用液中，然后用乙酸调节pH至3.2，于72℃的条件下处理130min，冷却至室温后，抽滤，并用乙醇洗涤3次，干燥后得到阻燃剂。
[0050] 进一步的，改性剂选用3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0051] 增塑剂选用石蜡油。
[0052] 填料的制备过程如下：
[0053] 按0.02g/mL的固液比将滑石粉置于适量的去离子水中超声分散20min，向所得分散液中加入α‑亚甲基‑γ‑丁内酯和2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，于50℃、230r/min的条件下处理20min，再向所得混合液中加入浓度为20％的四氢呋喃水溶液，继续处理50min；
[0054] 反应结束后，向所得反应产物中加入甲基丙烯酸甲酯，于室温下继续反应40min，所得乳液经离心后，用去离子水洗涤2次，再干燥后，得到填料。
[0055] 其中，α‑亚甲基‑γ‑丁内酯的添加为滑石粉质量的1.2％；
[0056] 2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的添加量为滑石粉质量的0.8％；
[0057] 四氢呋喃水溶液的添加量为反应产物质量的2.2％；
[0058] 甲基丙烯酸甲酯的添加量为混合液质量的0.12％。
[0059] 此外，防水片材的制备过程如下：
[0060] 精确称取聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料，并将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料置于混合设备中充分混合；
[0061] 然后再置于双螺杆挤出机中，通过180℃的挤出温度挤出防水片材；
[0062] 其中，沥青自粘层由以下重量份原料制成：30份90#沥青、8份乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、8份复合稳定剂及10份橡胶活化剂420。
[0063] 复合稳定剂由聚乙烯醇、羧甲基纤维素质量比0.7：1.0混合制备而成。
[0064] 此外，沥青自粘层的制备过程如下：
[0065] 精确称取90#沥青、乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、复合稳定剂及橡胶活化剂420，将90#沥青加热至120℃，然后加入乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物和橡胶活化剂420，再升温至150℃处理30min；
[0066] 再加入复合稳定剂，并升温至190℃，并于120r/min的条件下继续处理20min，保温，得到沥青自粘层；
[0067] 隔离层选用聚乙烯膜层。
[0068] 乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物购买自苏州亿天立塑胶有限公司。
[0069] 此外，本实施例还提供了一种TPO自粘防水片材的制备方法，包括以下步骤：
[0070] 步骤一、在TPO防水卷材基层的表面涂抹改性沥青，其中改性沥青即为沥青自粘层；
[0071] 步骤二、然后在沥青自粘层上覆隔离层，通过双辊筒复合机复合；
[0072] 步骤三、再依次经检验及计量包装工序，最终制得TPO自粘防水片材成品。
[0073] 实施例2：
[0074] 本实施例提供了一种TPO自粘防水片材，所述TPO自粘防水片材包括TPO防水卷材基层和隔离层，以及设置于TPO防水卷材基层和隔离层之间的沥青自粘层。
[0075] 其中TPO防水卷材基层由防水片材与玻璃纤维网通过双辊筒复合机复合而成；
[0076] 进一步的，防水片材由以下重量份原料制成：25份聚丙烯树脂、10份三元乙丙橡胶、12份阻燃剂、8份增塑剂、4份马来酸酐接枝相溶剂SBR及30份填料。
[0077] 其中，阻燃剂的制备过程如下：
[0078] 按0.14g/mL的固液比将羟基锡酸锌置于适量浓度为25％的氨水中，于常温下、130r/min的条件下混合15min，然后升温至62℃，于330r/min的条件下混合11min，得到第一备用液；
[0079] 按0.03g/mL的固液比将改性剂置于适量浓度为45％的乙醇水溶液中，于常温下、85r/min的条件下混合15min，得到第二备用液；
[0080] 按0.12：1的体积比将适量的第二备用液置于适量的第一备用液中，然后用乙酸调节pH至3.8，于74℃的条件下处理135min，冷却至室温后，抽滤，并用乙醇洗涤4次，干燥后得到阻燃剂。
[0081] 进一步的，改性剂选用3‑氨丙基三甲氧基硅烷。
[0082] 增塑剂选用环烷油。
[0083] 填料的制备过程如下：
[0084] 按0.04g/mL的固液比将滑石粉置于适量的去离子水中超声分散25min，向所得分散液中加入α‑亚甲基‑γ‑丁内酯和2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，于52℃、240r/min的条件下处理25min，再向所得混合液中加入浓度为20％的四氢呋喃水溶液，继续处理55min；
[0085] 反应结束后，向所得反应产物中加入甲基丙烯酸甲酯，于室温下继续反应42min，所得乳液经离心后，用去离子水洗涤3次，再干燥后，得到填料。
[0086] 其中，α‑亚甲基‑γ‑丁内酯的添加为滑石粉质量的1.7％；
[0087] 2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的添加量为滑石粉质量的1.4％；
[0088] 四氢呋喃水溶液的添加量为反应产物质量的2.3％；
[0089] 甲基丙烯酸甲酯的添加量为混合液质量的0.18％。
[0090] 此外，防水片材的制备过程如下：
[0091] 精确称取聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料，并将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料置于混合设备中充分混合；
[0092] 然后再置于双螺杆挤出机中，通过210℃的挤出温度挤出防水片材；
[0093] 其中，沥青自粘层由以下重量份原料制成：35份90#沥青、10份乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、9份复合稳定剂及11份橡胶活化剂420。
[0094] 复合稳定剂由聚乙烯醇、羧甲基纤维素质量比0.8：1.0混合制备而成。
[0095] 此外，沥青自粘层的制备过程如下：
[0096] 精确称取90#沥青、乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、复合稳定剂及橡胶活化剂420，将90#沥青加热至125℃，然后加入乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物和橡胶活化剂420，再升温至155℃处理35min；
[0097] 再加入复合稳定剂，并升温至192℃，并于125r/min的条件下继续处理25min，保温，得到沥青自粘层；
[0098] 隔离层选用聚乙烯膜层。
[0099] 乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物购买自苏州亿天立塑胶有限公司。
[0100] 此外，本实施例还提供了一种TPO自粘防水片材的制备方法，包括以下步骤：
[0101] 步骤一、在TPO防水卷材基层的表面涂抹改性沥青，其中改性沥青即为沥青自粘层；
[0102] 步骤二、然后在沥青自粘层上覆隔离层，通过双辊筒复合机复合；
[0103] 步骤三、再依次经检验及计量包装工序，最终制得TPO自粘防水片材成品。
[0104] 实施例3：
[0105] 本实施例提供了一种TPO自粘防水片材，所述TPO自粘防水片材包括TPO防水卷材基层和隔离层，以及设置于TPO防水卷材基层和隔离层之间的沥青自粘层。
[0106] 其中TPO防水卷材基层由防水片材与玻璃纤维网通过双辊筒复合机复合而成；
[0107] 进一步的，防水片材由以下重量份原料制成：30份聚丙烯树脂、12份三元乙丙橡胶、14份阻燃剂、10份增塑剂、6份马来酸酐接枝相溶剂SBR及35份填料。
[0108] 其中，阻燃剂的制备过程如下：
[0109] 按0.16g/mL的固液比将羟基锡酸锌置于适量浓度为25％的氨水中，于常温下、140r/min的条件下混合20min，然后升温至65℃，于340r/min的条件下混合12min，得到第一备用液；
[0110] 按0.05g/mL的固液比将改性剂置于适量浓度为50％的乙醇水溶液中，于常温下、90r/min的条件下混合20min，得到第二备用液；
[0111] 按0.22：1的体积比将适量的第二备用液置于适量的第一备用液中，然后用乙酸调节pH至4.5，于76℃的条件下处理140min，冷却至室温后，抽滤，并用乙醇洗涤6次，干燥后得到阻燃剂。
[0112] 进一步的，改性剂选用γ‑氨丙基三甲氧基硅烷。
[0113] 增塑剂选用石蜡油。
[0114] 填料的制备过程如下：
[0115] 按0.08g/mL的固液比将滑石粉置于适量的去离子水中超声分散30min，向所得分散液中加入α‑亚甲基‑γ‑丁内酯和2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，于55℃、260r/min的条件下处理30min，再向所得混合液中加入浓度为20％的四氢呋喃水溶液，继续处理60min；
[0116] 反应结束后，向所得反应产物中加入甲基丙烯酸甲酯，于室温下继续反应45min，所得乳液经离心后，用去离子水洗涤4次，再干燥后，得到填料。
[0117] 其中，α‑亚甲基‑γ‑丁内酯的添加为滑石粉质量的2.5％；
[0118] 2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的添加量为滑石粉质量的2.0％；
[0119] 四氢呋喃水溶液的添加量为反应产物质量的2.5％；
[0120] 甲基丙烯酸甲酯的添加量为混合液质量的0.24％。
[0121] 此外，防水片材的制备过程如下：
[0122] 精确称取聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料，并将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、马来酸酐接枝相溶剂SBR及填料置于混合设备中充分混合；
[0123] 然后再置于双螺杆挤出机中，通过230℃的挤出温度挤出防水片材；
[0124] 其中，沥青自粘层由以下重量份原料制成：40份90#沥青、12份乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、10份复合稳定剂及12份橡胶活化剂420。
[0125] 复合稳定剂由聚乙烯醇、羧甲基纤维素质量比1.0：1.0混合制备而成。
[0126] 此外，沥青自粘层的制备过程如下：
[0127] 精确称取90#沥青、乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物、复合稳定剂及橡胶活化剂420，将90#沥青加热至130℃，然后加入乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物和橡胶活化剂420，再升温至160℃处理40min；
[0128] 再加入复合稳定剂，并升温至195℃，并于130r/min的条件下继续处理30min，保温，得到沥青自粘层；
[0129] 隔离层选用聚乙烯膜层。
[0130] 乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物购买自苏州亿天立塑胶有限公司。
[0131] 此外，本实施例还提供了一种TPO自粘防水片材的制备方法，包括以下步骤：
[0132] 步骤一、在TPO防水卷材基层的表面涂抹改性沥青，其中改性沥青即为沥青自粘层；
[0133] 步骤二、然后在沥青自粘层上覆隔离层，通过双辊筒复合机复合；
[0134] 步骤三、再依次经检验及计量包装工序，最终制得TPO自粘防水片材成品。
[0135] 对比例1：
[0136] 本实施例所提供的TPO自粘防水片材的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中阻燃剂由羟基锡酸锌直接代替。
[0137] 对比例2：
[0138] 本实施例所提供的TPO自粘防水片材的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中填料采用滑石粉代替。
[0139] 对比例3：
[0140] 本实施例所提供的TPO自粘防水片材的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物采用苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)代替。
[0141] 效果测试
[0142] 分别将通过本发明中实施例1～3制备的TPO自粘防水片材记作实验例1～3；通过对比例1～3制备的TPO自粘防水片材记作对比例1～3；然后分别对等量的各组TPO自粘防水片材样品的性能进行检测。
[0143] 测试试验1、不透水性试验及结果分析：
[0144] 按GB/T328.10‑2007的检测标准进行不透水性能检测，按GB/T2406‑2009的检测标准进行阻燃性能的检测，记录相关数据于表1。
[0145] 表1：试验数据记录表
[0146]组别 滤纸颜色变化 氧指数(％)
实例1组 无 30
实例2组 无 29
实例3组 无 30
对比1组 有 18
对比2组 无 25
对比3组 无 29
[0147] 由表1和图1可知，与对比组相比，实例1～3的TPO自粘防水片材可显著提升阻燃性能，同时，不会影响防水性能，而且各实例组之间的差异并不明显。上述结果表明，实例1～3的TPO自粘防水片材，具有在保证防水性能的情况下，还可以提升阻燃性能。
[0148] 为验证本添加剂各组分的作用，设置了对比例1～3的试验。
[0149] 对比例1和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于阻燃剂由羟基锡酸锌直接代替。与实例1组相比发现，对比例1组的滤纸有颜色变化，氧指数降低了12％。该结果表明阻燃剂对提升阻燃性能方面发挥重要作用，同时，不会影响防水性能。
[0150] 对比例2和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于填料采用滑石粉代替。与实例1组相比发现，对比例2组的滤纸无颜色变化，氧指数降低了5％。该结果表明填料对提升阻燃性能方面发挥一定作用，同时，不会影响防水性能。
[0151] 对比例3和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物采用苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)代替。与实例1组相比发现，对比例3组的滤纸无颜色变化，氧指数降低了1％。该结果表明乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物对提升阻燃性能方面影响不大，同时，不会影响防水性能。
[0152] 测试试验2、力学性能试验及结果分析：
[0153] 按GB/T18242‑2008的检测标准进行力学性能的检测。
[0154] 表2：试验数据记录表
[0155]组别 剥离强度(与铝板、N/m) 拉力(N/50mm)
实例1组 2.5 940
实例2组 2.5 935
实例3组 2.4 937
对比1组 2.4 935
对比2组 2.4 820
对比3组 1.6 930
[0156] 由表2和图2可知，与对比组相比，实例1～3的TPO自粘防水片材可显著提升剥离强度性能和抗拉性能，而且各实例组之间的差异并不明显。上述结果表明，实例1～3的TPO自粘防水片材，具有优异的力学性能的效果。
[0157] 为验证本添加剂各组分的作用，设置了对比例1～3的试验。
[0158] 对比例1和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于阻燃剂由羟基锡酸锌直接代替。与实例1组相比发现，对比例1组的剥离强度降低了0.1N/m、拉力降低了5N/50mm。该结果表明阻燃剂对TPO自粘防水片材的力学性能方面影响不大。
[0159] 对比例2和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于填料采用滑石粉代替。与实例1组相比发现，对比例2组的剥离强度降低了0.1N/m、拉力降低了120N/50mm。该结果表明填料对TPO自粘防水片材的拉力性能方面发挥重要作用。
[0160] 对比例3和实例1的TPO自粘防水片材的原料配比主要区别在于乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物采用苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物(SBS)代替。与实例1组相比发现，对比例3组的剥离强度降低了0.9N/m、拉力降低了10N/50mm。该结果表明乙烯‑乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物对TPO自粘防水片材的剥离强度性能方面发挥重要作用。
[0161] 由上述所述可知，本发明所制备的TPO自粘防水片材，不仅能够有效的保证防水性能，进一步地改善了阻燃性能；而且还具改善拉力性能和剥离强度性能。由此表明本发明生产的TPO自粘防水片材，具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
[0162] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0163] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
