[发明专利]一种轻质阻燃热塑性聚烯烃防水卷材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃高分子防水卷材及制备方法，具体涉及一种轻质阻燃热塑性聚烯烃防水卷材及制备方法。

背景技术

热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材是近年来迅速发展的一种新型高分子防水卷材，采用单层防水卷材直接外露使用，具有绿色、环保及低应用寿命成本等诸多优点，主要应用于工业厂房平屋面的防水防护，是单层工业厂房屋面防水卷材的首选。当前，随着建筑防火安全意识的提高，以及GB50016-2014《建筑设计防火规范》对工业厂房屋面系统防火设计的新要求，开发和提高TPO防水卷材的阻燃能力成为未来TPO卷材研发的方向。

目前，添加适应的阻燃剂是提高TPO防水卷材阻燃性能的最有效技术途径，TPO卷材中常用的添加型阻燃剂是复合无机类阻燃剂或复合无机类、卤族类阻燃剂。其中，复合无机类阻燃剂在加工过程中不产生对设备具有腐蚀性的物质并且燃烧时裂解生成无机高温残渣，有利于提高炭化层的耐高温能力。但是，这类阻燃剂必须在高添加量时(>50phr)才能发挥良好的阻燃性能，而且易造成制品力学强度和延伸率大幅降低，密度大幅升高，这就意味着建筑屋面构架的承重荷载增大，并且也提高了施工成本和生产成本；另外，复合金属类阻燃剂制备过程复杂，成本高。对于复合无机类、卤族类阻燃剂，同样面临着制品密度较高的问题，并且，更为恶劣的是其在燃烧过程中产生大量的有毒气体，环保性极差，并且据调研可知，火灾中大量的人员伤亡是由于制品燃烧过程中产生的有毒气体导致的。例如，现有技术CN201410662979.9公开了一种阻燃型热塑性聚烯烃防水卷材,复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、氢氧化镁、三氧化二锑、硼酸锌组成，该发明阻燃体系不环保、燃烧过程中释放出大量有毒气体，是普遍不采用的阻燃体系。同样，该体系也面临着密度较大的问题。因此，开发一种环保、轻质、高效阻燃型TPO防水卷材是亟须解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种环保、轻质、高效阻燃TPO防水卷材及其操作简便、成本低廉的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是,一种轻质阻燃热塑性聚烯烃防水卷材，为单层阻燃TPO卷材层的均质型TPO防水卷材或含有阻燃TPO表面层、不含阻燃TPO底面层和中间网格布增强层结构的增强型TPO防水卷材；其中，阻燃TPO卷材层或表面层的配方由以下重量份数的原料组成：TPO树脂100份，中空微球5～25份(优选10～20份)，无卤阻燃剂5～50份(优选10-15份)，填料0～20份(优选5～10份)，抗氧剂0.01～3份(优选0.3份)，紫外光稳定剂0.01～3份(优选0.5份)，颜料包1～8份(优选4份)。

进一步，所述中空微球为具有薄壁壳体中空结构的球形材料(优选直径为100nm～20μm的酚醛中空微球、中空玻璃微球、聚酰亚胺中空微球或中空二氧化硅微球。更优选表面化学接枝、表面包覆、表面偶联处理的直径为100nm～20μm的酚醛中空微球、中空玻璃微球、聚酰亚胺中空微球或中空二氧化硅微球)。

进一步，所述热塑性聚烯烃为反应釜聚合物热塑性聚烯烃(优选利安德巴塞尔的Hifax^TM系列弹性体)或机械共混型热塑性聚烯烃(优选由聚丙烯、聚烯烃热塑性弹性体组成)。

进一步，所述无卤阻燃剂为氢氧化镁、聚磷酸铵或硅—氮复合阻燃剂。

进一步，所述颜料包为二氧化钛、炭黑、氧化铁、普鲁士蓝、硅酸铅、单偶氮、双偶氮、酞靑中的一种和多种的混合物。

抗氧剂的作用在于改善TPO卷材的加工性能，优选为抗氧剂1010；紫外光稳定剂的作用在于提高TPO卷材的耐久性，优选的紫外光稳定剂为850。

本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是,一种轻质阻燃热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法，所述均质型TPO防水卷材的制备包括以下步骤：

(1)TPO复合料母粒的制备：根据TPO卷材造粒配方，首先将所有造粒配方原材料在混合设备中混合均匀；接着将混合均匀的复合料利用搅拌设备输送到双螺杆挤出机造粒设备中，挤出、牵引、冷却、造粒、烘干、收集；其中，双螺杆挤出机的机筒设定温度为165℃～230℃，切粒速率为100转/分钟～400转/分钟；

(2)均质型TPO防水卷材的制备：在双螺杆挤出机中将获得的TPO复合料母粒直接挤出，机筒温度为165℃～230℃，主机螺旋杆转速为100转/分钟～400转/分钟，并经轧光辊轧光，随后经冷却、纠偏、切边、裁剪、收卷、包装，即成均质型TPO卷材；