[发明专利]一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防水建材制造技术领域，具体涉及一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材及其制备方法。

背景技术

热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材属于一种新型高分子防水卷材，具有突出的热焊性能、优异的耐候性能、力学性能、较好的低温性能(在零下40℃/1小时无裂纹)、不含任何增塑剂、耐穿刺性能以及节能、环保等优点，在工业厂房、体育馆、汽车厂房、卷烟车间等屋面防水系统得以广泛应用。

典型的TPO材料包括反应釜聚合共混型和机械共混型两种，主要为聚丙烯与乙丙橡胶的共混合金。由两种聚合物的分子链结构可知，均为碳—碳链结构，不含任何其它耐高温杂原子，属于一种易燃材料，氧指数为18％左右。近年来，随着经济和社会的发展，建筑材料的阻燃和防火性能越来越受到关注和重视。TPO防水卷材作为屋面防水系统重要材料之一，其阻燃性能显得尤为重要。通常在设计TPO防水卷材配方时需要添加类似氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝等无机金属氢氧化物和/或金属氧化物恶微米级阻燃材料，以提高其阻燃性能、耐火能力；然而，相关研究表明它们只有在较高填充量时(如30份以上)才体现出对聚合物的阻燃性能，并且需要特别指出的是，这种高阻燃性是以牺牲材料的力学强度、加工性能、热焊接等性能为代价的。因此，在提高TPO防水卷材阻燃性能的同时保持或尽可能不损失其力学性能、加工性能、热焊接性能是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于利用纳米阻燃剂的“小尺寸效应”，在材料内形成纳米分散网络，解决金属氢氧化物在提高TPO防水卷材阻燃性能的同时牺牲其力学性能和加工性能的技术难题，提供一种既具有优异阻燃性能，同时又能保持其力学性能、加工性能和热焊接性能的TPO防水卷材。

本发明所述的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材厚度为1.2mm-2.0mm，结构可以为仅含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层(称为均质型TPO卷材)，由纳米阻燃TPO防水卷材层中间夹网格布(也可为由TPO防水卷材表面层、中间网格布、TPO防水卷材底面层构成，称为增强型TPO卷材，其中TPO防水卷材表面层可以为白色或彩色)。

本发明所述的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层配方是由热塑性聚烯烃、纳米级阻燃剂、微米级阻燃剂、填料、老化剂包(抗氧剂和光稳定剂等组合)、颜料按照一定重量比组成。其中，按重量份数的配方为：

一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层配方中所述的热塑性聚烯烃基体包括主链中含乙烯链节(-CH₂-CH₂-)或/和丙烯链节(-CH₃CH-CH₂-)单元的聚烯烃，可以为但不限制于诸如反应釜聚合型热塑性聚烯烃、丙烯和/或乙烯与含有C₃-C₈的烯烃单体经茂金属催化剂或/和齐格勒—纳塔催化剂催化制备而成丙烯-α-烯烃共聚物和乙烯-α-烯烃共聚物中的一种或几种；优选C₃-C₈烯烃共聚单体包括1-丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或几种。

一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层配方中所述的纳米阻燃剂，其特征在于，纳米阻燃剂的粒径达到纳米范畴，为纯纳米颗粒的阻燃剂或其化学改性后(如硅烷偶联剂改性的、等)的纳米颗粒阻燃剂或含纳米颗粒阻燃剂的母粒，作为含有纳米阻燃剂的母粒以及介于纳米和微米尺寸间的微—纳米阻燃剂也应包括在所述的纳米阻燃剂范围内，可以为但不限制于下列纳米阻燃剂：气相法白炭黑、笼型聚倍半硅氧烷(POSS)、梯形聚倍半硅氧烷、纳米聚磷酸铵、纳米三氧化二锑、纳米碳管、纳米氢氧化铝、纳米硼酸锌、纳米二氧化钛、纳米层状蒙脱土、硼酸盐、滑石粉及经有机硅偶联剂改性的上述纳米阻燃剂；也可以为上述纳米阻燃剂与聚烯烃树脂的共混母粒，此时，所用共混母粒时，纳米阻燃剂按照在配方中的用量根据纯纳米颗粒的阻燃剂进行添加。

一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层配方中所述的阻燃剂可以为磷系阻燃剂(如聚磷酸铵)、卤系阻燃剂(如三氯化锑)、金属阻燃剂(如氢氧化镁、氢氧化铝)、复合型阻燃剂(如P-N系列)中的一种和一种以上。

填料为常规的填料，如碳酸钙等。

一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材层配方中所述的老化剂包为抗氧剂、光屏蔽剂、紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂及其母粒中的一种和一种以上组成。

一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材配方中所述的颜料包为二氧化钛、炭黑、氧化铁、普鲁士蓝、硅酸铅、单偶氮、双偶氮、酞靑中的一种和一种以上。