《一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材及其制备方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104356459 A (43)申请公布日 2015.02.18 CN 104356459 A (21)申请号 201410438289.5 (22)申请日 2014.08.29 C08L 23/00(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 3/32(2006.01) C08K 3/38(2006.01) C08J 3/22(2006.01) B32B 27/12(2006.01) B32。
2、B 27/32(2006.01) (71)申请人 北京东方雨虹防水技术股份有限公 司 地址 100123 北京市朝阳区高碑店北路康家 园 4 号楼 (72)发明人 韩忠强 田凤兰 段文峰 (74)专利代理机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203 代理人 张慧 (54) 发明名称 一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材及其制备 方法 (57) 摘要 一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材及其制备 方法， 属于防水建材制造技术领域， 目的为利用纳 米阻燃剂的 “小尺寸” 效应解决金属氢氧化物以 牺牲 TPO 防水卷材的力学性能和加工性能来提高 其阻燃性能的技术难题。本发明的配方有 TPO、。
3、 阻燃剂、 纳米阻燃剂、 碳酸钙、 老化剂包、 颜料包组 成。其制备方法包括以下步骤 ： 配料、 分散、 造粒、 挤出、 冷却、 收卷制得材料。本发明具有在较少阻 燃剂用量时就能显著提高 TPO 防水卷材的阻燃性 能， 且材料的力学强度变化不大、 甚至高于金属氧 化物填充体系。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104356459 A CN 104356459 A 1/2 页 2 1.一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 结构为仅含纳米阻燃TP。
4、O防水卷材 层， 或由纳米阻燃 TPO 防水卷材层中间夹网格布组成 ； 其中纳米阻燃 TPO 防水卷材层由基体、 纳米阻燃剂和其它组份按照一定重量比组合而 成， 其中按重量比的配方为 ： 2.按照权利要求1的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 阻燃剂 ： 为0-30 份。 3. 按照权利要求 1 的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材， 其特征在于， 纳米阻燃剂 ： 2-20 份。 4.按照权利要求1的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 热塑性聚烯烃基 体中包括主链中含乙烯链节或 / 和丙烯链节单元的聚烯烃。 5. 按照权利要求 1 的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防。
5、水卷材， 其特征在于， 热塑性聚烯烃 基体为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 - 烯烃共聚物和乙烯 - 烯烃共聚物 中的一种或几种， 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。 6.按照权利要求1的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 纳米阻燃剂为纯 纳米颗粒的阻燃剂或其化学改性后的纳米颗粒阻燃剂或含纳米颗粒阻燃剂的母粒。 7. 按照权利要求 1 的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材， 其特征在。
6、于， 纳米阻燃剂为 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， 或为上述纳米阻燃剂与聚烯烃树脂的共混母 粒。 8.按照权利要求1的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 阻燃剂可以为磷 系阻燃剂、 卤系阻燃剂、 金属阻燃剂、 复合型阻燃剂中的一种和一种以上。 9.按照权利要求1的一种含纳米阻燃剂的TPO防水卷材， 其特征在于， 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。
7、及其母粒中的一种或几种。 10. 按照权利要求 1 的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材， 其特征在于， 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。 11. 权利要求 1 所述的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材的制备方法， 其特征在于， 包 权 利 要 求 书 CN 104356459 A 2 2/2 页 3 括以下步骤 ： a) 纳米阻燃 TPO 防水卷材层复合料母粒制备 ； 根据纳米阻燃 TPO 防水卷材层配方， 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。
8、粒设备中， 挤出、 牵引、 冷却、 造粒、 烘干、 收集 ； 双螺杆挤出机的机筒 设定温度为 165230， 切粒速率为 100 转 / 分钟400 转 / 分钟 ； b) 均质型 TPO 防水卷材挤出 ： 将 a) 获得纳米阻燃 TPO 防水卷材层复合料母粒根据卷 材配方， 利用挤出机直接挤出并经三辊轧光辊轧光， 随后经冷却、 纠偏、 切边、 裁剪、 收卷、 包 装制备成均质型 TPO 卷材 ； 增强型 TPO 防水卷材挤出 ： 利用 a) 获得纳米阻燃 TPO 防水卷材层复合料母粒将纳米 阻燃TPO防水卷材表面层和纳米阻燃TPO防水卷材底面层分别采用挤出机挤出， ， 其中底面 层先与网格布。
9、在三辊轧光辊热压复合， 随后经冷却后进入另一三辊轧光辊与 TPO 表面层热 压复合， 随后经冷却、 纠偏、 切边、 裁剪、 收卷、 包装制备成增强型 TPO 卷材 ； 片材挤出机温度 160240， 转速为 100 转 / 分钟500 转 / 分钟。 权 利 要 求 书 CN 104356459 A 3 1/4 页 4 一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材及其制备方法 技术领域 0001 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 0002 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。
10、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。 0003 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。。
11、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 0004 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。
12、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。 0005 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 )。 0006 本发明所述的一种含纳米阻燃剂。
13、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 ： 0007 说 明 书 CN 104356459 A 4 2/4 页 5 0008 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 。
14、- 烯烃共聚物和乙烯 - 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。 0009 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。
15、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。 0010 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。 0011 填料。
16、为常规的填料， 如碳酸钙等。 0012 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。 0013 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。 0014 上述一种纳米阻燃 TPO 防水卷材的制备方法， 生产工艺如下 ： 0015 a)TPO复合料母粒制备。 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。
17、粒设备 中， 挤出、 牵引、 冷却、 造粒、 烘干、 收集。双螺杆挤出机的机筒设定温度为 165230， 切 粒速率为 100 转 / 分钟400 转 / 分钟。 0016 b) 均质型 TPO 防水卷材挤出。将 a) 获得的 TPO 母粒， 根据卷材配方， 利用挤出机 直接挤出并经三辊轧光辊轧光， 随后经冷却、 纠偏、 切边、 裁剪、 收卷、 包装制备成均质型 TPO 卷材。 0017 c) 增强型 TPO 防水卷材挤出。将 TPO 卷材表面层和 TPO 卷材底面层分别采用挤 说 明 书 CN 104356459 A 5 3/4 页 6 出机挤出， 其中， 底面层先与网格布在三辊轧光辊热压复。
18、合， 随后经冷却后进入另一三辊轧 光辊与TPO表面层热压复合， 随后经冷却、 纠偏、 切边、 裁剪、 收卷、 包装制备成增强型TPO卷 材。片材挤出机温度 160240， 转速为 100 转 / 分钟500 转 / 分钟。 0018 本发明所述的一种含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材， 具有以下性能特点 ： 纳米阻燃 剂在 TPO 中具有较好的分散效果， 较少的阻燃剂用量就能显著提高 TPO 防水卷材的阻燃性 能 ； 特别是卷材在保持较高阻燃性能时， 其力学强度变化不大、 甚至高于金属氧化物填充体 系。 0019 具体实施方法 0020 应当指出的是 ： 以下实例仅用以说明而并非限制本发明所描述。
19、的技术方案， 一切 不脱离精神和范围的技术方案及其改进， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。 0021 实施例 1 0022 一种纳米阻燃 TPO 防水卷材的配方为 ： 0023 热塑性聚烯烃 ： 热塑性弹性体为 70 份和聚丙烯 30 份 0024 阻燃剂 ： 氢氧化镁 15 份 0025 纳米阻燃剂 ： 纳米层状蒙脱土 5 份 0026 填料 ： 碳酸钙 13 份 0027 老化剂包 ： 抗氧剂 1010、 紫外稳定剂 UV783 、 紫外吸收剂 UV531 1.8 份 0028 颜料包 ： 二氧化钛 3 份 0029 实施例 2 0030 一种纳米阻燃 TPO 防水卷材的配方为 ： 。
20、0031 热塑性聚烯烃 ： 反应釜聚合型热塑性聚烯烃 100 份 0032 0033 实施例 3 0034 一种纳米阻燃 TPO 防水卷材的配方为 ： 0035 热塑性聚烯烃 ： 反应釜聚合型热塑性聚烯烃 100 份 0036 阻燃剂 ： 0 份 0037 纳米阻燃剂 ： 笼型聚倍半硅氧烷 5 份和纳米聚磷酸铵 10 份 0038 填料 ： 碳酸钙 15 份 0039 老化剂包 ： 抗氧剂 1010、 紫外稳定剂 UV783、 紫外吸收剂 UV531 1.8 份 0040 颜料包 ： 二氧化钛 3 份 0041 实施例 4 0042 一种纳米阻燃 TPO 防水卷材的配方为 ： 0043 热塑性。
21、聚烯烃 ： 反应釜聚合型热塑性聚烯烃 100 份 说 明 书 CN 104356459 A 6 4/4 页 7 0044 阻燃剂 ： 0 份 0045 纳米阻燃剂 ： 纳米改性硼酸锌 3 份和纳米氢氧化镁 12 份 0046 填料 ： 碳酸钙 18 份 0047 老化剂包 ： 抗氧剂 1010、 紫外稳定剂 UV783、 紫外吸收剂 UV531 1.8 份 0048 颜料包 ： 二氧化钛 3 份 0049 实施例 1、 实施例 2、 实施例 3 和实施例 4 的含纳米阻燃剂的 TPO 防水卷材制备方 法 ( 均质型 ) ： 0050 a)TPO复合料母粒制备。 根据TPO卷材造粒配方， 首先将。
22、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。双螺杆挤出机的机筒设定温度为 165200， 切 粒速率为 300 转 / 分钟。 0051 b) 均质型 TPO 防水卷材挤出。将 a) 获得 TPO 母粒根据卷材配方， 利用挤出机直接 挤出并经三辊轧光辊轧光， 随后经冷却、 纠偏、 切边、 裁剪、 收卷、 包装制备成均质型 TPO 卷 材。 0052 实施例中， 产品防水性能测试按照国家标准 GB 27789-2011 热塑性聚烯烃 (TPO) 防水卷材 进行， 产品性能均能满足要。
23、求。 0053 产品阻燃性能测试方法， 采用 GB/T 2406.2-2009 塑料燃烧性能测定 - 氧指数法 测定材料的阻燃性能。 0054 实例 1 所测得主要性能数据为 ： 氧指数为 24， 拉伸强度为 15MPa， 断裂伸长率为 660， 直角撕裂强度为 65N。 0055 实例 2 所测得主要性能数据为 ： 氧指数为 26， 拉伸强度为 18MPa， 断裂伸长率为 700， 直角撕裂强度为 72N。 0056 实例 3 所测得主要性能数据为 ： 氧指数为 27， 拉伸强度为 16MPa， 断裂伸长率为 750， 直角撕裂强度为 75N。 0057 实例 4 所测得主要性能数据为 ： 氧指数 27， 拉伸强度为 18MPa， 断裂伸长率为 690， 直角撕裂强度为 70N。 说 明 书 CN 104356459 A 7 。