本發(fā)明涉及防水卷材，尤其涉及一種熱塑性聚烯烴防水卷材及其制備工藝。

背景技術：

1、隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，防水材料的需求日益增加。傳統(tǒng)的防水材料如瀝青、橡膠等雖具有一定的防水效果，但在長期使用過程中暴露出諸多問題，如耐候性差、易老化、施工難度大等。這些問題不僅影響了防水材料的使用壽命，還增加了維護成本。因此，開發(fā)一種性能優(yōu)越、施工簡便且環(huán)保的新型防水材料成為行業(yè)迫切的需求。

2、熱塑性聚烯烴(tpo)作為一種新型高分子材料，因其優(yōu)異的耐候性、耐紫外線、耐高溫及耐臭氧等特點，在防水材料領域顯示出巨大的應用潛力。然而，現(xiàn)有的tpo防水卷材仍存在一些不足，如粘結性較差、施工要求高，以及在復雜基層施工時需要多塊拼接，搭接處的粘結難度較大等。

3、因此，我們提出了一種熱塑性聚烯烴防水卷材及其制備工藝用于解決上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種熱塑性聚烯烴防水卷材及其制備工藝。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

3、一種熱塑性聚烯烴防水卷材，包括如下重量份數(shù)的各組分：聚烯烴復合材料40～50份、熱塑性彈性體10～20份、納米硅酸鹽填料5～10份、液晶高分子聚合物5～10份、無機納米抗菌劑1～2份、增塑劑5～10份、發(fā)泡劑2～5份、成核劑1～3份、結晶促進劑0.5～2份。

4、作為優(yōu)選的技術方案：

5、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材，包括如下重量份數(shù)的各組分：聚烯烴復合材料44份、熱塑性彈性體15份、納米硅酸鹽填料7份、液晶高分子聚合物8份、無機納米抗菌劑1份、增塑劑8份、發(fā)泡劑3份、成核劑2份、結晶促進劑1.5份。

6、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材，所述無機納米抗菌劑為納米銀、納米氧化鋅中的一種或多種，所述熱塑性彈性體為由乙丙橡膠與聚丙烯結合形成的熱塑性聚烯烴彈性體，所述增塑劑采用鄰苯二甲酸酯類，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種，所述成核劑為苯甲酸鈉、滑石粉中的一種，所述結晶促進劑為山梨醇類化合物、有機錫化合物中的一種。

7、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材，所述聚烯烴復合材料的顆粒粒徑平均在100-200納米，所述熱塑性彈性體的分子量分布指數(shù)在2.0-2.5mw/mn，顆粒橢圓度在1.0-1.2，所述納米硅酸鹽填料的比表面積在100～300m2/g，所述液晶高分子聚合物的液晶相的有序度在90％～99％，平均分子量在10萬-20萬，所述增塑劑與聚烯烴復合材料的溶解度參數(shù)差異小于1.0，在卷材中的遷移率低于5％。

8、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材，所述聚烯烴復合材料中將低分子量的聚烯烴與高分子量的聚烯烴進行共混，形成微觀相分離結構，設定共混物的彈性模量為e_{blend}，則；

9、e_{blend}＝e_{low}\cdot\phi_{low}+e_{high}\cdot\phi_{high}+\deltae_{interface}；

10、其中，e_{blend}：共混物的彈性模量，表示材料的剛度；e_{low}和e_{high}：低分子量聚烯烴和高分子量聚烯烴的彈性模量；\phi_{low}和\phi_{high}：低分子量聚烯烴和高分子量聚烯烴的體積分數(shù)；\deltae_{interface}：由于相分離結構引起的界面能變化對彈性模量的貢獻。

11、本發(fā)明的第二方面提出了一種熱塑性聚烯烴防水卷材的制備工藝，包括以下步驟：

12、s1：將低分子量聚烯烴與高分子量聚烯烴分別進行熔融，低分子量和高分子量的聚烯烴分別在不同的螺桿區(qū)域進行熔融，然后通過雙螺桿擠出機進行共混，在共混過程中，通過調整螺桿轉速和溫度，形成均勻的微觀相分離結構，得到聚烯烴復合材料；

13、s2：將熱塑性彈性體加熱至熔融狀態(tài)，然后與共混后的聚烯烴復合材料進行混合，得到兼具柔韌性和強度的基體；

14、s3：在基體中加入發(fā)泡劑，通過控制發(fā)泡劑的分解溫度和壓力，形成均勻的微孔結構，在共混過程中加入成核劑和結晶促進劑，改變材料的微觀晶態(tài)結構，得到共混物；

15、s4：將納米硅酸鹽填料均勻分散在共混物中；

16、s5：在熔融共混的過程中，繼續(xù)加入液晶高分子聚合物；

17、s6：向熔融共混物中加入無機納米抗菌劑，賦予卷材廣譜抗菌性能，加入增塑劑以提高卷材的可塑性和加工性能；

18、s7：將上述共混物通過擠出機擠出成片，再經(jīng)過壓延、冷卻，切割成所需尺寸，制成所需的熱塑性聚烯烴防水卷材。

19、作為優(yōu)選的技術方案：

20、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材的制備工藝，所述s1中，將低分子量聚烯烴與高分子量聚烯烴分別進行熔融，低分子量和高分子量的聚烯烴分別在不同的螺桿區(qū)域進行熔融，低分子量聚烯烴熔融溫度：160～180℃，螺桿轉速：100～200rpm，高分子量聚烯烴熔融溫度：180～200℃，螺桿轉速：80～150rpm，然后通過雙螺桿擠出機進行共混，共混溫度為190～210℃，螺桿轉速為120～180rpm，在共混過程中，通過調整螺桿轉速和溫度，形成均勻的微觀相分離結構，得到聚烯烴復合材料。

21、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材的制備工藝，所述s3中，在基體中加入發(fā)泡劑，控制發(fā)泡劑的分解溫度在180～200℃，壓力在10～20mpa，形成均勻的微孔結構，在共混過程中加入成核劑，共混溫度為190～210℃，加入結晶促進劑，共混時間為5～10分鐘，改變材料的微觀晶態(tài)結構，得到共混物。

22、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材的制備工藝，所述熱塑性彈性體通過化學改性，引入線性排列的功能性側鏈，使彈性體在保持柔韌性的同時，增強與聚烯烴復合材料的相容性，設定功能性側鏈的引入率為i_r，則：

23、i_r＝\frac{n_{functional}}{n_{total}}

24、其中，n_{functional}：成功引入功能性側鏈的彈性體分子數(shù)；n_{total}：總的彈性體分子數(shù)；

25、l_{chain}＝\frac{\sum_{i＝1}^{n}l_i\cdotn_i}{n_{functional}}

26、其中，l_{chain}：平均側鏈長度；l_i：第i種側鏈的長度；(n_i)：具有第i種側鏈長度的彈性體分子數(shù)；(n_{functional})：成功引入功能性側鏈的彈性體分子數(shù)；

27、l_{linearity}＝\frac{l_{straight}}{l_{chain}}

28、其中，l_{linearity}：側鏈的線性度；l_{straight}：側鏈中直線部分的長度；l_{chain}：側鏈的總長度。

29、如上所述的一種熱塑性聚烯烴防水卷材的制備工藝，所述s4中，將納米硅酸鹽填料均勻分散在共混物中，分散溫度：180～200℃，分散時間：10～20分鐘，利用納米硅酸鹽填料的尺寸效應，更有效地填充聚合物基體中的空隙，從而增強卷材的密實性和強度；所述s5中，在熔融共混的過程中，加入液晶高分子聚合物，共混溫度為200～220℃，共混時間為5～10分鐘，利用液晶高分子聚合物的自組裝和取向有序性提升卷材的力學性能和耐候性。

30、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明由聚烯烴復合材料、熱塑性彈性體、納米硅酸鹽填料、液晶高分子聚合物、無機納米抗菌劑、增塑劑、發(fā)泡劑、成核劑和結晶促進劑組成。制備過程中，各組分在精確控制的溫度和工藝條件下進行熔融、共混、發(fā)泡、分散和擠出，最終形成具有優(yōu)異性能的防水卷材。

31、有益效果：

32、綜合性能提升：卷材中的聚烯烴復合材料和熱塑性彈性體通過共混技術形成了均勻的微觀相分離結構，這種結構既保留了橡膠的彈性，又增加了塑料的可焊接性，從而大幅提升了卷材的綜合性能。

33、強化的耐久性和耐候性：液晶高分子聚合物的加入，利用其自組裝和取向有序性，與聚烯烴基體產(chǎn)生協(xié)同作用，顯著提高了卷材的耐久性和耐候性。這意味著卷材能夠在極端氣候條件下保持更長久的使用壽命。

34、增強的力學性能：納米硅酸鹽填料與聚烯烴基體的協(xié)同作用，通過填充基體中的空隙，有效增強了卷材的密實性和強度。這種增強效應在力學性能測試中表現(xiàn)為更高的拉伸強度和伸長率，使卷材能夠承受更大的應力和變形。

35、抗菌與衛(wèi)生性能的協(xié)同提升：無機納米抗菌劑的加入與卷材基體形成協(xié)同作用，不僅賦予了卷材廣譜抗菌性能，還有效抑制了細菌滋生。這種協(xié)同作用對于提高卷材的衛(wèi)生性能和使用壽命至關重要，特別是在潮濕環(huán)境中。

36、加工性能與施工效率的協(xié)同優(yōu)化：通過精確控制各組分的配比和加工條件，卷材展現(xiàn)出良好的可塑性和加工性能。這不僅便于施工人員進行現(xiàn)場操作，還大大提高了施工效率。同時，卷材的優(yōu)異焊接性也保證了施工質量的可靠性。

37、環(huán)保與可持續(xù)性的協(xié)同實現(xiàn)：本發(fā)明所使用的材料大多可回收再利用，與當前綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢相契合，通過優(yōu)化材料配方和制備工藝，不僅降低了環(huán)境污染，還實現(xiàn)了資源的有效利用和循環(huán)再生。

38、綜上所述，本發(fā)明通過各組分的相互配合與增強，實現(xiàn)了卷材在綜合性能、耐久性、力學性能、抗菌衛(wèi)生性能、加工施工效率以及環(huán)?？沙掷m(xù)性等多個方面的顯著提升。