本发明涉及防水材料技术领域，具体涉及一种建筑用长效型高分子防水卷材及其制备方法。
背景技术：
随着经济的迅速发展,我国的基础设施建设大量开展,防水技术对工程的使用性能有很重要的影响,尤其是在房屋建筑工程中(如屋面、卫生间、空中花园等)，如果使用的防水材料质量达不到要求，就会降低建筑物的使用功能,给使用者带来诸多不便。高分子材料作为高新技术的产物，近些年来住在我们的建筑中的重要性越来越凸显，甚至已经成为现代建筑的重要材料之一。高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或二者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充剂等，采用密炼、挤出或压延等橡胶或塑料的加工工艺所制成的可卷曲片状防水材料。与传统的沥青、油毡系列卷材相比具有优良的耐水、耐高低温性能，还具有良好的弹性、拉伸强度、耐候性、耐腐蚀性和抗老化性，使用寿命长达10年以上，不仅可以减轻对环境的污染，又可以使建筑屋面负重减轻。
防水卷材常用材料包括EPDM、PVC、TPO。EPDM防水卷材是以EPDM橡胶为主剂，掺入适量的丁基橡胶和多种化学助剂，经密炼、过滤、挤出成型和硫化等工序加工制成的高弹性防水卷材。适用于耐久性、耐腐蚀性和适应变形要求高、防水等级为1、Ⅱ级的屋面或地下工程作防水层。PVC防水卷材以PVC树脂为主要原料，掺入多种化学助剂，经混炼、挤出或压延等工序加工制成的防水卷材，它包括无复合层的（N类）、纤维单面复合的（L类）及织物内增强的（Ｗ类）聚氯乙烯防水卷材。TPO防水卷材，是以石油树脂及乙烯、乙酸、乙烯树脂为基料，加入抗氧剂、防老剂、软化剂、及表面附以织物纤维、铝膜而制成的新型防水卷材。TPO防水卷材综合了EPDM的耐候能力、低温柔度和PVC的可焊接特性，具有良好的加工性能和力学性能，并且具有高强焊接性能。该类卷材适用于建筑潮湿外露屋面、防水层，及易变形的建筑地下防水。
无纺布复合结构防水卷材的出现克服了单一使用高分子材料性能缺陷，从结构上提升了防水卷材的性质。中国专利申请号01230031.4公开了一种建筑工程防水用的聚酯膜和无纺布复合防水卷材，由中间聚酯膜防水层经两侧的聚乙烯粘接膜与无纺布上、下表面层实现粘接而构成。为保证聚酯膜与聚乙烯粘接膜结合牢固，在聚酯膜与聚乙烯粘接膜间设置双组份聚氨酯胶粘剂层的复合结构。中国专利申请号201510338044.X公开了一种抗老化聚酯无纺布PE防水卷材，自上而下依次设有聚氯乙烯薄膜隔离层、抗老化层、PE层、聚酯无纺布保护层，所述聚氯乙烯薄膜隔离层、抗老化层以及PE层之间分别通过热压粘结成一体，所述PE层与聚酯无纺布保护层之间通过PE垫片焊接连接。
现有的防水卷材是采用树脂或薄膜与纺粘法丙纶或涤纶长丝热轧无纺布，经过粘接剂或者热压粘接复合而成，塑料卷材材料坚固、柔弹性大、粘接力强、耐久、耐候、抗漏、防水等性能好，但是无纺布层与高分子防水层之间的粘结随着使用时间增加，多数树脂或薄膜热收缩和后期收缩均较大，容易与无纺布层剥落，减少防水卷材使用寿命。此外，大部分高分子防水卷材材料柔软、弹性大、耐候、防水，但表面比较光洁、粗糙度低，不能施工或严重影响防水工程质量。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高分子复合防水卷材，解决已有防水卷材由于无纺布层与高分子防水层之间容易剥落，容易与无纺布层剥落，减少防水卷材使用寿命的技术问题。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种建筑用长效型高分子防水卷材，其特征为复合结构，以聚酯纤维无纺布为中间基层，上下面粘结两层高分子防水层，外层再包裹改性塑料层构成；
所述一种建筑用长效型高分子防水卷材由如下方法制备得到：
（1）将高分子微球颗粒与防水高分子单体、交联剂和引发剂混合，搅拌均匀使高分子微球颗粒的孔径中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，经过高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，经过0.3-2kW的微波加热处理，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材；
其中，所述防水高分子单体为对苯二甲酸乙二醇酯单体、氯乙烯单体中的一种；所述交联剂为苯乙烯、a-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醛、氮丙啶中的一种；所述引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化二辛酰中的一种。
优选的，所述制备方法中，步骤（1）各原料按重量份计为：高分子微球颗粒12-20份；防水高分子单体8-20份；交联剂2-4份；引发剂0.5-4份。
优选的，所述聚酯纤维无纺布的厚度为0.1-0.6cm。
优选的，所述改性塑料为碳酸钙无机纳米粉改性的聚乙烯、碳酸钙无机纳米粉改性聚丙烯、碳酸钙无机纳米粉改性尼龙中的一种。
优选的，所述高分子微球颗粒为粒径在8-40微米的聚乳酸微球、淀粉微球、明胶微球和壳聚糖微球中的一种；所述高分子微球表面布满孔洞，所述孔洞孔径为20-800纳米。
优选的，所述流化床内的气流速度控制在10-40m/s，所述流化床内的气流温度控制在60-80℃。
优选的，所述高压处理的压力控制0.6-3.2MPa。
优选的，所述微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护。
优选的，所述微波加热速度为40-80℃/min，在3-5min内，将初级防水布加热至160-210℃。
现有的防水卷材是采用树脂或薄膜与纺粘法丙纶或涤纶长丝热轧无纺布，经过粘接剂或者热压粘接复合而成，塑料卷材材料坚固、柔弹性大、粘接力强、耐久、耐候、抗漏、防水等性能好，但是无纺布层与高分子防水层之间的粘结随着使用时间增加，多数树脂或薄膜热收缩和后期收缩均较大，容易与无纺布层剥落，减少防水卷材使用寿命。此外，大部分高分子防水卷材材料柔软、弹性大、耐候、防水，但表面比较光洁、粗糙度低，不能施工或严重影响防水工程质量。本发明提供一种建筑用长效型高分子防水卷材为多层片状复合结构，由中间聚酯纤维无纺布层为基体材料，上下经交联剂中间层粘结两层高分子防水层，外层再包裹改性塑料层构成。通过预压成型后再经微波加热处理技术，从防水材料内部加热，活化引发剂和交联剂，发生交联反应，使高分子防水层形成，同时与无纺布层粘结，这种结构提高防水层的机械和防水性能，使无纺布层在长期使用过程中不会剥落，增加防水卷材的使用寿命。此外，本发明通过双面毛面处理无纺布，增加了防水材料表面粗糙度，克服了高分子防水卷材材料表面光洁的缺点不易施工的缺点，提高防水工程质量。
将本发明与市售无纺布复合结构防水卷材力学性能测试对比数据，如表1所示。
表1：
本发明一种建筑用长效型高分子防水卷材及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明通过预压成型后再经微波加热处理技术，从防水材料内部加热，活化引发剂和交联剂，发生交联反应，使高分子防水层形成，同时与无纺布层粘结，这种结构提高防水层的机械和防水性能，使无纺布层在长期使用过程中不会剥落，增加防水卷材的使用寿命。
2、本发明通过双面毛面处理无纺布，克服了高分子防水卷材材料表面光洁的缺点，提高防水工程质量。
3、本发明方法采用微波加热，可以快速提高材料内部温度，缩短卷材加工时间，提高生产效率。
4、本发明制备原料成本低廉，制备方法环保，适合于大规模产业化生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）按重量份数将20份粒径在8微米表面布满孔径为400纳米孔洞的聚乳酸微球，20份防对苯二甲酸乙二醇酯单体、4份苯乙烯和4份过氧化月桂酰混合，搅拌均匀使聚乳酸微球高分子微球颗粒的孔洞中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将厚度为0.6cm聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将所述复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，流化床内的气流速度控制在10m/s，所述流化床内的气流温度控制在80℃，经过压力控制为3.2MPa的高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，改性塑料为经碳酸钙无机纳米粉改性的聚乙烯，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护，经过2kW的微波加热处理，微波加热速度为40℃/min，在3min内，将初级防水布加热至210℃，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将所述高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材。将本实施例中制备的防水卷材进行性能测试，测试结果复合GB18173.1-2012标准，参照表2所示。
取尺寸为1×0.5×0.02m的两块本实施例中制备的防水卷材进行焊接测试，焊机压力为500～550N左右，温度为500～550℃，焊接速度为1.8m～2.5m/min.，经目测焊接缝无发黄、烧焦现象，焊缝边缘光滑，有均匀发亮的熔浆出现；用平口螺丝刀或勾针沿焊缝稍微用力挑试，无漏焊点、虚焊点。焊缝完全冷却后，将卷材裁成2cm宽的卷材条进行剥离，焊缝处无任何断裂现象发生。
实施例2
（1）按重量份数将12份粒径40微米表面布满孔径为800纳米孔洞的白蛋白微球，8份氯乙烯单体、4份a-甲基苯乙烯和4份过氧化苯甲酰混合，混合，搅拌均匀使所述高分子微球颗粒的孔洞中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将厚度为0.1cm聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将所述复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，流化床内的气流速度控制在40m/s，所述流化床内的气流温度控制在60-℃，经过压力控制为0.6MPa的高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，改性塑料为经碳酸钙无机纳米粉改性改性尼龙，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护，经过0.3kW的微波加热处理，微波加热速度为80℃/min，在5min内，将初级防水布加热至160℃，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将所述高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材。将本实施例中制备的防水卷材进行性能测试，测试结果参GB18173.1-2012标准，如表2所示。
取尺寸为1×0.5×0.02m的两块本实施例中制备的防水卷材进行焊接测试，焊机压力为500～550N左右，温度为500～550℃，焊接速度为1.8m～2.5m/min.，经目测焊接缝无发黄、烧焦现象，焊缝边缘光滑，有均匀发亮的熔浆出现；用平口螺丝刀或勾针沿焊缝稍微用力挑试，无漏焊点、虚焊点。焊缝完全冷却后，将卷材裁成2cm宽的卷材条进行剥离，焊缝处无任何断裂现象发生。
实施例3
（1）按重量份数将15份粒径在35微米表面布满孔径为100纳米孔洞的淀粉微球，16份防对苯二甲酸乙二醇酯单体、3份乙二醛和1份过氧化月桂酰混合，搅拌均匀使所述高分子微球颗粒的孔洞中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将厚度为0.5cm聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将所述复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，流化床内的气流速度控制在20m/s，所述流化床内的气流温度控制在75℃，经过压力控制为1.6MPa的高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，改性塑料为碳酸钙无机纳米粉改性改性聚丙烯，碳酸钙无机纳米粉的质量百分数为2%，其粒径为12纳米，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护，经过0.8kW的微波加热处理，微波加热速度为45℃/min，在4min内，将初级防水布加热至160℃，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将所述高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材。将本实施例中制备的防水卷材进行性能测试，测试结果GB18173.1-2012标准，如表2所示。
取尺寸为1×0.5×0.02m的两块本实施例中制备的防水卷材进行焊接测试，焊机压力为500～550N左右，温度为500～550℃，焊接速度为1.8m～2.5m/min.，经目测焊接缝无发黄、烧焦现象，焊缝边缘光滑，有均匀发亮的熔浆出现；用平口螺丝刀或勾针沿焊缝稍微用力挑试，无漏焊点、虚焊点。焊缝完全冷却后，将卷材裁成2cm宽的卷材条进行剥离，焊缝处无任何断裂现象发生。
实施例4
（1）按重量份数将18份粒径在12微米的聚乳酸微球、淀粉微球的组合，微球表面布满孔径为240纳米孔洞，12份防对苯二甲酸乙二醇酯单体、3份丙烯酸和2份过氧化苯甲酰混合，搅拌均匀使所述高分子微球颗粒的孔洞中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将厚度为0.4cm聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将所述复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，流化床内的气流速度控制在30m/s，所述流化床内的气流温度控制在65℃，经过压力控制为1.6MPa的高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，改性塑料为经碳酸钙无机纳米粉改性改性聚丙烯，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护，经过1.3kW的微波加热处理，微波加热速度为48℃/min，在3min内，将初级防水布加热至180℃，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将所述高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材。将本实施例中制备的防水卷材进行性能测试，测试结果符合GB18173.1-2012标准，如表2所示。
取尺寸为1×0.5×0.02m的两块本实施例中制备的防水卷材进行焊接测试，焊机压力为500～550N左右，温度为500～550℃，焊接速度为1.8m～2.5m/min.，经目测焊接缝无发黄、烧焦现象，焊缝边缘光滑，有均匀发亮的熔浆出现；用平口螺丝刀或勾针沿焊缝稍微用力挑试，无漏焊点、虚焊点。焊缝完全冷却后，将卷材裁成2cm宽的卷材条进行剥离，焊缝处无任何断裂现象发生。
实施例5
（1）按重量份数将18份粒径在12微米的淀粉微球、明胶微球和壳聚糖微球的组合，高分子微球表面布满孔径为460纳米孔洞，20份防对苯二甲酸乙二醇酯单体、4份氮丙啶和1份过氧化苯甲酰混合，搅拌均匀使所述高分子微球颗粒的孔洞中负载上防水高分子单体、交联剂和引发剂，得到复合微球；
（2）将厚度为0.5cm聚酯纤维无纺布的上下双面打磨成毛面，再将所述复合微球经过流化床附着在所述毛面聚氨酯纤维无纺布表面，流化床内的气流速度控制在25m/s，所述流化床内的气流温度控制在65℃，经过压力控制为2.2MPa的高压压紧处理后，表面再覆盖改性塑料，改性塑料为经碳酸钙无机纳米粉改性的聚乙烯，再经过高压压紧处理，增强高分子机械和防水性能，得到初级防水布；
（3）将初级防水布经过微波辐射腔体中，微波辐射腔体内部填充了纯度为99.99%的惰性气体保护，经过0.8kW的微波加热处理，微波加热速度为60℃/min，在5min内，将初级防水布加热至190℃，引发交联反应和无纺布热熔粘结，制得无纺布牢固粘结的高分子防水材料，在经过高速卷辊将所述高分子防水材料卷成材得到所述建筑用长效型高分子防水卷材。将本实施例中制备的防水卷材进行性能测试，测试结果符合GB18173.1-2012标准，参照表2所示。
取尺寸为1×0.5×0.02m的两块本实施例中制备的防水卷材进行焊接测试，焊机压力为500～550N左右，温度为500～550℃，焊接速度为1.8m～2.5m/min.，经目测焊接缝无发黄、烧焦现象，焊缝边缘光滑，有均匀发亮的熔浆出现；用平口螺丝刀或勾针沿焊缝稍微用力挑试，无漏焊点、虚焊点。焊缝完全冷却后，将卷材裁成2cm宽的卷材条进行剥离，焊缝处无任何断裂现象发生。
对比例1
市售无纺布复合结构防水卷材，其结构从上到下为无纺布表面、聚乙烯粘接膜、聚酯防水层、聚乙烯粘接膜、无纺布表面，通过热压粘接而成。
将实施例1-5以及对比例制备的防水卷材进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2：