本发明涉及防水卷材领域，尤其涉及一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材及其制备方法。
背景技术：
随着我国建筑业的发展，建筑防水市场越来越大，传统的屋面防水卷材主要采用热熔施工的改性沥青防水卷材，改性沥青防水卷材具有良好的憎水性、黏结性和延展性，能耐酸、碱、盐的腐蚀，抗冲击性能较好，价格便宜，因此得到广泛的使用。但是改性沥青防水卷材受热易老化脆裂，与水泥屋面或金属屋面的热胀冷缩不一致容易起层，受施工影响大，保护年限短。另外，沥青中常含有萘、蒽、吡啶、苯酚等有毒物质，使用过程中有较大气味，污染环境，对皮肤黏膜有刺激性，有光毒作用和致癌作用。我国已经逐渐限制沥青类防水卷材的使用范围。
目前市场上已有的非沥青反应型防水卷材，是以高密度聚乙烯HDPE为基材，在HDPE片材上刮涂专用的热熔胶，然后在热熔胶表面撒上一种以白水泥为主要原料制备的颗粒状的“反应砂”，搭接边由隔离膜覆盖制成的一种新型防水卷材，这种防水卷材表面的“反应砂”，能与现浇混凝土发生化学交联以及物理卯榫一同固化而形成一体，能完全防止水分渗入防水卷材和结构体之间，不受基层位移的影响，从根本上杜绝“窜水”之弊病。但这种卷材由于引入了“反应砂”，卷材重量大幅增加，运输成本明显上升，施工操作比较繁重，并且在运输施工过程中经常造成卷材表面的“反应砂”部分脱落，严重影响防水效果；另外，HDPE片材通常在0.8mm～1.5mm厚，且质地较硬，在包“阴阳角”等直角屈面部位时，操作极其不便，密封性也大打折扣，加之这类卷材的造价通常比较高，对其推广使用亦极为不利。
中国专利CN 201510418180.X公开了一种非沥青多功能防水卷材覆膜胶、应用、及非沥青多功能防水卷材，其中覆膜胶由以下质量分的原料制成：热熔胶60～65份、活性碳酸钙13～18份，增粘树脂2～5份，偶联剂0.1～0.4份、消泡剂0.3～1.5份；非沥青多功能防水卷材，由强力交叉膜、设于强力交叉膜上的覆膜胶、设于覆膜胶上的隔离膜组成；该发明专利开发的覆膜胶，配合强力交叉膜，所制成的非沥青防水卷材非常轻薄，对各类异形基面的铺贴十分方便，可自粘，预铺反粘，能与水泥基面发生水合反应，耐水性能优异。但是，按照此方法制成的非沥青防水卷材结构多达四层，覆膜胶需要配合强力交叉膜和隔离膜才能达到有效效果，制造工艺繁琐，提高了人力、物资成本以及生产周期。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材及其制备方法，以乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材为主体防水材料，在高分子防水基材上覆非沥青基反应型阻燃自粘料的高分子防水卷材；防水卷材的非沥青基反应型阻燃自粘层与液态混凝土的浆料反应固结后，与混凝土结构的无间隙结合，形成“皮肤式”防水层，有效杜绝层间窜水隐患，能够有效提高防水系统的可靠性；同时，防水卷材中的非沥青基反应型阻燃自粘料不含里沥青,满足建筑材料环保阻燃的新要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材，其为多层结构，由乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层复合而成，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材由以下质量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物..............................20～30份，
阻燃母粒.........................................15～20份，
线性低密度聚乙烯.................................55～65份，
所述非沥青基反应型阻燃自粘层由以下质量份的原料制成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物.................20～40份，
萜烯树脂.........................................20～40份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物...................10～20份，
防老剂...........................................1～2份，
硫化剂...........................................1～2份，
聚苯并咪唑.......................................10～20份，
阻燃剂...........................................5～10份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物..............................10～20份，
水泥反应剂.......................................5～10份。
具体地，所述阻燃母粒由以下质量份的原料制成：
阻燃剂...........................................80～85份，
线性低密度聚乙烯.................................15～20份。
优选地，所述阻燃剂包括磷氮类阻燃剂、三氧化二锑、十二烷溴、无机阻燃剂、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯中的至少一种。
优选地，所述阻燃母粒由以下质量份的原料制成：
线性低密度聚乙烯.................................20份，
磷氮类阻燃剂.....................................20份，
三氧化二锑.......................................20份，
十二烷溴.........................................40份。
本发明还提供了一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
(一)分别制备乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材和非沥青基反应型阻燃自粘料，其中，
乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材制备：
a1、准备原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物20～30份，阻燃母粒15～20份，线性低密度聚乙烯55～65份；
b1、将步骤a1中原料加入到双螺杆挤出机中混炼，保持转速为40±1hz，温度为130℃～150℃，混炼均匀后经过挤出、压延、牵引、收卷成型，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材；
非沥青基反应型阻燃自粘料制备：
a2、提前对带搅拌器的保温储料罐进行升温，使其内部温度保持在120-150℃；
b2、向保温储料罐中投入聚苯并咪唑PBI，投入后，对保温储料罐进行升温并打开搅拌器，边升温边搅拌，直至温度升至180-190℃
c2、继续向保温储料罐中投入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBRS，使保温储料罐中温度上升至180±5℃，1小时匀速投入完毕，投入完毕后，保持180±5℃分散融化1-2小时；
d2、当c2步骤完成后把保温储料罐的温度降至150-160℃后，一边搅拌一边加入萜烯树脂、防老剂、硫化剂、水泥反应剂，并在在该温度下搅拌分散2小时；
e2、当步骤d2完成后，启动胶体磨控制阀门，保温储料罐中的所有材料经胶体磨研磨后，全部输送至保温计量配料罐，保温计量配料罐的温度保持在150-160℃；
f2、向保温计量配料罐中匀速投入阻燃剂，在150-160℃温度条件下搅拌1小时，制得非沥青基反应型阻燃自粘料；
(二)复合乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层：
a3、将步骤(一)制得的乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材和非沥青基反应型自粘阻燃料分别放置到展卷机上和储蓄搅拌罐中；
b3、启动展卷机，乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材陆续经过压滚、浸槽；同时，非沥青基反应型阻燃自粘料从储蓄搅拌罐输送到浸槽内，当乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材通过浸槽时，非沥青基反应型阻燃自粘料涂敷在乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材的一侧或两侧，形成非沥青基反应型阻燃自粘层；
c3、对完成步骤b3的乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材一侧或两侧的非沥青基反应型阻燃自粘层进行厚度调节；
d3、牵引机将完成步骤c3的涂有非沥青基反应型阻燃自粘层的乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材牵引到冷却架上，进行自然冷却，制得非沥青基反应型阻燃高分子防水片材；
e3、开动收卷机对完成步骤d3的非沥青基反应型阻燃高分子防水片材进行收卷，制得非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材。
优选地，所述步骤a2中至少提前10小时对保温储料罐进行升温。
优选地，所述步骤f2中的阻燃剂采用聚磷酸铵、溴锑阻燃剂和磷酸酯的混合，并且以氢氧化铝或氢氧化镁为阻燃填料
优选地，所述步骤a3中储蓄搅拌罐的温度控制在150℃～160℃。
优选地，所述步骤c3中通过调整对辊间隙和速度以实现非沥青基反应型阻燃自粘层的厚度调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的防水卷材以乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材为主体防水基材，在该高分子防水基材上覆非沥青基反应型阻燃自粘料的高分子防水卷材；防水卷材的非沥青基反应型阻燃自粘层与液态混凝土的浆料反应固结后，与混凝土结构的无间隙结合，形成“皮肤式”防水层，有效杜绝层间窜水隐患，能够有效提高防水系统的可靠性；绿色、安全、环保，施工过程无需溶剂和燃料，避免了环境污染和消防隐患，节约了能源，基面要求低，节省工期，无需对基层进行水泥砂浆找平，潮湿基面均可施工；无需底涂及基层处理，不受天气影响，可节省工期、降低工程造价。
(2)本发明中乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材由乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、阻燃母粒、线性低密度聚乙烯LLDPE经过混炼、挤出、压延、牵引、收卷成型制得，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA是类似橡胶弹性体的无毒、无味、透明的热塑性塑料，具有较好的柔韧性、耐冲击性、透明性、粘结性，但机械强度不高、热稳定性差、不耐磨等缺点；线性低密度聚乙烯LLDPE相对于乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA有较好的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、热稳定性，同时与EVA相容性好，将EVA、LLDPE、阻燃母粒共混，能够有效改善改善LLDPE与阻燃剂的界面结合，共混物的热稳定性、热氧老化性、拉伸强度、撕裂强度、阻燃性能均有所提高，按照本发明的配方调整,抗撕裂强度高、防水抗渗、耐水解性能强，温柔度好，在-30度的下文条件下仍能保持良好的柔韧性，可满足铁路TBT3360.1-2014的标准要求,拉伸强度>>18MP,断裂伸长率>>700，撕裂强度>>100，低温-35度无裂纹，阻燃性能指标满足GB/T8624-2012B1级要求。
(3)本发明中的阻燃母粒选用磷氮类阻燃剂、三氧化二锑、十二烷溴为阻燃剂，配以线性低密度聚乙烯为载体，通过混合、密炼、双螺杆融化、挤出、冷却、切粒制得；磷氮系阻燃剂是无卤复合阻燃体系，具有安全、抑烟、无毒、价廉的优点，在燃烧过程中产生的磷酸酐或磷酸具有非常强的脱水作用，覆盖于基体材料表面，起到炭化作用，形成致密炭层，炭层具有良好的阻燃作用；受热过程中释放出CO2、NO、N2、NH3、H2O等不燃气体，可稀释可燃气体的浓度，带走大量的热量，同时氮气能捕获高能自由基，抑制聚合物的持续燃烧；同时，磷氮系阻燃剂与线性低密度聚乙烯具有较好的相同性，兼具阻燃与增塑的双重功效；而三氧化二锑阻燃体系是十二烷溴的阻燃增效剂，具有良好的协同阻燃作用，本发明选用不同类型的阻燃剂复配以线性低密度聚乙烯为载体制得的阻燃母粒阻燃效率高，无毒、无烟、对环境友好，热稳定性好，便于加工，对被阻燃物的各项物理性能影响小，不渗漏，便于回收，使用方便，使用范围广，成本低廉。
(4)本发明制备的非沥青基反应型阻燃自粘料具有超强的粘结性能，其剥离强度是普通自粘料的2-3倍。聚苯并咪唑是一种高温结构胶粘剂，待其融化后投入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与其进行改性反应。
阻燃剂采用聚磷酸铵、溴锑阻燃剂和磷酸酯的混合，并且以氢氧化铝或氢氧化镁为阻燃填料，从而形成复合阻燃体系。在复合阻燃体系中，有机阻燃剂的含磷基团和阻燃聚醚多元醇中的含氮基团构成磷氮膨胀型阻燃，而氢氧化铝或氢氧化镁自身具有极佳的无机阻燃作用。通过有机阻燃和无机阻燃体系的配合，大大提高了自粘层的阻燃性能，其理化性能满足GB/T23457-200的要求，同时阻燃指标满足GB/T8624-2012B1级要求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明所述的一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材及其制备方法的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材，其为多层结构，由乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层复合而成，
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材由以下质量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA...........................20份，
阻燃母粒.........................................18份，
线性低密度聚乙烯LLDPE............................62份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA是类似橡胶弹性体的无毒、无味、透明的热塑性塑料，具有较好的柔韧性、耐冲击性、透明性、粘结性，但机械强度不高、热稳定性差、不耐磨等缺点；线性低密度聚乙烯LLDPE相对于乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA有较好的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性、热稳定性，同时与EVA相容性好，将EVA、LLDPE、阻燃母粒共混，能够有效改善改善LLDPE与阻燃剂的界面结合，共混物的热稳定性、热氧老化性、拉伸强度、撕裂强度、阻燃性能均有所提高，按照本发明的配方调整,抗撕裂强度高、防水抗渗、耐水解性能强，温柔度好，在-30度的下文条件下仍能保持良好的柔韧性，可满足铁路TBT3360.1-2014的标准要求,拉伸强度>>18MP,断裂伸长率>>700，撕裂强度>>100，低温-35度无裂纹，阻燃性能指标满足GB/T8624-2012B1级要求。
阻燃母粒由以下质量份的原料制成：
线性低密度聚乙烯.................................20份，
磷氮类阻燃剂…...................................20份，
三氧化二锑.......................................20份，
十二烷溴.........................................40份
阻燃母粒以20％线性低密度聚乙烯LLDPE为载体，20％的磷氮类阻燃剂、20％的三氧化二锑、40％的十二烷溴，通过混合、密炼、双螺杆融化、挤出、冷却、切粒制得；磷氮系阻燃剂是无卤复合阻燃体系，具有安全、抑烟、无毒、价廉的优点，在燃烧过程中产生的磷酸酐或磷酸具有非常强的脱水作用，覆盖于基体材料表面，起到炭化作用，形成致密炭层，炭层具有良好的阻燃作用；受热过程中释放出CO2、NO、N2、NH3、H2O等不燃气体，可稀释可燃气体的浓度，带走大量的热量，同时氮气能捕获高能自由基，抑制聚合物的持续燃烧；同时，磷氮系阻燃剂与线性低密度聚乙烯具有较好的相同性，兼具阻燃与增塑的双重功效；而三氧化二锑阻燃体系是十二烷溴的阻燃增效剂，具有良好的协同阻燃作用，本发明选用不同类型的阻燃剂复配以线性低密度聚乙烯为载体制得的阻燃母粒阻燃效率高，无毒、无烟、对环境友好，热稳定性好，便于加工，对被阻燃物的各项物理性能影响小，不渗漏，便于回收，使用方便，使用范围广，成本低廉。
所述非沥青基反应型阻燃自粘层由以下质量份的原料制成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物.................20份，
萜烯树脂.........................................20份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物...................10份，
防老剂...........................................2份，
硫化剂...........................................2份，
聚苯并咪唑.......................................20份，
阻燃剂...........................................10份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物..............................10份，
水泥反应剂.......................................6份。
实施例2
本发明提出的一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材，其为多层结构，由乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层复合而成，
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材由以下质量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA...........................25份，
阻燃母粒..........................................20份，
线性低密度聚乙烯LLDPE.............................55份，
所述非沥青基反应型阻燃自粘层由以下质量份的原料制成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物.................25份，
萜烯树脂.........................................32份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物...................10份，
防老剂...........................................1份，
硫化剂...........................................2份，
聚苯并咪唑.......................................10份，
阻燃剂...........................................5份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物..............................10份，
水泥反应剂.......................................5份。
实施例3
本发明提出的一种非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材，其为多层结构，由乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层复合而成，
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材由以下质量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA...........................20份，
阻燃母粒.........................................20份，
线性低密度聚乙烯LLDPE............................60份，
所述非沥青基反应型阻燃自粘层由以下质量份的原料制成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物.................30份，
萜烯树脂.........................................20份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物...................10份，
防老剂...........................................1份，
硫化剂...........................................1份，
聚苯并咪唑.......................................10份，
阻燃剂...........................................10份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物..............................10份，
水泥反应剂.......................................8份。
本发明还提供上述高分子防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
(一)分别制备乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材和非沥青基反应型阻燃自粘料，其中，
乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材制备：
a1：按照上述配比准备相应的原料备用；
b1：将步骤a1中原料加入到双螺杆挤出机中混炼，保持转速为40±1hz，温度为130℃～150℃，混炼均匀后经过挤出、压延、牵引、收卷成型，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材；
非沥青基反应型阻燃自粘料制备：
a2：按照上述配比准备相应的原料备用，并至少提前10小时对带搅拌器的保温储料罐进行升温，使其内部温度保持在120-150℃；
b2、向保温储料罐中投入聚苯并咪唑PBI，投入后，对保温储料罐进行升温并打开搅拌器，边升温边搅拌，直至温度升至180-190℃
c2、继续向保温储料罐中投入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBRS，使保温储料罐中温度上升至180±5℃，1小时匀速投入完毕，投入完毕后，保持180±5℃分散融化1-2小时；
d2：当c2步骤完成后把保温储料罐的温度降至150-160℃后，一边搅拌一边加入萜烯树脂、防老剂、硫化剂、水泥反应剂，并在在该温度下搅拌分散2小时；
e2：当步骤d2完成后，启动胶体磨控制阀门，保温储料罐中的所有材料经胶体磨研磨后，全部输送至保温计量配料罐，保温计量配料罐的温度保持在150-160℃；
f2：向保温计量配料罐中匀速投入阻燃剂，在150-160℃温度条件下搅拌1小时，制得非沥青基反应型阻燃自粘料；阻燃剂采用聚磷酸铵、溴锑阻燃剂和磷酸酯的混合，并且以氢氧化铝或氢氧化镁为阻燃填料，从而形成复合阻燃体系。在复合阻燃体系中，有机阻燃剂的含磷基团和阻燃聚醚多元醇中的含氮基团构成磷氮膨胀型阻燃，而氢氧化铝或氢氧化镁自身具有极佳的无机阻燃作用。通过有机阻燃和无机阻燃体系的配合，大大提高了自粘层的阻燃性能，其理化性能满足GB/T23457-200的要求，同时阻燃指标满足GB/T8624-2012B1级要求。
(二)复合乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材与非沥青基反应型阻燃自粘层：
a3：将步骤(一)制得的乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材和非沥青基反应型自粘阻燃料分别放置到展卷机上和储蓄搅拌罐中，储蓄搅拌罐的温度控制在150℃～160℃。；
b3：启动展卷机，乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材陆续经过压滚、浸槽；同时，非沥青基反应型阻燃自粘料从储蓄搅拌罐输送到浸槽内，当乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材通过浸槽时，非沥青基反应型阻燃自粘料涂敷在乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材的一侧或两侧，形成非沥青基反应型阻燃自粘层；
c3：完成步骤后通过调整整对辊间隙和速度以实现非沥青基反应型阻燃自粘层的厚度调整；
d3：牵引机将完成步骤c3的涂有非沥青基反应型阻燃自粘层的乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子防水片材牵引到冷却架上，进行自然冷却，制得非沥青基反应型阻燃高分子防水片材；
e3：开动收卷机对完成步骤d3的非沥青基反应型阻燃高分子防水片材进行收卷，制得非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材。
本发明的非沥青基反应型阻燃高分子防水卷材以乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃高分子片材为主体防水基材，在该高分子防水基材上覆非沥青基反应型阻燃自粘料的高分子防水卷材；防水卷材的非沥青基反应型阻燃自粘层与液态混凝土的浆料反应固结后，与混凝土结构的无间隙结合，形成“皮肤式”防水层，有效杜绝层间窜水隐患，能够有效提高防水系统的可靠性；绿色、安全、环保，施工过程无需溶剂和燃料，避免了环境污染和消防隐患，节约了能源，基面要求低，节省工期，无需对基层进行水泥砂浆找平，潮湿基面均可施工；无需底涂及基层处理，不受天气影响，可节省工期、降低工程造价。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。