一种膨胀阻火型防水卷材及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通用材料的功能化和高性能化研发领域，是功能性有机聚合物基复合 材料体系，尤其设及一种膨胀阻火型防水卷材及制备方法。
【背景技术】
[0002] 建筑技术的进步正向着工业化、现代化和产业化的方向发展，随之而来的是钢结 构建筑和金属屋面使用量快速增长，金属结构及屋面的使用成为建筑技术进步的最明显的 特征。大部分钢结构或金属屋面都伴有保温隔热层，能够达到建筑保温隔热有关标准要求 的保温材料，基本都是可燃材料。
[0003] 现有的阻燃型防水卷材采用的技术措施是在材料组分中使用阻燃剂，随着其含量 达到一定要求，阻燃性能会有所提高。但其阻燃防水卷材一旦燃烧，随着热量向基层传递， 基层或者底层结构会升温，燃烧会蔓延致基层和结构，导致结构失效。阻燃防水卷材仅仅提 高了燃烧点，不具备阻止燃烧继续蔓延的功能。
[0004] 在大多数的干燥地区，外部失火燃烧的机会正在增加，提高屋顶最外面的防水层 的阻火性能，增强防火安全性已经很迫切。对金属建筑结构和金属屋顶支撑体系进行失火 保护，保证失火燃烧过程的一定时间内金属承载能力得W保持，赢得更长的施救时间和施 救机会，是金属建筑结构防火技术需要解决的关键问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种膨胀阻火型防水卷材及制 备方法，技术原理是利用有机聚合物的高温可发泡膨胀特性，加入热膨胀剂、烧结成碳剂、 催化脱水剂、消烟阻燃剂、耐高温纤维等复合功能成分，形成材料的高温烧蚀特一-即在燃 烧过程中会生成结碳层，其结碳层具有较高的热阻，起到了阻火和延缓燃烧的作用。利用了 高氯化聚合物复合体系的可塑性、可挤出性、可延展成型性等加工特性，制备了柔初性的板 材或卷材。所选高含氯聚合物，高含氯增初成分，高氯含量的增塑剂，赋予材料体系较高的 阻燃特性。所发明的膨胀阻火型防水卷材具有防水和防火双重功效，特别适合于对于防水 和阻火都有要求的用途。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：本发明的膨胀阻火型防水卷材，其材 料组成为质量份数计）；高氯化聚合物60~100份；增初聚合物5~10份；复合稳定剂3~6 份；润滑剂0. 5~1. 5份；増塑剂10~35份；加工助剂5~10份；热膨胀剂10~15份；烧结成碳 剂5~12份；催化脱水剂5~12份；消烟阻燃剂10-20份；耐高温纤维3~5份；偶联剂1~2份。
[0007] 材料组分的热膨胀剂、烧结成炭剂、催化脱水剂、消烟阻燃剂、耐高温纤维等，在遇 火燃烧过程中，可膨胀结炭，形成内部有微孔分布的阻热层，阻滞热量传递，减缓基层温升 和燃烧速率。
[0008] 本发明使用的高氯化聚合物是氯化聚氯己締树脂（CPVC)，其含氯量大于68%，即 对体系有相容性，也提高物理机械性能。高氯化聚合物，因为面素氯元素的不燃性，比普通 聚合物具有更高的阻燃特性和耐热特性，滴落温度提高，耐热持续时间延长，即有利于基于 塑性材料体系保持高温热塑性的状态和不完全燃烧特性，在物理膨胀力的作用下膨胀成 碳，提高烧蚀特性。
[0009] 本发明的增初聚合物为氯醋树脂，作为增初剂，相对于使用其他增初成分，提高了 材料体系的氯含量，有利于提高阻燃性能。
[0010] 本发明的增塑剂使用高氯化石蜡，高氯含量既可W使得聚氯己締材料柔性化，也 可W保持其一定的的阻燃特性。
[0011] 本发明基于发泡膨胀烧蚀的隔热阻火机理，热膨胀剂是=聚氯胺，所述烧结成碳 剂是季戊四醇，催化脱水剂是聚磯酸锭，使用=聚氯胺受热分解气体发泡，受热的热塑性基 体厚度膨胀，聚磯酸锭和季戊四醇形成碳骨架，随着燃烧发展而形成结碳层，结碳层具有高 温隔热阻火的作用，阻滞热量的传递，保护或者延缓金属基层的失效。
[0012] 本发明的耐高温纤维使用了高耐热的短切岩棉纤维，二氧化娃含量大于48% ;短 切岩棉纤维是发泡膨胀层的支撑组分，稳定了膨胀层的建立，短切岩棉纤维是聚氯己締柔 性卷材的增强成分，提高了拉伸强度和断裂伸长率。
[0013] 本发明的消烟阻燃剂是氨氧化侣和氨氧化儀的等质量比例共混物。使用的不同温 度等级的消烟成分能够阻燃消烟，减少了燃烧烟雾的危害。其中氨氧化侣在200~250可W 放出结晶水蒸汽，氨氧化儀则在260~300放出结晶水蒸汽，燃烧过程中形成连续消烟机制， 减轻毒烟危害。
[0014] 所述复合稳定剂是有机铅盐和无机铅盐按质量比1:1的混合物；润滑剂是聚己締 蜡；加工助剂使用丙締酸醋类共聚物（ACR)。
[0015] 所述的偶联剂是有机硅烷，是A-172、A-174、KH-550中的任何一种，或者是至少两 种W任意比例的复配物。
[0016] 本发明的材料复合体系经过分级共混、热烙、塑化挤出、压延成型，可W加工不同 柔初特性的卷材，在阻火功能的基础上，也具有密封防水功效，用于各类防水工程。
[0017] 本发明的膨胀阻火型防水卷材的制备方法，包括W下步骤： (1)功能料，其制备工序为：在高速捏合机中加入热膨胀剂、烧结成碳剂、催化脱水剂、 消烟阻燃剂和耐高温纤维计量加料，启动高速混合，揽拌器转速为600~800转/分钟，3分 钟后，加入偶联剂，经过高速混合揽拌5分钟后出料得到阻火功能料。
[0018] (2 )混配料，其制备工序为；加入高氯化聚合物、增初聚合物、复合稳定剂、润滑剂、 増塑剂、加工助剂组分，揽拌器转速为600~800转/分钟，高速共混5分钟，再把步骤（1)制 备的功能料加入，混合操作15分钟，得到膨胀阻火型防水卷材混配料。
[0019] (3)混配料经过热烙、塑化、挤出、压延工艺，制备成膨胀阻火型防水卷材。热烙、塑 化工艺是聚合物材料加工的通常工艺，无特殊要求。
[0020] 本发明的有益效果；本发明的膨胀阻火型防水卷材，防火与防水功能一体化，既满 足防水密封的作用，也对金属屋面、金属梁件、木屋顶结构、钢筋混凝±屋顶等建筑结构，具 有防火保护作用，延缓其失效，具备了防水和防火双重功效。本发明可W对于金属屋面和金 属结构的建筑主体具有更强的保护作用，增加了使用安全性和减灾作用，有利于代表建筑 工业化、产业化、现代化的钢构建筑技术的发展。
[0021] 本发明保持了高分子防水卷材的综合优势，在耐老化、物理性能高、低温柔性好、 焊接可靠、施工方便的基础上，赋w新的阻火功能，可采用通常的设计、施工技术完成防水 工程的应用，便于接受和推广。
[0022] 本发明的膨胀阻火型防水卷材与阻火防水涂料比较，易于工程管理和质量控制。 可W解决阻火涂料常常达不到要求厚度的现实问题，厚度达不到规定厚度，阻火是无效的。 膨胀阻火防水卷材保证了厚度，也保证了足阻火要求