一种可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种防水卷材，具体涉及一种可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近来，由于建筑设计的变化和新型建筑构件的使用，对屋面防水卷材提出了越来越高的要求。国务院2011年8月份下发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》要求减少能源浪费和降低废气排放，把建筑节能作为我国能源战略的重要一环。十八大报告第一次提出“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”“建设美丽中国”。但目前建筑翻新改造时，屋面大量的防水卷材被拆除，无法回收再利用，形成大量的建筑垃圾，尤其沥青类卷材报废处理还会对环境造成污染，无疑是极大的资源浪费。因此，屋面防水卷材的发展趋势则是在提高耐久性的同时，兼具低碳高效、保温节能、安全环保与可持续性。
[0003]现有的功能型高分子防水卷材，如公开号为CN 104553093A的中国发明专利公开了一种建筑隔热防水卷材，采用PVC防水层，PVC卷材制备中需要添加大量的增塑剂来提高卷材的柔韧性，但由于增塑剂不与PVC聚合物发生化学反应，在使用过程中容易迀移并渗出气化，挥发的增塑剂不仅危害人体健康，增加致癌风险，同时也会直接缩短卷材的使用年限。授权公告号为CN 202727448 U的中国实用新型专利公开了带有反射隔热层的CPE自粘复合防水卷材和公开号为CN 104553093A的中国发明专利公开的一种建筑隔热防水卷材，均采用金属铝箔层作为卷材的反射隔热层，铝箔的硬度大，张力强度也大，但是其撕裂强度小，所以极易撕破，尤其在恶劣天气情况下，屋面最外层的金属铝箔最可能被损坏；而且铝箔本身易氧化而颜色变暗，风力摩擦、酸雨侵蚀等都会掉色，长期使用会逐渐失去反射效果。授权公告号为CN 203666040 U的中国实用新型专利公开了一种杀菌阻燃弹性体SBS改性沥青防水卷材，其中采用聚磷酸铵阻燃层实现阻燃效果，聚磷酸铵作为阻燃剂虽然成本低廉，但与很多材料相容性差，易发生渗透、迀移，而且高温下会释放出低分子物，影响阻燃效果和卷材性能。
[0004]综上所述，现有技术虽然有各种阻燃型隔热高分子卷材的存在，但是这些卷材或长期阻燃效果不理想，或反射隔热层易失效，或多层复合、工艺复杂，或施工难度大，或耐久性差，并且，这些防水卷材都无法回收再利用。
【发明内容】
[0005]本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可回收再生的具有优异反射隔热阻燃性能的高分子屋面防水卷材，该高分子防水卷材能够有效改善屋面卷材的阻燃性、隔热保温性和可持续利用性。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材，以重量份数计，它的原料配方如下:
SEBS热塑性弹性体40~55份； 热塑性聚氨酯10~20份；
钛白粉3~8份；
填充油5~15份；
氢氧化镁阻燃剂15~30份；
氧化聚乙烯蜡0.3~1.5份；
抗紫外剂0.1-0.3份；
光稳定剂0.1-0.5份；
抗氧剂0.1-0.3份。
[0007]优化地，所述SEBS热塑性弹性体的数均分子量为25万~35万，由星型SBS加氢使双键饱和而制得，例如 TSRC 6159、Kraton G1652、Kraton G1633、YH-602。由于 SEBS 中烯烃段的碳-碳双键被氢化饱和，使它具有良好的耐热性、耐老化、耐压缩变形性和优异的抗拉强度、抗张强度和断裂伸长率等力学性能，既具有可塑性，又具有高弹性。无需硫化即可加工使用，加工设备及工艺简单。边料、余料和废料等可完全回收再利用，且不改变原来的性能，符合环保要求，无毒无污染。
[0008]进一步地，所述热塑性聚氨酯(TPU)为聚醚型热塑性聚氨酯，例如BASF 1195A、BASF 1185A、Bayer 5377、Lubrizol 54640、Lubrizol R185 等，它具有强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐霉菌、耐老化、耐气候等特性，同时具有高防水性、透湿性、抗冲击性、抗撕裂性，以及加工工艺简单、共混时间短、生产效率高，在任何一个使用阶段(从聚合出来到使用寿命完结中的任意时间点上)都可循环再利用。
[0009]进一步地，所述填充油为环烷油、氢化环烷油和白油中一种或多种组成的混合物。
[0010]进一步地，所述氢氧化镁阻燃剂；优选为5000~7500目的氢氧化镁，经由硅烷表面处理而易于混合共炼的阻燃型氢氧化镁(如H-5、H5MV、H5IV)，在树脂中具有良好的分散性和流动性，能够显著提高聚合物的阻燃、抑烟、抗融滴效果，同时具备填充作用，并能保持材料的机械强度。阻燃型氢氧化镁通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热来降低它所填充的高分子材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用，分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能；同时它释放的水蒸气也有抑烟效果。
[0011]所述钛白粉优选为采用氯化物工艺生产的多用途金红石型钛白粉颜料(如R902+、T10NA595、R706、R960等)。所述氧化聚乙烯蜡优选由聚乙烯蜡经过氧化工艺制得(如AC-6A、AC-316A、AC-629A等)，由于氧化聚乙烯蜡分子链带有一定量的羰基和羟基，其与阻燃剂等填料、高分子树脂的相容性较好，成型加工过程中作为分散剂、润滑剂和光亮剂，提高制品的韧性和表面光滑度。
[0012]进一步地，抗紫外剂为选自二苯甲酮类紫外吸收剂中的一种或多种，例如抗紫外剂 UV-531、UV-350、UV-328、TINUVIN 329 等。
[0013]进一步地，所述光稳定剂选自嵌段齐聚受阻胺类光稳定剂中的一种，其分子量为2600~3400，熔点为 120~150°C，例如光稳定剂 HALS 2020、Chimassorb 944、BASF C81 等。这样的光稳定剂分子量分布非常窄，保证了与高分子聚合物共混时表现出优异的相容性和抗萃取性，并提供非常高的光稳定性、长效热稳定性和其它辅助性质(如颜色干扰最小，改善熔体流动速率等)。所述抗氧剂为抗氧剂B225、IRGAF0S 168、HP-136、IRGAN0X 1010、IRGANOX B900中的一种或多种，它们是增效加工的长效热稳定剂，其中位阻酚含量较高，能够长期耐热，预防卷材热氧化降解。
[0014]本发明的又一目的在于提供一种上述可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材的制备方法，它包括以下步骤:(a)将热塑性聚氨酯进行在90°C ~110°C干燥处理2~3h备用；
(b)将配方量的SEBS热塑性弹性体与配方量的填充油混合，再与配方量干燥后的热塑性聚氨酯、抗紫外剂、光稳定剂、抗氧剂、氧化聚乙烯蜡搅拌混合均匀，得到混合料，所述搅拌速度300~1500rpm，搅拌时间20s~120s ;(c)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将配方量的氢氧化镁阻燃剂和配方量的钛白粉从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，挤出物经压延、冷却、牵引、收卷成型得防水卷材；所述的双螺杆挤出机的加工温度为180-220°C，主机转速为200~500rpm。采用该方法制得的防水卷材具有良好的理化性能。所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比优选为40~56。
[0015]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材，通过使用由特定组分的配方，使得防水卷材具有刚性大、密度高，耐高温和耐老化性能好等优点，通过充油改善加工流动性，并降低成本；而且具有良好的共混性、耐低温、耐溶剂、耐磨损、耐油等特性，通过添加钛白粉来提高反射率、遮盖率、卷材强度、耐老化性和耐磨性；氧化聚乙烯蜡具有粘度低、软化点高、硬度好等特殊性能，无毒性，热稳定性好，高温挥发性低，对填料、颜料的分散性极佳，既有极优的外部润滑性，又有较强的内部润滑作用，还具有偶联作用，与热塑性弹性体和热塑性聚氨酯具有良好的相容性；总结而言，本发明配方中未添加任何增塑剂，未使用共挤工艺进行多层复合，因此在保证良好反射、隔热、阻燃、耐候、防水功能的基础上又实现了回收再生、绿色节能。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合实施例对本发明进行进一步说明。
[0017]实施例1
本实施例提供一种可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材，按重量份数计，它的原料配方如下:SEBS热塑性弹性体(TSRC 6159) 45份；TPU热塑性聚氨酯(Lubrizol R185) 15份；钛白粉(R902+) 5份；环烷油10份；氢氧化镁(MAGNIFIN H-5) 23份；氧化聚乙烯蜡(AC-6A) 1.1 份;抗紫外剂(UV-531) 0.2 份;光稳定剂(HALS 2020) 0.45 份;抗氧剂(B225)
0.25 份。
[0018]防水卷材的制备方法如下:
(a)将热塑性聚氨酯进行在100°C干燥处理2h备用；
(b)将45份的SEBS热塑性弹性体(TSRC6159)与10份的环烷油按比例均匀混合，得到充油型的嵌段共聚物SEBS，然后再与15份干燥后的热塑性聚氨酯(Lubrizol R185)、0.2份抗紫外剂(UV-531 )、0.45份光稳定剂(HALS 2020),0.25份抗氧剂(B225)、1.1份氧化聚乙稀錯(AC-6A)搅拌混合均勾，得到混合料，所述搅拌速度500rpm，搅拌时间80s ；
(c)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将23份氢氧化镁(MAGNIFINH-5)和5份钛白粉(R902+)从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，挤出物经压延、冷却、牵引、收卷成型得防水卷材；所述的双螺杆挤出机的加工温度为200°C，主机转速为400rpmo
[0019]本例的卷材经检测，卷材的拉伸强度(500mm/min) 28MPa、断裂伸长率(500mm/min) 643%，低温柔度_40°C无裂纹，太阳反射比为0.90，阻燃B1级，隔热温差高达10°C，卷材分别经135°C下放置28天热老化、酸处理、碱处理、盐处理和人工气候加速老化后的拉伸强度和断裂延伸率保持率均高于95%。
[0020]实施例2
本例提供一种可回收阻燃型反射高分子屋面防水卷材，按重量份数计，所述卷材原料配方如下:SEBS热塑性弹性体(Kraton G1652) 50份；TPU热塑性聚氨酯(BASF 1190A)13份;钛白粉(R960)8份；白油7份;氢氧化镁(H5MV)20份;氧化聚乙烯蜡(AC_629A)1.3份;抗紫外剂(UV-328) 0.1份；光稳定剂(BASF C81) 0.4份；抗氧剂(HP-136) 0.2份。
[0021]防水卷材的制备方法如下:
(a)将热塑性聚氨酯进行在100°C干燥处理2h备用；
(b)将50份的SEBS热塑性弹性体(KratonG1652)与7份的白油按比例均匀混合，得到充油型的嵌段共聚物SEBS，然后再与13份干燥后的热塑性聚氨酯(BASF 1190A)、0.1份抗紫外剂(UV