一种具有温度调节功能的TPO防水卷材及其制备方法与流程

本发明涉及防水卷材
技术领域：
，具体涉及一种具有温度调节功能的tpo防水卷材及其制备方法。
背景技术：
：tpo防水卷材(热塑性聚烯烃类防水卷材)是以乙丙橡胶和聚丙烯聚合成的热塑性聚烯烃合成树脂为基料，加入抗氧剂、防老剂和软化剂后制得的新型防水卷材，其兼具乙丙橡胶优异的耐候性、低温柔度与聚丙烯的可焊性，完全克服了合成橡胶防水卷材不可焊接及合成树脂防水卷材因为增塑剂迁移而易老化的缺点。由于tpo防水卷材的外表面为白色，其对太阳光具有较高的反射率。冷屋面，是指通过提高材料表面的太阳光反射比和热辐射率，减少太阳辐热吸收，从而在夏季阳光下保持较低温度的建筑屋面，这一概念最早产生于美国。据美国环境保护署估计，每年用于商业建筑的制冷费用约为400亿美元，相当于全美用电费用的1/6，而一个好的冷屋面系统每年可以节约空调费用达10％～40％。同样，我国夏季也大量使用空调来制冷，为了应对日益紧张的化石能源短缺问题，响应国家节能减排的要求，我国屋面设计者和业主越来越重视冷屋面系统。基于其所具备的优异性能，tpo单层屋面系统已成为目前市场上应用最多的冷屋面产品。现有tpo防水卷材在作为冷屋面产品使用时，主要依靠白色外表面对太阳光进行反射，但tpo防水卷材使用2～3年后，其外表面颜色通常会发生黄变，对太阳光的反射率也会大大降低，严重影响节能效果，从而制约了tpo单层屋面系统的进一步推广应用。基于此，提供一种具有温度调节功能的tpo防水卷材及其制备方法便具有重要意义。技术实现要素：针对现有tpo防水卷材长期使用后，外表面发生黄变，温度调节效果欠佳，难以保证节能效果的技术问题，本发明提供一种具有温度调节功能的tpo防水卷材及其制备方法，本发明卷材在防水的同时，兼具调节室内温度的功能，最大化利用资源，实施低碳、绿色节能目标，使室内人居环境更加舒适。第一方面，本发明提供一种具有温度调节功能的tpo防水卷材，所述卷材包括底层和表层，所述底层为普通tpo防水卷材层，所述表层为调温织物层，所述调温织物层为具有相变储能材料的织物层。进一步的，为方便施工和保证搭接缝质量，在卷材长边边缘处预留搭接边，宽度为80～100mm，相邻卷材采用热风焊接的搭接方式。进一步的，所述普通tpo防水卷材层为均质tpo防水卷材、网格布增强tpo防水卷材或自粘型tpo防水卷材，所述普通tpo防水卷材层的厚度为1.20～2.00mm，幅宽为1000～2000mm，该尺寸规格符合《单层防水卷材屋面工程技术规程》中对卷材厚度的要求；所述网格布增强tpo防水卷材层包括上层、中层和下层，上层为均质tpo防水卷材层、中层为网格布增强层，下层为均质tpo防水卷材层；所述自粘型tpo防水卷材层包括上层和下层，上层为均质tpo防水卷材层，下层为自粘胶层。进一步的，所述织物层为无纺布，所述无纺布由一种或多种纤维织物制成，所述纤维织物包括聚酯纤维、涤纶、丙纶、锦纶、棉、麻，所述织物层克重为80～140g/m2，幅宽为920～1920mm。进一步的，所述相变储能材料为聚乙二醇、石蜡和肉蔻酸的共熔混合物，相变温度为30～60℃，相变焓为140～200kj/kg。进一步的，所述聚乙二醇、石蜡和肉蔻酸的重量比为1:0.5～1.0:1.0～1.5，所述聚乙二醇的重均分子量为4000。第二方面，本发明提供上述具有温度调节功能的tpo防水卷材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：s1：调温功能乳液的制备，s2：底层和织物层的复合，s3：调温功能乳液的喷涂，s4：收卷，得到具有温度调节功能的tpo防水卷材。进一步的，所述调温功能乳液为相变储能材料的乳化产物，所述s1包括以下步骤：s11：向高速剪切机中加入阳离子型乳化剂、去离子水和80～110℃的相变储能材料，进行乳化制成均匀乳液；s12：取s11制成的乳液，加入苯丙乳液、液体光稳定剂并混合，制备成调温功能乳液，在苯丙乳液的作用下，相变储能材料在纤维织物上附着力强，耐雨水的冲刷、浸泡，可持久使用。进一步的，所述s1包括以下步骤：s11：向高速剪切机中加入阳离子型乳化剂、去离子水和80～110℃的相变储能材料，在3000～5000rpm转速下进行乳化制成均匀乳液，所述阳离子型乳化剂、去离子水和相变储能材料的重量比为0.01～0.05：1.0：0.1～0.4；s12：取s11制成的乳液1000g，加入苯丙乳液50～60g、液体光稳定剂3～5g，并在1000～2000rpm转速下混合，制备成调温功能乳液。进一步的，所述阳离子型乳化剂为烷基多胺类乳化剂，如烷基丙撑二胺、牛脂四胺；所述苯丙乳液为batfrs-308、polysolap-1330、basf7538；所述液体光稳定剂为tinuvinb75，tinuvin571，sky7292dw。进一步的，所述s2包括以下步骤：在底层挤出过程中，使用对辊将织物层平整地复合在底层上。进一步的，所述s3包括以下步骤：将s1制备的调温功能乳液按20～100g/m2均匀喷涂至行进中的tpo卷材的织物层上，对无纺布进行浸染，并用鼓风干燥装置烘干。本发明的有益效果在于，本发明卷材在防水的同时，兼具调节室内温度的功能，卷材潜热值达到0.3～2.0kj/m2，能够最大化利用资源，实施低碳、绿色节能目标，使室内人居环境更加舒适；本发明卷材适用于单层金属屋面系统，卷材对环境的温度变化能做出反应，相应的吸收热量和释放热量：在夏季环境温度升高后，卷材中的相变材料通过由固态-液态的相转变吸收热量，当环境温度下降后相变材料通过液态-固态的相转变而放出热量，通过放热和吸热来调节建筑物内温度波动在狭小区间，减少制冷设备的使用，节省能耗，同时也不影响卷材的防水效果。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明具有温度调节功能的tpo防水卷材的结构示意图；图2为测试例2的一天内室内温度变化曲线图。图中，1-底层，2-表层。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。实施例1如图1所示，一种具有温度调节功能的tpo防水卷材，包括底层1和表层2，其中底层1为1.2mm厚度、2m幅宽的均质tpo防水卷材，表层2为具有相变储能材料的丙纶无纺布，相变储能材料包括0.5kg的聚乙二醇、0.5kg的石蜡和0.7kg的肉蔻酸，聚乙二醇的重均分子量为4000，丙纶无纺布克重为100g/m2；该卷材的制备方法包括以下步骤：s1：调温功能乳液的制备s11：向高速剪切机中加入0.15kg的阳离子型乳化剂烷基丙撑二胺、10kg的去离子水和1.7kg、110℃的相变储能材料，在3000rpm转速下进行乳化制成均匀乳液；s12：取1000gs11制成的乳液，加入60g的苯丙乳液polysolap-1330、3g的液体光稳定剂tinuvinb75，并在1000rpm转速下混合，制备成调温功能乳液；s2：底层和织物层的复合取丙纶无纺布一批，在底层挤出过程中，使用对辊将无纺布平整地复合在底层上；s3：调温功能乳液的喷涂将s1制备的调温功能乳液按30g/m2均匀喷涂至低速行进中的均质tpo卷材的无纺布上，对无纺布进行浸染，并用鼓风干燥装置快速烘干；s4：收卷，得到具有温度调节功能的tpo防水卷材。实施例2如图1所示，一种具有温度调节功能的tpo防水卷材，包括底层1和表层2，其中底层为1.5mm厚度、2m幅宽的网格布增强tpo防水卷材，表层为具有相变储能材料的涤纶无纺布，相变储能材料包括0.5kg的聚乙二醇、0.4kg的石蜡和0.5kg的肉蔻酸，聚乙二醇的重均分子量为4000，涤纶无纺布克重为100g/m2；该卷材的制备方法包括以下步骤：s1：调温功能乳液的制备s11：向高速剪切机中加入0.2kg的阳离子型乳化剂烷基丙撑二胺、10kg的去离子水和1.4kg、100℃的相变储能材料，在5000rpm转速下进行乳化制成均匀乳液；s12：取1000gs11制成的乳液，加入55g的苯丙乳液polysolap-1330、4g的液体光稳定剂tinuvinb75，并在2000rpm转速下混合，制备成调温功能乳液；s2：底层和织物层的复合取涤纶无纺布一批，在底层挤出过程中，使用对辊将无纺布平整地复合在底层上；s3：调温功能乳液的喷涂将s1制备的调温功能乳液按80g/m2均匀喷涂至低速行进中的网格布增强tpo卷材的无纺布上，对无纺布进行浸染，并用鼓风干燥装置快速烘干；s4：收卷，得到具有温度调节功能的tpo防水卷材。实施例3在实施例2的基础上，为方便施工和保证搭接缝质量，在卷材长边边缘处预留搭接边，宽度为80～100mm，相邻卷材采用热风焊接的搭接方式。测试例1采用瑞士mettlertoledo公司的同步热分析仪tga/dsc1，以实施例1、2制成的卷材、实施例1使用的均质tpo防水卷材、实施例2使用的网格布增强tpo防水卷材为测试对象，在n2作为保护气氛下，以5℃/min的升温速率，从室温升到80℃，保温1分钟后降温到室温，记录测试过程的dsc曲线，计算得到潜热值和所含相变储能材料的相变温度。测试结果如下表1所示。表1潜热值及相变温度表项目实施例1实施例2均质tpo防水卷材网格布增强tpo防水卷材潜热值0.55kj/m21.20kj/m20.10kj/m20.13kj/m2相变温度56℃60℃//测试例2分别将实施例2制成的具有温度调节功能的tpo防水卷材与实施例2使用的网格布增强tpo防水卷材用于tpo单层屋面施工，测定每小时室内温度，一天内室内温度变化曲线如图2所示。可以看出，采用实施例2所制备的tpo防水卷材施工的屋面，其室内最高温度出现在16点，约为30℃，最低温度约为18℃，两者温差约为12℃；同规格的均质tpo防水卷材施工的屋面，其室内最高温度出现在15点左右，约为34℃，最低温度约为17℃；两者温差约为17℃，比采用实施例2所制备的tpo防水卷材施工的屋面升高了5℃。此外，两种单层屋面的室内温差最大为6℃。因此可以得出结论：采用本发明的单层屋面的室内温度波动较小，给人带来舒适的居住环境，也会带来较小的制冷能耗，本发明所制备的tpo防水卷材对调节室内热环境具有明显的作用。尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。当前第1页12