[发明专利]一种改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒及其制备方法和利用其制备的防水卷材

说明书

本发明公开了一种改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒及其制备方法和利用其制备的防水卷材。该树脂母粒包括：热塑性聚烯烃弹性体，超高分子量聚乙烯，有机硅橡胶弹性体，苯乙烯‑乙烯/丁烯‑苯乙烯共聚物弹性体，沙林树脂，纳米填料，颜料，抗氧剂和光稳定剂。本发明通过改性的柔性热塑性聚烯烃树脂母粒，综合了传统柔性热塑性聚烯烃的常温柔性和超高分子量聚乙烯的耐超低温性能，并且该母粒各组分间不含化学交联结构，可二次熔融挤出加工，从而得到比常规柔性热塑性聚烯烃防水卷材更耐低温的防水卷材，其临界低温弯折温度小于‑60℃，较现有技术至少降低10～20℃，不使用小分子增塑剂，保证低温柔性同时保持优异的强度和耐候性。

技术领域

本发明属于防水卷材技术领域，更具体地，涉及一种改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒及其制备方法和改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材。

背景技术

柔性热塑性聚烯烃防水卷材即TPO防水卷材，通过聚合手段结合了乙丙橡胶的柔性和聚丙烯的热焊接性，从而综合了传统三元乙丙防水卷材和聚氯乙烯防水卷材的性能优点，具有前者的耐候能力、低温柔度和后者的可焊接性，是商业屋面柔性防水系统的新兴材料。目前，通过聚酯纤维网格布内增强的TPO防水卷材，广泛应用于单层屋面系统。

相较于三元乙丙防水卷材，柔性热塑性聚烯烃防水卷材不含化学交联结构，可采用内增强结构，易加工成型和回收利用，相较聚氯乙烯防水卷材，柔性热塑性聚烯烃防水卷材不依赖小分子增塑剂，具有更加广泛的服役温度范围，尤其适用于低温环境。根据GB27789《热塑性聚烯烃(TPO) 防水卷材》标准要求，其临界低温弯折温度应达-40℃。但是，在极端气候条件下和高纬度高海拔地区，如青藏高原寒季环境，现商用的热塑性聚烯烃防水卷材虽然满足要求，但是仍然存在低温环境下卷材柔性降低带来的施工困难问题，以及长期低温环境下服役的老化风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒及改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材，使得制备的柔性热塑性聚烯烃防水卷材临界低温弯折温度小于-60℃，能够满足极端低温环境下施工需要。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒，该树脂母粒包括：热塑性聚烯烃弹性体，超高分子量聚乙烯，有机硅橡胶弹性体，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物弹性体，沙林树脂，纳米填料，颜料，抗氧剂和光稳定剂。

本发明中，发明人研究发现：超高分子量聚乙烯是脆化温度最低的塑料，甚至可在-200℃下使用，这是得益于其超长的高柔顺性主链结构。另一方面，由于超高分子量聚乙烯高熔体粘度和低临界剪切速率的加工特性，其加工成型困难，目前主要通过与中低分子量聚乙烯共混和添加小分子蜡类流动改性剂改善其加工特性，但是这样的共混改性树脂中超长的聚乙烯主链仍易折叠形成片晶结构，得到刚性制品。而超高分子量聚乙烯与热塑性聚烯烃弹性体均为线性的热塑性烯烃结构，两者相容性佳，因此，本发明将两者进行共混改性，改善超高分子量聚乙烯加工特性，并使用有机硅橡胶弹性体、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物弹性体和沙林树脂进行辅助增韧改性，进一步破坏超高分子量聚乙烯结晶结构，控制其片晶尺寸，并且各类高分子弹性体成分与聚烯烃有限性相容，在聚集态结构中相互制约，加以适当的比例设置，即可形成以热塑性弹性体链和长聚乙烯链为连续相，不同弹性体为分散相的“海-岛”型聚集态结构，且弹性体分散相粒径和聚乙烯晶体粒径均介于300～800nm之间，从而在不使用小分子增塑剂的同时使得改性母粒满足挤出加工要求，并保持超长聚乙烯链优异的低温柔性，从而能够制备一种临界低温弯折温度小于-60℃的改性柔性热塑性聚烯烃防水卷材用树脂母粒。

根据本发明，优选地，以重量份数计，所述树脂母粒包括：热塑性聚烯烃弹性体30-40份，超高分子量聚乙烯30-40份，有机硅橡胶弹性体20-30 份，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物弹性体5-20份，沙林树脂5-10份，纳米填料5-10份，颜料1-5份，抗氧剂0.5-2份和光稳定剂0.5-2份。

根据本发明，优选地，所述热塑性聚烯烃弹性体为α-烯烃含量大于15％的乙烯和高碳α-烯烃无规共聚物；