一种TPO覆膜板及其制备方法与流程

本技术涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种tpo覆膜板及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能光伏发电可为企业和居民提供清洁电力，是世界公认的清洁能源。随着光伏技术的不断发展，光伏技术的应用效益已显著提升，工厂厂房大面的空闲屋面成为安装光伏组件的最贱选择。目前，作为屋面太阳能发电装机主要载体的大面积厂房和公共设施建筑，其屋面构造形式主要为传统的金属板屋面，考虑到屋面太阳能系统一旦装机发电、投入使用后，很难对使用中的屋面进行翻新，这就对建筑屋面的防水耐候等功能提出了较高要求，常规的金属板屋面防水耐腐蚀以及耐候性较差，一旦被腐蚀破坏后，需要拆除光伏组件，以整体更换金属板材，代价巨大。

2、建筑用覆膜板是一种在建筑行业中广泛应用的材料，通过在基材表面覆盖一层或多层功能性薄膜，实现保护、装饰、增强等目的。将tpo防水卷材复合到金属板上可以大幅增加金属板的耐腐蚀和防水性能，使得tpo覆膜板在建筑防水领域发挥重要作用。但是由于金属板表面通常较为光滑，与tpo材料之间的界面张力较大，粘接力不足，导致tpo覆膜层与金属板之间容易出现剥离或起泡现象，尤其是当前制备tpo覆膜板主要是通过高温热压技术制得，在高温情况下tpo防水层的结构变化，导致金属板与tpo的粘接强度有所降低，使得覆膜板在户外长期外露使用时，长期处于高温、雨水等环境中容易出现裂开现象，影响覆膜板的使用寿命，因此提高tpo覆膜层与金属板之间的粘接强度对于tpo覆膜板在建筑防水材料领域具有重要作用。

技术实现思路

1、为了提高tpo覆膜层与金属板之间的粘接强度，本技术提供一种tpo覆膜板及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种tpo覆膜板，采用如下的技术方案：

3、一种tpo覆膜板，自下而上依次包括金属板、粘接层和tpo防水层，所述粘接层包括以下重量份原料：

4、8-15份酚醛树脂、5-10份三苯基甲烷三异氰酸酯、15-25份硅烷改性聚酯、20-30份聚烯烃胶黏剂和30-40份马来酸酐接枝poe，硅烷改性聚酯由质量比为1：(0.3-0.5)：(0.8-1.2)的硅烷单体、叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯聚合得到。

5、通过采用上述技术方案，本技术中金属板和tpo防水层之间通过粘接层粘接，而且粘接层中以马来酸酐接枝poe粘合剂树脂和聚烯烃胶黏剂为主，对于金属具有优良的粘接性能，可以增强金属与tpo防水层的粘结效果，tpo防水层由乙丙橡胶和聚丙烯聚合而成，再加入抗氧剂、防老剂等助剂制得，本技术中还添加有三苯基甲烷三异氰酸酯，其对于tpo防水层中橡胶和金属板之间具有优良的粘接性能，而酚醛树脂含有大量的羟甲基和酚羟基，对于金属板和tpo防水层具有良好的粘接强度，而且其具有良好的耐热性，弥补tpo防水层与金属板通过高温热压工艺成型时对于两者粘合强度的破坏，提高最终覆膜板中tpo防水层与金属板之间的粘接强度。

6、硅烷改性聚酯由硅烷单体、叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯聚合得到，叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯共聚制得的胶黏剂对于金属和tpo防水层具有优异的粘接效果，而且叔碳酸乙烯酯中具有丰富的烷基，形成空间位阻效应，对自身具有保护作用，使得制得的聚酯具有优良的自聚力，粘结强度高，而苯甲酸乙烯酯中苯环基团的引入大幅度提高聚酯的耐热性，再配合硅烷单体中硅氧烷基团的引入，进一步提高耐热性，使得粘接层具有优异的耐热性，降低后续高温热压工艺中对于胶黏剂结构破坏导致粘接强度下降，提高最终覆膜板的粘接强度，将其在户外长期处于高温、雨水等环境中也不会出现起鼓、脱开等现象，延长其使用寿命。

7、可选的，所述硅烷改性聚酯通过以下方法制得：

8、将苯甲酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯加入至乙酸乙酯中，然后加入引发剂，在75-85℃下反应4-6h，然后降温至60-70℃时加入硅烷单体和催化剂，在90-110℃下反应2-3h，然后过滤、洗涤和干燥制得硅烷改性聚酯。

9、通过采用上述技术方案，首先将叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯添加至溶剂中在引发剂下发生聚合反应制得聚酯，然后再加入硅烷单体，在催化剂和引发剂作用下，使得硅烷单体与聚酯发生缩合，从而将硅烷基团引入至聚酯分子链中，实现硅烷对聚酯改性，提高聚酯的耐热性，同时具有优异的粘接性能。

10、可选的，所述硅烷单体包括3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基二乙氧基硅烷中的一种或两种。

11、可选的，所述粘接层通过以下步骤制得：将粘接层的原料在60-70℃下混合40-60min，然后延压挤出得到粘接层。

12、可选的，所述tpo防水层包括以下重量份原料：

13、40-50份tpo树脂、10-18份改性乙丙橡胶、20-30份聚丙烯、5-10份苯乙烯、1-3份过氧化物交联剂、0.5-1.5份抗氧剂、0.5-1.5份防老剂、1-5份填料和0.2-0.5份抗紫外剂；

14、其中改性乙丙橡胶由2-氟丙烯酸甲酯和2-乙烯基吡啶改性三元乙丙橡胶制得。

15、通过采用上述技术方案，本技术中tpo防水层以tpo树脂和聚丙烯为主制得，还添加有改性乙丙橡胶和苯乙烯，改性乙丙橡胶由2-氟丙烯酸甲酯和2-乙烯基吡啶改性三元乙丙橡胶，2-氟丙烯酸甲酯引入氟碳基团，显著提升tpo防水层的耐高温性能，2-乙烯基吡啶中吡啶基团的引入，与粘接层中引入的苯环形成π-π堆积作用，从而加强粘接层与tpo防水层之间的粘接强度，进一步增强防水层与金属板之间的粘接强度，制得tpo覆膜板在长期户外环境高温和雨水条件下不会起鼓开裂，延长覆膜板的使用寿命。

16、可选的，所述粘接层原料中还添加有3-5重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

17、通过采用上述技术方案，粘接层中的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯可以与tpo防水层中的苯乙烯形成沉淀接枝聚合，从而加强tpo防水层与粘接层之间的化学作用，增强粘结强度，进而增强金属板与防水层之间的粘接强度。

18、可选的，所述改性乙丙橡胶通过以下方法制得：

19、以重量份数计，取30-40份三元乙丙橡胶在200-220℃下熔融，然后加入5-10份2-氟丙烯酸甲酯和8-15份2-乙烯基吡啶，再加入3-5份引发剂共混，制得改性三元乙丙橡胶。

20、通过采用上述技术方案，在引发剂作用下，2-氟丙烯酸甲酯和2-乙烯基吡啶通过不饱和官能团与三元乙丙橡胶中不饱和官能团聚合，制得改性三元乙丙橡胶，显著提升其耐高温性能以及与粘接层的粘接强度。

21、可选的，tpo防水层中过氧化物交联剂选用过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙苯、2,4-二氯过氧化苯甲酰中的一种或多种；

22、所述填料选用钛白粉与滑石粉或钛白粉与碳酸钙的混合物。

23、可选的，所述tpo防水层通过以下方法制得：

24、将改性乙丙橡胶在150-180℃下密炼加工10-15min，然后加入tpo树脂、过氧化物交联剂、聚丙烯、防老剂和填料，密炼20-30min，将温度降低至60-70℃，加入抗氧剂和抗紫外剂，然后加入苯乙烯，密炼10-20min后，挤出，制得tpo防水层。

25、第二方面，本技术提供一种tpo覆膜板的制备方法，采用如下的技术方案：

26、一种tpo覆膜板的制备方法，包括以下步骤：

27、将粘接层一侧和tpo防水层先在120-140℃进行预热复合得，然后再将金属板与粘接层另一侧在140-160℃下热压复合，制得自下而上依次为金属板、粘接层和tpo防水结构的tpo覆膜板。

28、通过采用上述技术方案，本技术制得的tpo覆膜板中tpo防水层与金属板通过粘接层粘接牢固，具有优异的粘接强度，在长期户外高温雨水等环境中不会出现脱落和起鼓等现象，延长tpo覆膜板的使用寿命。

29、综上所述，本技术具有以下有益效果：

30、1、本技术中金属板和tpo防水层之间通过粘接层粘接，而且粘接层中以马来酸酐接枝poe粘合剂树脂和聚烯烃胶黏剂为主，可以增强金属与tpo防水层的粘结效果，三苯基甲烷三异氰酸酯的添加增强tpo防水层和金属板之间的粘接强度，而酚醛树脂含有大量的羟甲基和酚羟基，对于金属板和tpo防水层具有良好的粘接强度，而且其具有良好的耐热性，弥补tpo防水层与金属板通过高温热压工艺成型时对于两者粘合强度的破坏，提高最终覆膜板中tpo防水层与金属板之间的粘接强度；

31、2、本技术中粘接层中添加有硅烷单体、叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯聚合得到的硅烷改性聚酯，叔碳酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯共聚制得的胶黏剂对于金属和tpo防水层具有优异的粘接效果，而且叔碳酸乙烯酯中具有丰富的烷基，形成空间位阻效应，对自身具有保护作用，使得制得的聚酯具有优良的自聚力，粘结强度高，而苯甲酸乙烯酯中苯环基团的引入大幅度提高聚酯的耐热性，再配合硅烷单体中硅氧烷基团的引入，进一步提高耐热性，使得粘接层具有优异的耐热性，降低后续高温热压工艺中对于胶黏剂结构破坏导致粘接强度下降，提高最终覆膜板的粘接强度，将其在户外长期处于高温、雨水等环境中也不会出现起鼓、脱开等现象，延长其使用寿命；

32、3、本技术中tpo防水层以tpo树脂和聚丙烯为主制得，还添加有改性乙丙橡胶和苯乙烯，改性乙丙橡胶由2-氟丙烯酸甲酯和2-乙烯基吡啶改性三元乙丙橡胶，2-氟丙烯酸甲酯引入氟碳基团，显著提升tpo防水层的耐高温性能，2-乙烯基吡啶中吡啶基团的引入，与粘接层中引入的苯环形成π-π堆积作用，从而加强粘接层与tpo防水层之间的粘接强度，进一步增强防水层与金属板之间的粘接强度，制得tpo覆膜板在长期户外环境高温和雨水条件下不会起鼓开裂，延长覆膜板的使用寿命。