一种防水卷材用TPO复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子复合材料，具体地，涉及一种防水卷材用tpo复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面，以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。

2、传统的防水材料主要包括沥青类、橡胶类以及合成树脂类等材料，其中，沥青类防水卷材存在渗透性强、易老化变质，并且耐高温性能较差；橡胶类材料虽具有一定的弹性和柔韧性，但在低温条件下容易变脆，同样存在耐老化问题。合成树脂类材料具有较好的耐候性和耐化学性，但在高温环境下易软化，影响使用效果。随着防水材料技术的发展，tpo(热塑性聚烯烃)防水卷材作为一种新型热塑性防水材料逐渐受到关注，与传统防水材料相比，tpo防水卷材具有良好的柔韧性，高效防水且施工简便；但是，当下的tpo材料的整体力学性能不足，其主要原因是tpo材料中的橡胶相与聚烯烃相的界面结合性能不佳，导致力学强度不如单一聚烯烃材料，弹韧性不如单一橡胶，仅能在各性能之间调控比例，难以协同提升。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种防水卷材用tpo复合材料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种防水卷材用tpo复合材料，按照重量份计包括如下原料：

4、聚丙烯100份、三元乙丙橡胶52-58份、相容剂4-5份、界面强化剂4.5-7份、交联剂2.8-3.6份、润滑剂2.2-3份、抗氧剂0.1-0.14份和填料15-20份；

5、所述界面强化剂由以下方法制备：

6、步骤a1：将氯代烷烃、氯化铝、15-冠醚-5和二氧六环投料，在40-55℃预混15-30min，之后通入氮气保护，加入三乙烯四胺，继续升温至85-100℃回流搅拌反应1.8-2.6h，反应结束减压旋蒸快速脱除二氧六环，得到烷基化中间体；

7、进一步地，氯代烷烃的烷基链长度为c10-c18，该烷基链长度在乙丙橡胶和聚丙烯界面间具有良好的亲和兼容性。

8、进一步地，三乙烯四胺、氯代烷烃、氯化铝、15-冠醚-5和二氧六环的投料比为10mmol：20mmol：15-20mg：0.5-0.8ml：18-30ml，氯代烷烃与三乙烯四胺的活性伯胺取代，形成端烷基链改性。

9、步骤a2：将硫代二乙酸二甲酯、烷基化中间体、四丁基氢氧化铵和无水四氢呋喃混合，水浴控制温度为10-20℃，缓慢加入氢化钠搅拌反应4-6h，之后继续升温至55-65℃回流搅拌反应2-3.5h，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，底物水洗分液，去除水相并真空干燥，得到界面强化剂；

10、进一步地，硫代二乙酸二甲酯、烷基化中间体、四丁基氢氧化铵、氢化钠和无水四氢呋喃的投料比为10mmol：10mmol：10-20mg：25-40mg：45-60ml，烷基化中间体的仲胺结构与硫代二乙酸二甲酯进行胺酯交换，形成链状的酰胺化合物。

11、优选地，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

12、优选地，交联剂为三烯丙基异氰酸酯。

13、优选地，润滑剂由聚丙烯蜡和硬脂酸钙复合而成。

14、一种防水卷材用tpo复合材料的制备方法，包括如下步骤：

15、步骤s1：将三元乙丙橡胶、界面强化剂、交联剂和润滑剂投料，在80-90℃开炼并薄通3-4次，出料裁剪粉碎，得到预混生胶料；

16、步骤s2：将预混生胶料、聚丙烯、相容剂和填料投料，在氮气保护下于220℃混炼至转矩稳定，加入抗氧剂混合，挤出造粒，得到tpo复合材料。

17、本发明的有益效果：

18、本发明基于现有的tpo复合体系，引入一种自主研发的界面强化剂共混改性；该界面强化剂由氯代烷烃与三乙烯四胺的活性伯胺取代，形成端烷基链化合物，即烷基化中间体，再由硫代二乙酸二甲酯与烷基化中间体的仲胺结构进行胺酯交换，形成链状的酰胺化合物，即得到界面强化剂，其为大分子的链状物，在共混过程中不易迁移偏析，可稳定分散到橡胶和聚丙烯的界面间，高温塑化成型时，分子链中的二硫键易断裂，暴露出的硫自由基与橡胶交联，其分子中烷基链段与聚丙烯相的亲和性高，起到修饰作用，向聚丙烯相中引入大量酰胺结构，在成型的过程中促进聚丙烯产生大量具有高韧性的β相结晶，在橡胶和聚丙烯的界面间形成交联橡胶-高韧性β晶过渡层，改善聚丙烯和橡胶的界面结合性能，有效提升复合材料的整体强韧性和抗穿刺能力，同时减缓了界面间的老化，提升复合材料的自身抗老化性。

技术特征：

1.一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，按照重量份计包括如下原料：聚丙烯100份、三元乙丙橡胶52-58份、相容剂4-5份、界面强化剂4.5-7份、交联剂2.8-3.6份、润滑剂2.2-3份、抗氧剂0.1-0.14份和填料15-20份；

2.根据权利要求1所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，三乙烯四胺、氯代烷烃、氯化铝、15-冠醚-5和二氧六环的投料比为10mmol：20mmol：15-20mg：0.5-0.8ml：18-30ml。

3.根据权利要求2所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，氯代烷烃的烷基链长度为c10-c18。

4.根据权利要求2所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，硫代二乙酸二甲酯、烷基化中间体、四丁基氢氧化铵、氢化钠和无水四氢呋喃的投料比为10mmol：10mmol：10-20mg：25-40mg：45-60ml。

5.根据权利要求1所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，交联剂为三烯丙基异氰酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种防水卷材用tpo复合材料，其特征在于，润滑剂由聚丙烯蜡和硬脂酸钙复合而成。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的防水卷材用tpo复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种防水卷材用TPO复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。该复合材料按照重量份计包括：聚丙烯100份、三元乙丙橡胶52‑58份、相容剂4‑5份、界面强化剂4.5‑7份、交联剂2.8‑3.6份、润滑剂2.2‑3份、抗氧剂0.1‑0.14份和填料15‑20份；界面强化剂由氯代烷烃与三乙烯四胺的活性伯胺取代，形成端烷基链化合物，再由硫代二乙酸二甲酯与取代后的仲胺结构进行胺酯交换，形成链状的酰胺化合物，其在橡胶和聚丙烯的界面间形成交联橡胶‑高韧性β晶过渡层，改善聚丙烯和橡胶的界面结合性能，提升复合材料的整体强韧性和抗穿刺能力，同时减缓了界面间的老化，提升复合材料的自身抗老化性。技术研发人员：冉进成,李同兵,祁智升受保护的技术使用者：广东安拓普聚合物科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6