一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及防水材料领域，特别提供一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材及其制备方法，包括以下重量份数的原料组分：三元乙丙橡胶100份，聚烯烃弹性体30‑50份，硫磺1.8‑2.6份，氧化锌0.8‑1.5份，氧化镁0.8‑1.5份，硬脂酸1.2‑1.6份，二硫化四甲基秋兰姆1.0‑2.0份，4‑4'‑二硫化二吗啉0.4‑1.0份，过氧化二异丙苯1.4‑2.0份，邻苯二甲酸酐0.6‑1.0份，炭黑60‑85份，无机填料40‑65份，增容剂10‑15份，软化剂8‑18份，光敏引发剂1.8‑3.6份。本发明专利技术使用设备简单，投资少；防水卷材在使用环境下能够逐步交联，其力学性能随外暴露时间增加而增加，使用寿命长，产品物理性能好，卷材可使用热风焊接，耐老化，耐应力开裂性能更强。

A photosensitive self-crosslinking EPDM waterproof membrane and its preparation method

The invention relates to the field of waterproofing materials, in particular to a photosensitive self-crosslinking EPDM waterproofing membrane and its preparation method, which includes 100 parts of EPDM, 30-50 parts of polyolefin elastomer, 1.8-2.6 parts of sulfur, 0.8-1.5 parts of zinc oxide, 0.8-1.5 parts of magnesium oxide, 1.2-1.6 parts of stearic acid, 1.0-2.0 parts of tetramethyl thiuram disulfide. 4 The invention has the advantages of simple equipment, low investment, gradual cross-linking of waterproof rolls in service environment, increased mechanical properties with the increase of exposure time, long service life, good physical properties of products, hot air welding of rolls, aging resistance and stronger stress cracking resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材及其制备方法
本专利技术属于防水材料领域，特别提供了一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材及其制备方法。
技术介绍
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。在建筑防水材料领域，三元乙丙防水卷材广泛应用于各种工业、民用建筑物、构筑物的防水、防渗、各种地下工程的防水和非外漏部位的防水工程。由于三元乙丙橡胶分子结构中的主链上没有双键，因此，当其受到臭氧、紫外线、湿热的作用时，主键上不易发生断裂，所以它有优异的耐气候性，耐老化性，而且抗拉强度高、延伸率大，对基层伸缩或开裂的适应性强，价值，重量轻，使用温度范围宽，是一种高效防水材料。中国专利CN105419120B描述了一种由三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ等组成的一种可热风焊接施工的硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，产品可采用热风焊接施工和胶粘施工两种方式。该专利技术采用冷喂料挤出机挤出，硫化罐硫化，增加了设备投资，同时不具备自交联能力，且不能实现本体热风焊接，需增加焊条，增加了施工难度，限制了产品应用范围。
技术实现思路
为克服现有技术不足，本专利技术提供一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材及其制备方法，本专利技术使用设备简单，投资少；防水卷材在使用环境下能够逐步交联，其力学性能随外暴露时间增加而增加，使用寿命长，产品物理性能好，卷材可使用热风焊接，耐老化，耐应力开裂性能更强。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材，包括以下重量份数的原料组分：涂覆100份，聚烯烃弹性体30-50份，硫磺1.8-2.6份，氧化锌0.8-1.5份，氧化镁0.8-1.5份，硬脂酸1.2-1.6份，二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)1.0-2.0份，4-4'-二硫化二吗啉0.4-1.0份，过氧化二异丙苯1.4-2.0份，邻苯二甲酸酐0.6-1.0份，炭黑60-85份，无机填料40-65份，增容剂10-15份，软化剂8-18份、光敏引发剂1.8-3.6份，硅烷偶联剂0.6-1.4份。进一步的，所述三元乙丙橡胶牌号为三井化学3045，所述聚烯烃弹性体牌号为陶氏化学公司8150，所述硅烷偶联剂型号为KH550。进一步的，所述氧化锌类型为干法氧化锌。进一步的，所述氧化镁密度2.8-3.2g/cm3。进一步的，所述软化剂为白油和石蜡油按质量比1：1组成。进一步的，所述增容剂为邻苯二甲酸二己酯。进一步的，所述炭黑为N234与N326按照质量比1：1.5组成，所述N234的粒径范围20-25nm，所述N326粒径范围26-30nm。进一步的，所述无机填料由滑石粉、蒙脱土、湿法沉积型陶土和活性碳酸钙中的一种或两种组合而成，所述滑石粉的粒径范围200-800nm。进一步的，所述光敏引发剂由阳离子引发剂和自由基型引发剂复配组成，阳离子引发剂为二芳基硫鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐中的一种或两种；自由基型光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、二苯基乙酮、α，α-二甲基苯乙酮、二烷氧基苯乙酮和4,4-二甲氨基二苯酮中的一种或两种。本专利技术还提供上述光敏型自交联三元乙丙防水卷材的制备方法。一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材的制备方法，包括以下步骤：S1胶料密炼：将三元乙丙橡胶、硬脂酸、炭黑、无机填料、增容剂和软化剂按照配方比例依次加入密炼机中，密炼机温度132℃-142℃，密炼时间8min-10min，达到规定时间后排出密炼均匀的胶料；S2胶料开炼：将密炼均匀的胶料加入双辊开炼机，设定开炼辊温度80-100℃，依次加入氧化锌、氧化镁、邻苯二甲酸酐、硫磺、TMTD和4-4'-二硫化二吗啉，在混炼过程中薄通5次，打三角包4次，平均拉出厚度为2cm，平均宽度15cm的半成品胶料；S3双螺杆预交联挤出：将经开炼后的半成品胶料冷却、粉碎，再加入双螺杆挤出机组，依次加入聚烯烃弹性体，过氧化二异丙苯、光敏引发剂，控制双螺杆挤出机输送段温度80-90℃、熔融段130-150℃、均化段165-185℃，熔体泵前端压力3.85-4.52Mpa，经衣架式模头挤出，挤出宽50-55mm，厚1.5-2.0mm的半成品片材；S4三辊压延、收卷：将由模头挤出片材经斜立式(45°)三辊压延，物料由中下辊进入，控制下辊温度80-85℃，中辊80-85℃，上辊温度60-65℃，然后通过橡胶牵引辊，控制牵引速度1.5-4.0m/min，最后由收卷系统收卷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术同时运用化学硫化体系、有机过氧化物交联体系与光交联体系，通过光敏引发剂的应用可以使产品在外部暴露环境下实现自交联，即防水卷材在使用环境下能够逐步交联，其力学性能随外暴露时间增加而增加，提升了产品力学强度及耐化学腐蚀性能，同时延长了三元乙丙橡胶防水卷材在金属屋面及其它外暴露场景使用寿命，产品物理性能好，与市面上同类产品相比较，本专利技术更具耐老化、耐应力开裂性能，经实验室验证本专利技术比传统三元乙丙卷材使用寿命大30％，实现产品力学性能随使用时间逐步增加的有益作用。本专利技术在制备过程中省略的了硫化步骤，无需使用本行业常用硫化罐设备，减少了设备投资、使用设备组成简单，投资少，人员使用和能源消耗。本专利技术卷材本体无需增加热风焊条，卷材本体即可使用热风焊接，避免使用传统胶粘剂老化不均造成的漏水、窜水现象。在制备过程中的剪切之前，三元乙丙橡胶为连续相，即橡胶相为连续相，此时物料粘度过大，加工难以进行，同时因橡胶相态不能够使用热风焊接，因此需要实现相反转。经过挤出机的剪切作用，实现塑料相和橡胶相的反转，即实现橡胶为分散相、塑料为连续相的相反转，以达到增强卷材焊接效果的目的。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。以下实施例及对比例所用三元乙丙橡胶的牌号为三井化学3045，所用聚烯烃弹性体牌号为陶氏化学公司8150，所用氧化锌类型为干法氧化锌，所述氧化镁密度2.8-3.2g/cm3，所用软化剂为白油和石蜡油按质量比1：1组成，所用增容剂为邻苯二甲酸二己酯，所用硅烷偶联剂型号为KH550，所用炭黑为N234(粒径范围20-25nm)与N326(粒径范围26-30nm)按质量比1：1.5组成。实施例一本实施例所用原料及各原料的使用量如表1中的记载，所述光敏引发剂由阳离子引发剂二芳基硫鎓盐(I-250)与自由基型光引发剂二苯基乙酮按质量比1：1.2组成；所用无机填料为湿法沉积型陶土和活性碳酸钙，其中湿法沉积型陶土和活性碳酸钙按质量比1：1配置；所述防水卷材的生产工艺：S1胶料密炼：将三元乙丙橡胶、硬脂酸、炭黑、无机填料、增容剂和软化剂按照配方比例依次加入密炼机中，密炼机温度设为132℃，密炼时间10min，达到规定时间后排出密炼均匀的胶料；S2胶料开炼：将密炼均匀的胶料加入双辊开炼机，设定开炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：三元乙丙橡胶100份，聚烯烃弹性体30‑50份，硫磺1.8‑2.6份，氧化锌0.8‑1.5份，氧化镁0.8‑1.5份，硬脂酸1.2‑1.6份，二硫化四甲基秋兰姆1.0‑2.0份，4‑4'‑二硫化二吗啉0.4‑1.0份，过氧化二异丙苯1.4‑2.0份，邻苯二甲酸酐0.6‑1.0份，炭黑60‑85份，无机填料40‑65份，增容剂10‑15份，软化剂8‑18份、光敏引发剂1.8‑3.6份，硅烷偶联剂0.6‑1.4份。

【技术特征摘要】
1.一种光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：三元乙丙橡胶100份，聚烯烃弹性体30-50份，硫磺1.8-2.6份，氧化锌0.8-1.5份，氧化镁0.8-1.5份，硬脂酸1.2-1.6份，二硫化四甲基秋兰姆1.0-2.0份，4-4'-二硫化二吗啉0.4-1.0份，过氧化二异丙苯1.4-2.0份，邻苯二甲酸酐0.6-1.0份，炭黑60-85份，无机填料40-65份，增容剂10-15份，软化剂8-18份、光敏引发剂1.8-3.6份，硅烷偶联剂0.6-1.4份。2.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述三元乙丙橡胶牌号为三井化学3045，所述聚烯烃弹性体牌号为陶氏化学公司8150，所述硅烷偶联剂型号为KH550。3.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述氧化锌类型为干法氧化锌。4.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述氧化镁密度2.8-3.2g/cm3。5.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述软化剂为白油和石蜡油按质量比1：1组成。6.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述增容剂为邻苯二甲酸二己酯。7.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述炭黑为N234与N326按照质量比1：1.5组成，所述N234的粒径范围20-25nm，所述N326粒径范围26-30nm。8.根据权利要求1所述的光敏型自交联三元乙丙防水卷材，其特征在于，所述无机填料由滑石粉、蒙脱土、湿法沉积型陶土和活性碳酸钙中的一种或两种组合而成，所述滑石粉的粒径范...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑贤方，张宇，金永峰，刘勇，丁海涛，袁志涛，夏亮亮，郑伦，刘亚妮，徐伟，王用才，戴鸿基，
申请(专利权)人：四川省宏源防水工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51