CN115074048B - 一种热敏变色本体反粘型tpo高分子防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，包括多层复合结构，所述多层复合结构由上至下至少包括热敏显色层‑TPO高分子主体材料层‑反粘层；所述热敏显色层、所述TPO高分子主体材料层和所述反粘层包括相同的弹性体材料，所述弹性体材料为TPO树脂；所述反粘层的内部带有大量活性粘结位点的空腔。采用本发明的技术方案，提供了冷热屋面两种效果，通过卷材表面的颜色变化实现节能减排；同时，采用无粘性的反粘层，未凝固的水泥填充反粘层内部的空腔，形成榫卯结构，达到牢固粘接的效果，无需使用隔离材料或二次加热覆砂工序，可以直接使用，降低了生产综合能耗。

Description

一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子防水卷材技术领域，具体涉及一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材及制备方法。

背景技术

随着节能减排政策的实施，高分子防水卷材市场份额越来越大。其中，自粘型高分子防水卷材以其施工便利型占有较大份额，尤其是在地下工程和屋面工程中，自粘型TPO防水卷材以其杰出的耐老化性能位于首选产品之列。

TPO防水卷材即热塑性聚烯烃类防水卷材，具有高耐候性和耐腐蚀性，同时不含增塑剂，直接外露使用具有超长的耐老化性能。目前自粘类TPO防水卷材市场占比最大。然而，外露环境的气候老化和地下工程的湿热老化对自粘类TPO防水卷材的使用寿命都产生了极大影响。目前自粘类TPO防水卷材普遍存在耐久性不足的现象。另一方面，传统的屋面TPO防水卷材多为白色，具有节能隔热的“冷屋面”功效，但是伴随而来的就是“光污染”问题。另外，在冬季，建筑反而又需要“热屋面”功效，以提高室内温度。随着节能建筑需求的日益提高，目前单色TPO防水卷材无法满足人们的需求，可变色TPO防水卷材的市场需求日益增长。

目前，自粘型高分子防水卷材大量使用热熔压敏胶作为粘接层，而热熔压敏胶在生产中大量使用石油树脂和增塑剂，耐低温性能和耐老化性能远低于TPO防水卷材本体，在全生命周期中，造成“木桶效应”，严重缩短了TPO防水卷材的使用寿命。同时，在预铺反粘型产品中，为了防止粘接层影响施工，还需要在粘接层表面覆盖一层隔离砂，其重量约占高分子主体材料的60%以上，直接造成运输成本的上升。同时，隔离砂的生产能耗、运输能耗以及覆砂过程中的热能损耗均直接拉升了预铺反粘型产品的综合生产能耗，不利于节能减排。

例如，中国发明专利CN114635297A提供的一种可自粘施工的SBS改性沥青防水卷材及其制备方法，乙烯-醋酸乙烯共聚物80-100份，卤化丁基橡胶20-30份，增粘树脂15-25份，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物3-5份，聚异丁烯50-100份，增塑剂5-10份，填料10-20份，硫化助剂2-3份，硫化促进剂1-2份，净味剂1-2份，防老剂3-5份。该发明通过添加大比例的增粘树脂增强卷材的粘性，主要解决非沥青基自粘料与SBS涂盖料相容性差的问题，但是由于大比例的油性增粘树脂的引入，导致防水卷材极易老化，耐候性较差。中国发明专利CN113388336A提供了TPO热塑性聚烯烃高分子非沥青基自粘胶膜防水卷材及其制备方法，防水卷材包括聚酯织物胎基、TPO热塑性聚烯烃高分子基料和非沥青基自粘胶，TPO热塑性聚烯烃高分子基料包括聚丙烯、乙丙橡胶、光稳定剂、阻燃剂和抗氧化剂，非沥青基自粘胶包括丁苯橡胶SBR、丁苯橡胶SBS、多羟基聚合物、增粘剂和抗紫外线剂，该发明在非沥青基胶膜中加入合适比例的多羟基聚合物，起到增粘、扩容、增塑的效果，大大提升防水卷材的蠕变性和自愈性，同时也能够提高其粘结性能，但是，防水卷材与混凝土之间形成的物理卯榫只是通过平面-平面的结合，粘结性能并非传统意义上的卯榫结构，其粘结强度并不足以支持防水卷材长时间的牢固地与混凝土结合，因此必须通过再添加增粘剂以提高其粘结性能，否则极易脱落。另外，在非沥青基自粘胶表面需要附着一层隔离膜或隔离材料，在使用前将隔离膜或隔离材料去除后再铺设与混凝土表层上。

综上可见，一方面，现有技术中的防水卷材通常引用大量的增塑剂、油性增粘树脂或增粘剂在防水卷材表层形成反粘层，且需要在反粘层上附着一层隔离材料或减粘材料（隔离砂），无论是隔离膜还是隔离砂均会额外增加成本和能耗，易造成环境污染。而且增粘树脂极易老化，影响防水材料的使用寿命。另一方面，防水卷材中一般据需要添加增塑剂来增加卷材的增塑性能和柔韧性，但是增塑剂极易迁移扩散，导致卷材极易老化变脆。

发明内容

本发明的目的是提供一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材及制备方法，制备得到的TPO高分子防水卷材具有活性粘结位点的空腔，能够直接与未凝固的水泥或混凝土形成牢固的卯榫结构，无需再添加增粘树脂和增塑剂，且也无需在防水卷材表层再覆着隔离材料，能够直接铺设于混凝土或水泥表层，使用方便；且在表面增设热敏显色层，在不同季节显示不同颜色，同时满足冷、热屋面双重效果，节约能源，环保高效。

为实现上述的目的，本发明提供了一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，包括多层复合结构，所述多层复合结构由上至下至少包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层；所述热敏显色层、所述TPO高分子主体材料层和所述反粘层包括相同的弹性体材料，所述弹性体材料为TPO树脂；所述反粘层包括TPO树脂、EVA树脂、普通硅酸盐水泥、发泡剂和表面活性剂，熔融共混后所述反粘层的内部形成大量带有活性粘结位点的空腔。

进一步地，以质量百分比计，所述热敏显色层包括TPO树脂94～97%、光稳定剂0.3～0.6%、温变颜料胶囊2～5%、抗氧剂0.5～1%；

所述TPO高分子主体材料层包括TPO树脂30～58%、碳酸钙20～40%、氢氧化镁20～40%、抗氧剂0.2～0.6%、光稳定剂0.3～0.6%、钛白粉0.5～3%、无水硫酸铜1～5%；

所述反粘层包括TPO树脂40～55%、EVA树脂10～20%、普通硅酸盐水泥20～30%、溴化丁基橡胶5～10%、氢化丁苯橡胶5～8%、表面活性剂1～5%、发泡剂0.3～1%、助发泡剂0.1～0.3%。

其中，所述抗氧剂选用巴斯夫1010、168和1076中的至少一种。所述光稳定剂选用巴斯夫2020、770、944中的至少一种。

所述温变颜料胶囊选用孚信阳光3-10微米微胶囊粉。在TPO高分子防水卷材的表层增设热敏显色层，实现不同季节、不同温度条件下的颜色转变，在夏季呈现白色或其它浅色，将日光中的红外部分反射回大气中，从而降低暴晒时卷材的温度，同时也能够达到“冷屋面”效果，降低室内冷气消耗。在冬季则呈现黑色或其它深色，将日光中的红外部分吸收，从而提高卷材温度，达到“热屋面”效果，减少室内供热消耗。最终同时满足防水功能需求、颜色设计需求和节能减排需求。

尤其地，本发明在TPO高分子主体材料层中加入水分显示试剂无水硫酸铜，能够达到在防水卷材破损后，通过颜色变化，主动显示破损点，极大提高了维修便利性。

进一步地，所述表面活性剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的任一种或多种；所述发泡剂为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二乙酯、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺中的任一种或多种；所述助发泡剂为尿素衍生物、氧化锌、硬脂酸、水杨酸中的任一种或多种。添加表面活性剂一方面能够增强自粘防水卷材的防水性能；另一方面能够增强粘结层的粘度，使自粘防水卷材的剥离强度增加。

进一步地，所述的反粘层的厚度为0.3～0.5mm，所述TPO高分子主体材料层的厚度为0.5～2.0mm，所述热敏显色层厚度为0.1～0.2mm。

进一步地，所述TPO高分子主体材料层中，碳酸钙选用粒径为600目的重质碳酸钙，氢氧化镁粒径为1500目。

进一步地，所述TPO树脂选自CA10A、CA02A、6102中的至少一种。

进一步地，所述TPO高分子主体材料层为多层结构，包括第一TPO高分子主体材料层、增强层和第二TPO高分子主体材料层；所述增强层包覆于所述第一TPO高分子主体材料层和所述第二TPO高分子主体材料层之间；所述第一TPO高分子主体材料层-所述增强层-所述第二TPO高分子主体材料层复合形成所述TPO高分子主体材料层。

进一步地，所述增强层的材料为玻璃纤维织物。

采用上述的技术方案，通过在反粘层配方中加入发泡剂和表面活性剂，即可在反粘层内部产生大量的气体，使反粘层表面产生大量的表面带有活性粘结位点空腔；空腔中的裸露的溴化丁基橡胶和氢化丁苯橡胶能够增强与水泥或混凝土的粘合性能。

在与未凝固的水泥或混凝土接触后，未凝固的水泥或混凝土能够反向填充至反粘层的内部的空腔内，在形成榫卯结构的同时，水泥或混凝土与空腔内的活性粘结位点结合，进一步的增强了粘接的效果，使之更加牢固。而且，反粘层表面与现有技术中不同，表面不具有粘结性能，不需要再在表面附着隔离材料，使用时直接铺设于混凝土或水泥表面，未凝固的混凝土或水泥进入反粘层内部的空腔内即可。

采用上述的技术方案所得到的热敏变色本地反粘型TPO高分子防水卷材，外露使用寿命为25年，-40℃卷材无裂纹，115℃672小时热老化后同后浇水泥砂浆或混凝土剥离强度不降低。根据使用要求可以调节不同的颜色变化，以达到夏季减少阳光吸收，冬季增加阳光吸收的效果，同时当该防水卷材局部破损后，能够通过防水卷材内部水分检测试剂的颜色变化显示破损点，易于维修。

为了实现的另一个目的，本发明还提供了一种上述热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的制备方法，具体包括以下步骤：

S1熔融塑化：将反粘层、TPO高分子主体材料层和热敏显色层的原料按照配比称重后各自加入高速搅拌机中混合均匀后，分别输送至双螺杆挤出机中熔融塑化，分别得到反粘层混合物料、TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料。

S2 第一次热压定型：分别将所述TPO高分子主体材料层混合物料和所述热敏显色层混合物料同步挤出至第一辊轧光机中，通过一步法成型工艺热压复合并冷却定型，形成表层复合热压材料层；所述反粘层混合物料挤出后得到反粘层；所述表层复合热压材料层包括TPO高分子主体材料层-热敏显色层。

S3第二次热压定型：将所述表层复合热压材料层和所述反粘层输送至第二辊轧光机进行热压复合并冷却定型形成TPO高分子防水卷材。

S4冷却收卷：将S3得到的所述TPO高分子防水卷材冷却、切边、收卷。

所述TPO高分子防水卷材由上至下依次包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层三层结构。

采用该技术方案制备的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材为三层结构，由内之外依次包括反粘层-TPO高分子主体材料层-热敏显色层。

为了提高上述热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的强度和支撑性能，本发明还提供了制备上述热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的制备方法的另一种技术方案，包括以下具体步骤：

S1熔融塑化：分别将反粘层、第一TPO高分子主体材料层、第二TPO高分子主体材料层和热敏显色层的原料按照配比称重后加入高速搅拌机中混合均匀后，分别输送至双螺杆挤出机中熔融塑化得到反粘层混合物料、第一TPO高分子主体材料层混合物料、第二TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料。

S2 第一次热压定型：将所述第一TPO高分子主体材料层混合物料、所述第二TPO高分子主体材料层混合物料和所述热敏显色层混合物料同步挤出；其中，所述第一TPO高分子主体材料层混合物料和所述第二TPO高分子主体材料层混合物料挤出的同时，将增强层包覆在两层之间，最后和所述热敏显色层混合物料一起同时输送至第一辊轧光机中，通过一步法成型工艺热压复合并冷却定型，形成表层复合热压材料层；所述反粘层混合物料挤出后得到反粘层。

其中，所述第一TPO高分子主体材料层混合物料、所述增强层、第二TPO高分子主体材料层混合物料经过所述第一辊轧光机挤压后一体成型，形成TPO高分子主体材料层；所述表层复合热压材料层包括第一TPO高分子主体材料层-增强层-第二TPO高分子主体材料层-热敏显色层四层结构。

S3第二次热压定型：将所述表层复合热压材料层和所述反粘层输送至第二三辊轧光机进行热压复合，且所述反粘层经热压并冷却定型形成TPO高分子防水卷材。

S4冷却收卷：将S3得到的所述TPO高分子防水卷材进行冷却、切边、收卷。

采用该技术方案制备的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材为五层结构，由上至下依次包括热敏显色层-第二TPO高分子主体材料层-增强层-第一TPO高分子主体材料层-反粘层。在TPO高分子主体材料层之间热压一层增强层，一体成型，从而增强TPO高分子防水卷材的强度，提高支撑强度，延长使用寿命。

本发明的各层均选用TPO树脂这一弹性体材料作为主体材料，一方面增加了各层之间在热压复合工序中能够很好的融合，增强了层间的黏附性能，提高了剥离强度。另一方面，提高了防水卷材的耐候性能和弹性强度，大大地提高了防水卷材的使用寿命。

通过上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.采用本发明的技术方案，通过在防水卷材的表面设置热敏显色层，在TPO树脂中加入超耐候的感温变色胶囊，在夏季呈现白色或其它浅色，将日光中的红外部分反射回大气中，从而降低暴晒时卷材的温度，同时也能够达到“冷屋面”效果，降低室内冷气消耗；在冬季则呈现黑色或其它深色，将日光中的红外部分吸收，从而提高卷材温度，达到“热屋面”效果，减少室内供热消耗；最终同时满足防水功能需求、颜色设计需求和节能减排需求。

2.采用本发明的技术方案，通过在反粘层配方中加入发泡剂和表面活性剂，即可在反粘层内部形成大量表面带有活性粘结位点的空腔，在与未凝固的水泥接触后，未凝固的水泥能够填充反粘层内部的空腔，从而形成榫卯结构，达到牢固粘接的效果。一方面，通过反粘层和TPO高分子主体材料层使用相同弹性体TPO树脂，且均不使用增塑剂，避免了增塑剂迁移扩散的问题，解决了目前自粘型高分子防水卷材“木桶效应”导致使用寿命严重缩短的问题。另一方面，由于反粘层本体无粘性，不需要使用隔离材料，无二次加热覆砂工序，可以直接使用，因此既减少了隔离砂的使用，又降低了生产综合能耗，同时在运输中也减少了约40%的能源消耗。

3.本发明的技术方案中，在TPO高分子主体材料层中加入水分显示试剂无水硫酸铜，能够达到在防水卷材破损后，通过颜色变化，主动显示破损点，极大提高了维修便利性。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，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，都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，包括多层复合结构，所述多层复合结构由上至下至少包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层；热敏显色层、TPO高分子主体材料层和反粘层包括相同的弹性体材料，弹性体材料为TPO树脂；反粘层包括TPO树脂、EVA树脂、普通硅酸盐水泥、发泡剂和表面活性剂，熔融共混后所述反粘层的内部形成大量带有活性粘结位点的空腔。

其中，以质量百分比计，热敏显色层包括TPO树脂94～97%、光稳定剂0.3～0.6%、温变颜料胶囊2～5%、抗氧剂0.5～1%；TPO高分子主体材料层包括TPO树脂30～58%、碳酸钙20～40%、氢氧化镁20～40%、抗氧剂0.2～0.6%、光稳定剂0.3～0.6%、钛白粉0.4～3%、无水硫酸铜1～5%；反粘层包括TPO树脂40～55%、EVA树脂10～20%、普通硅酸盐水泥20～30%、溴化丁基橡胶5～10%、氢化丁苯橡胶5～8%、表面活性剂1～5%、发泡剂0.3～1%、助发泡剂0.1～0.3%。

优选地，TPO高分子主体材料层可以多层结构，多层结构包括第一TPO高分子主体材料层-增强层-第二TPO高分子主体材料层，增强层包覆在第一TPO高分子主体材料层和第二TPO高分子主体材料层之间，热压一体成型。

优选地，反粘层的厚度为0.3～0.5mm，TPO高分子主体材料层的厚度为0.5～2.0mm，热敏显色层厚度为0.1～0.2mm。

其中，TPO树脂为利安德巴塞尔Hifax系列树脂，选自CA10A、CA02A、6102中的至少一种。表面活性剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的任一种或多种；硅烷类偶联剂可以为KH550、KH560、KH570、KH792等；钛酸酯偶联剂可以为NDZ201、NDZ401等；铝酸酯类偶联剂可以为LS60、LS821等。

发泡剂为碳酸盐类、偶氮类发泡剂或亚硝基化合物发泡剂中的任一种，具体地，可以为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二乙酯、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺等中的任一种；助发泡剂为尿素衍生物、氧化锌、硬脂酸、水杨酸中的一种。

碳酸钙选用粒径为600目的重质碳酸钙，氢氧化镁粒径为1500目。温变微胶囊粉可选用孚信阳光3-10微米微胶囊粉。抗氧剂选用巴斯夫1010、168和1076中的至少一种。光稳定剂选用巴斯夫2020、770、944中的至少一种。

以上原料均可通过市场购得。

本发明中的具有多层结构的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的性能，依据GB 27789-2011《热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材》P类指标和GB/T 23457-2017《预铺防水卷材》P类指标进行检测，具体检测项目及指标参见表1。

表1 高分子防水卷材的性能检测依据及指标

下面通过具体实施例来进一步详细说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例中，多层复合结构由上至下包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层，其中，以质量百分比计，热敏显色层包括TPO树脂94%、光稳定剂0.5%、温变颜料胶囊5%、抗氧剂0.5%；TPO高分子主体材料层包括TPO树脂45%、碳酸钙25%、氢氧化镁25%、巴斯夫1010 0.6%、巴斯夫2020 0.4%、钛白粉3%、无水硫酸铜1%；反粘层包括TPO树脂45.9%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶10%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.1%。

本实施例中，TPO树脂为CA10A和CA02A，CA10A和CA02A的质量比为9：1。

将上述各层的原料分别投入高速搅拌机中混合均匀，分别输送至双螺杆挤出机A、双螺杆挤出机B、双螺杆挤出机C中熔融塑化，分别得到熔融态的反粘层混合物料、TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料。将熔融态的混合物料TPO高分子主体材料层混合物料、增强层和热敏显色层混合物料同步挤出至第一辊轧光机中，通过一步法成型工艺后冷却定型形成表层复合热压材料层。表层复合热压材料层包括TPO高分子主体材料层-热敏显色层。

反粘层混合物料挤出后得到反粘层。

将表层复合热压材料层和反粘层输送至第二辊轧光机进行热压复合并冷却定型形成TPO高分子防水卷材。至此形成具有热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层的多层结构的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材。

TPO高分子防水卷材由上至下依次包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层三层结构。

其中，热敏显色层厚度为0.1～0.2mm；TPO高分子主体材料层厚度为0.5～2.0mm；反粘层的厚度为0.3～0.5mm。

对本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材进行物理性能检测。检测结果为最大拉力300N/cm；最大拉力时伸长率16%；膜断裂伸长率600%；耐热性120℃，2h无滑移、流淌、滴落；低温弯折性：主体材料-40℃无裂纹；低温柔性：反粘层-40℃无裂纹；与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理2.0N/mm；热老化后低温柔性：115℃672小时，-40℃无裂纹；人工气候加速老化：5000小时低温弯折性-40℃无裂纹。

通过上述结果显示，检测项目均符合P指标要求。

针对本实施例还进行了显色性能检测。将本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材置于>30℃条件下，热敏显色层呈现白色；0~30℃条件下，热敏显色层呈现灰色；<0℃热敏显色层呈现黑色。

热敏显色层发生破损，TPO高分子主体材料层遇水呈现蓝色。因为在TPO高分子主体材料层中加入水分显示试剂无水硫酸铜，当防水卷材破损后，通过颜色变化，能够很容易发现破损点，维修方便。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂46.6%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶10%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙0.3%、硬脂酸0.1%。

经检测，本实施例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。其它检测项均符合P指标要求。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂45.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶10%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.3%。

经检测，本实施例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。其它检测项均符合P指标要求。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂50.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶5%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.3%。

经检测，与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理1.8N/mm。其它检测项均符合P指标要求。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂51.1%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶5%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、偶氮二甲酰胺0.6%、氧化锌0.3%。

经检测，本实施例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理1.9N/mm，热处理1.8N/mm。

其它检测项均符合P指标要求。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂51.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶5%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、偶氮二甲酰胺0.2%、氧化锌0.1%。

经检测，本实施例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理1.8N/mm。

其它检测项均符合P指标要求。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂40.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥30%、溴化丁基橡胶5%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.3%。

经检测，与后浇混凝土剥离强度：无处理1.9N/mm，热处理1.7N/mm。其它检测项均符合P指标要求。

实施例8

本实施例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。具体地，反粘层包括TPO树脂45.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥25%、溴化丁基橡胶5%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.3%。

经检测，与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理1.9N/mm。其它检测项均符合P指标要求。

实施例9

本实施例与实施例1的区别在于热敏显色层中组分的差别。以质量百分比计，热敏显色层包括TPO树脂97%、光稳定剂0.5%、温变颜料胶囊2%、抗氧剂0.5%。

同时进行了显色性能检测。将本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材置于>30℃条件下，热敏显色层呈现白色；0~30℃条件下，热敏显色层呈现灰色；<0℃热敏显色层呈现黑色。

实施例10

本实施例与实施例1的区别在于各层结构中的主体材料TPO树脂中，CA10A和CA02A的质量比为1：1。

对本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材进行物理性能检测。检测结果为最大拉力310N/cm；最大拉力时伸长率18%；膜断裂伸长率550%；耐热性120℃，2h无滑移、流淌、滴落；低温弯折性：主体材料-40℃无裂纹；低温柔性：反粘层-40℃无裂纹；与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理2.0N/mm；热老化后低温柔性：115℃680小时，-40℃无裂纹；人工气候加速老化：5000小时低温弯折性-40℃无裂纹。

通过上述结果显示，检测项目均符合P指标要求。

实施例11

本实施例与实施例1的区别在于各层结构中的主体材料TPO树脂包括CA10A和6102，CA10A和6102的质量比为1：1。

对本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材进行物理性能检测。检测结果为最大拉力280N/cm；最大拉力时伸长率15%；膜断裂伸长率500%；耐热性120℃，2h无滑移、流淌、滴落；低温弯折性：主体材料-40℃无裂纹；低温柔性：反粘层-40℃无裂纹；与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理2.0N/mm；热老化后低温柔性：115℃670小时，-40℃无裂纹；人工气候加速老化：5000小时低温弯折性-40℃无裂纹。

通过上述结果显示，检测项目均符合P指标要求。

实施例12

本实施例与实施例1的区别在于TPO高分子主体材料层的差别。

TPO高分子主体材料层为包括第一TPO高分子主体材料层-增强层-第二TPO高分子主体材料层的多层结构。

第一TPO高分子主体材料层和第二TPO高分子主体材料层组成相同，增强层的材料为玻璃纤维织物。

第一TPO高分子主体材料层和第二TPO高分子主体材料层包括TPO树脂45%、碳酸钙25%、氢氧化镁25%、巴斯夫1010 0.6%、巴斯夫2020 0.4%、钛白粉3%、无水硫酸铜1%；

本实施例中，将反粘层、第一TPO高分子主体材料层、第二TPO高分子主体材料层和热敏显色层的原料按照配比称重后分别投入高速搅拌机中混合均匀，再分别输送至双螺杆挤出机A、双螺杆挤出机B、双螺杆挤出机C和双螺杆挤出机D中熔融塑化，分别得到熔融态的反粘层混合物料、第一TPO高分子主体材料层混合物料、第二TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料。

将熔融态的第一TPO高分子主体材料层混合物料、增强层、第二TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料同步挤出至第一辊轧光机中进行第一次热压定型，通过一步法成型工艺挤压后，热压复合后冷却定性形成表层复合热压材料层。其中，第一TPO高分子主体材料层混合物料、增强层、第二TPO高分子主体材料层混合物料经过第一辊轧光机中，一体成型，形成TPO高分子主体材料层。

反粘层混合物料挤出后得到反粘层。

表层复合热压材料层包括第一TPO高分子主体材料层-增强层-第二TPO高分子主体材料层-热敏显色层四层结构。

将表层复合热压材料层和反粘层输送至第二辊轧光机进行热压复合并冷却定型形成TPO高分子防水卷材。

至此制备得具有五层结构的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，由上至下依次包括热敏显色层-第二TPO高分子主体材料层-增强层-第一TPO高分子主体材料层-反粘层。

其中，热敏显色层厚度为0.1～0.2mm；TPO高分子主体材料层厚度为0.5～2.0mm；反粘层的厚度为0.3～0.5mm。

对本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材进行物理性能检测。检测结果为最大拉力350N/cm；最大拉力时伸长率18%；膜断裂伸长率680%；耐热性120℃，2h无滑移、流淌、滴落；低温弯折性：主体材料-40℃无裂纹；低温柔性：反粘层-40℃无裂纹；与后浇混凝土剥离强度：无处理2.0N/mm，热处理2.0N/mm；热老化后低温柔性：115℃672小时，-40℃无裂纹；人工气候加速老化：5100小时低温弯折性-40℃无裂纹。

通过上述结果显示，检测项目均符合P指标要求。

同时进行了显色性能检测。将本实施例的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材置于>30℃条件下，热敏显色层呈现白色；0~30℃条件下，热敏显色层呈现灰色；<0℃热敏显色层呈现黑色。

对照例1

本对照例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。本对照例中反粘层包括TPO树脂45.9%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶18%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.1%。

经检测，本对照例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理1.4N/mm，热处理1.0N/mm。

对照例2

本对照例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。本对照例中反粘层包括TPO树脂45.9%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、氢化丁苯橡胶18%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙1%、硬脂酸0.1%。

经检测，本对照例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理1.3N/mm，热处理1.0N/mm。

对照例3

本对照例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。本对照例中反粘层包括TPO树脂44.9%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥20%、溴化丁基橡胶10%、氢化丁苯橡胶8%、硅烷偶联剂KH792 5%、碳酸钙2%、硬脂酸0.1%。

经检测，本对照例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理1.4N/mm，热处理1.0N/mm。

对照例4

本对照例与实施例1的区别在于反粘层中组分的差别。本对照例中反粘层包括TPO树脂46.7%、EVA树脂10%、普通硅酸盐水泥25%、溴化丁基橡胶10%、氢化丁苯橡胶8%、碳酸钙0.2%、硬脂酸0.1%。

经检测，本对照例中的反粘层的低温柔性-40℃无裂纹。

与后浇混凝土剥离强度：无处理1.2N/mm，热处理0.9N/mm。

综合上述实施例和对照例分析得知，通过本发明的技术方案，制备得到的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，通过暴露在不同温度条件下显示不同的颜色，从而实现冷屋面和热屋面的双重效应，同时满足防水功能需求、颜色设计需求和节能减排需求。而且由于各层中均采用TPO材料作为主体材料，一方面提高其防水卷材的耐候性，另一方面，相同的TPO材料在熔融热压过程中具有良好的相容性能，提高了层与层之间的粘结效果。

同时，本发明的反粘层的表面并不具有粘性，无需隔离材料进行阻隔，使用前也无需二次加热覆砂工序，因此既减少了隔离砂的使用，又降低了生产综合能耗，同时在运输中也减少了约40%的能源消耗。

在主体材料层中添加水分显示剂，当热敏显色层破损后，能够很直观的发现破损点，维修便利。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，包括多层复合结构，所述多层复合结构由上至下至少包括热敏显色层-TPO高分子主体材料层-反粘层；所述热敏显色层、所述TPO高分子主体材料层和所述反粘层包括相同的弹性体材料，所述弹性体材料为TPO树脂；

所述反粘层包括TPO树脂、EVA树脂、普通硅酸盐水泥、发泡剂和表面活性剂，熔融共混后所述反粘层的内部形成大量带有活性粘结位点的空腔；

未凝固的水泥或混凝土能够反向填充至反粘层的内部的空腔内，形成榫卯结构；

以质量百分比计，所述热敏显色层包括TPO树脂94～97%、光稳定剂0.3～0.6%、温变颜料胶囊2～5%、抗氧剂0.5～1%；

所述TPO高分子主体材料层包括TPO树脂30～58%、碳酸钙20～40%、氢氧化镁20～40%、抗氧剂0.2～0.6%、光稳定剂0.3～0.6%、钛白粉0.5～3%、无水硫酸铜1～5%；

所述反粘层包括TPO树脂40～55%、EVA树脂10～20%、普通硅酸盐水泥20～30%、溴化丁基橡胶5～10%、氢化丁苯橡胶5～8%、表面活性剂1～5%、发泡剂0.3～1%、助发泡剂0.1～0.3%。

2.根据权利要求1所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述表面活性剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的任一种或多种；

所述发泡剂为碳酸盐、偶氮化合物或亚硝基化合物发泡剂中的任一种；

所述助发泡剂为尿素衍生物、氧化锌、硬脂酸、水杨酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述的反粘层的厚度为0.3～0.5mm，所述TPO高分子主体材料层的厚度为0.5～2.0mm，所述热敏显色层厚度为0.1～0.2mm。

4.根据权利要求1所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述TPO高分子主体材料层中，碳酸钙选用粒径为600目的重质碳酸钙，氢氧化镁粒径为1500目。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述TPO树脂选自CA10A、CA02A、6102中的至少一种。

6.根据权利要求1-4任一项所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述TPO高分子主体材料层为多层结构，包括第一TPO高分子主体材料层、增强层和第二TPO高分子主体材料层；

所述增强层包覆于所述第一TPO高分子主体材料层和所述第二TPO高分子主体材料层之间；

所述第一TPO高分子主体材料层-所述增强层-所述第二TPO高分子主体材料层复合形成所述TPO高分子主体材料层。

7.根据权利要求6所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材，其特征在于，所述增强层为玻璃纤维织物。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1、熔融塑化：将反粘层、TPO高分子主体材料层和热敏显色层的原料按照配比称重后各自加入高速搅拌机中混合均匀后，分别输送至三台双螺杆挤出机中熔融塑化，得到熔融态的反粘层混合物料、TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料；

S2、第一次热压定型：分别将所述TPO高分子主体材料层混合物料和所述热敏显色层混合物料同步挤出至第一辊轧光机中，通过一步法成型工艺热压复合并冷却定型，形成表层复合热压材料层；所述反粘层混合物料挤出后得到反粘层；

S3、第二次热压定型：将所述表层复合热压材料层和所述反粘层同时输送至第二辊轧光机进行热压复合并冷却定型形成TPO高分子防水卷材；

S4、冷却收卷：将S3得到的所述TPO高分子防水卷材进行冷却、切边、收卷。

9.一种如权利要求1-7任一项所述的热敏变色本体反粘型TPO高分子防水卷材的制备方法，其特征在于，所述TPO高分子主体材料层为多层结构，包括第一TPO高分子主体材料层、增强层和第二TPO高分子主体材料层；

包括以下具体步骤：S1、熔融塑化：分别将反粘层、第一TPO高分子主体材料层、第二TPO高分子主体材料层和热敏显色层的原料按照配比称重后加入高速搅拌机中混合均匀后，分别输送至双螺杆挤出机中熔融塑化得到反粘层混合物料、第一TPO高分子主体材料层混合物料、第二TPO高分子主体材料层混合物料和热敏显色层混合物料；

S2、第一次热压定型：将所述第一TPO高分子主体材料层混合物料、所述第二TPO高分子主体材料层混合物料和所述热敏显色层混合物料同步挤出；所述第一TPO高分子主体材料层混合物料和所述第二TPO高分子主体材料层混合物料挤出的同时，将增强层包覆在两层之间，最后和所述热敏显色层混合物料一起同时输送至第一辊轧光机中，通过一步法成型工艺热压复合并冷却定型，形成表层复合热压材料层；所述反粘层混合物料挤出后得到反粘层；

S3、第二次热压定型：将所述表层复合热压材料层和所述反粘层输送至第二辊轧光机进行热压复合，且所述反粘层经热压并冷却定型后形成TPO高分子防水卷材；

S4、冷却收卷：将S3得到的所述TPO高分子防水卷材进行冷却、切边、收卷。