一種膨脹阻火型防水卷材及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于通用材料的功能化和高性能化研發(fā)領域，是功能性有機聚合物基復合 材料體系，尤其設及一種膨脹阻火型防水卷材及制備方法。
【背景技術】
[0002] 建筑技術的進步正向著工業(yè)化、現(xiàn)代化和產業(yè)化的方向發(fā)展，隨之而來的是鋼結 構建筑和金屬屋面使用量快速增長，金屬結構及屋面的使用成為建筑技術進步的最明顯的 特征。大部分鋼結構或金屬屋面都伴有保溫隔熱層，能夠達到建筑保溫隔熱有關標準要求 的保溫材料，基本都是可燃材料。
[0003] 現(xiàn)有的阻燃型防水卷材采用的技術措施是在材料組分中使用阻燃劑，隨著其含量 達到一定要求，阻燃性能會有所提高。但其阻燃防水卷材一旦燃燒，隨著熱量向基層傳遞， 基層或者底層結構會升溫，燃燒會蔓延致基層和結構，導致結構失效。阻燃防水卷材僅僅提 高了燃燒點，不具備阻止燃燒繼續(xù)蔓延的功能。
[0004] 在大多數(shù)的干燥地區(qū)，外部失火燃燒的機會正在增加，提高屋頂最外面的防水層 的阻火性能，增強防火安全性已經很迫切。對金屬建筑結構和金屬屋頂支撐體系進行失火 保護，保證失火燃燒過程的一定時間內金屬承載能力得W保持，贏得更長的施救時間和施 救機會，是金屬建筑結構防火技術需要解決的關鍵問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種膨脹阻火型防水卷材及制 備方法，技術原理是利用有機聚合物的高溫可發(fā)泡膨脹特性，加入熱膨脹劑、燒結成碳劑、 催化脫水劑、消煙阻燃劑、耐高溫纖維等復合功能成分，形成材料的高溫燒蝕特一-即在燃 燒過程中會生成結碳層，其結碳層具有較高的熱阻，起到了阻火和延緩燃燒的作用。利用了 高氯化聚合物復合體系的可塑性、可擠出性、可延展成型性等加工特性，制備了柔初性的板 材或卷材。所選高含氯聚合物，高含氯增初成分，高氯含量的增塑劑，賦予材料體系較高的 阻燃特性。所發(fā)明的膨脹阻火型防水卷材具有防水和防火雙重功效，特別適合于對于防水 和阻火都有要求的用途。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：本發(fā)明的膨脹阻火型防水卷材，其材 料組成為質量份數(shù)計）；高氯化聚合物60~100份；增初聚合物5~10份；復合穩(wěn)定劑3~6 份；潤滑劑0. 5~1. 5份；増塑劑10~35份；加工助劑5~10份；熱膨脹劑10~15份；燒結成碳 劑5~12份；催化脫水劑5~12份；消煙阻燃劑10-20份；耐高溫纖維3~5份；偶聯(lián)劑1~2份。
[0007] 材料組分的熱膨脹劑、燒結成炭劑、催化脫水劑、消煙阻燃劑、耐高溫纖維等，在遇 火燃燒過程中，可膨脹結炭，形成內部有微孔分布的阻熱層，阻滯熱量傳遞，減緩基層溫升 和燃燒速率。
[0008] 本發(fā)明使用的高氯化聚合物是氯化聚氯己締樹脂（CPVC)，其含氯量大于68%，即 對體系有相容性，也提高物理機械性能。高氯化聚合物，因為面素氯元素的不燃性，比普通 聚合物具有更高的阻燃特性和耐熱特性，滴落溫度提高，耐熱持續(xù)時間延長，即有利于基于 塑性材料體系保持高溫熱塑性的狀態(tài)和不完全燃燒特性，在物理膨脹力的作用下膨脹成 碳，提高燒蝕特性。
[0009] 本發(fā)明的增初聚合物為氯醋樹脂，作為增初劑，相對于使用其他增初成分，提高了 材料體系的氯含量，有利于提高阻燃性能。
[0010] 本發(fā)明的增塑劑使用高氯化石蠟，高氯含量既可W使得聚氯己締材料柔性化，也 可W保持其一定的的阻燃特性。
[0011] 本發(fā)明基于發(fā)泡膨脹燒蝕的隔熱阻火機理，熱膨脹劑是=聚氯胺，所述燒結成碳 劑是季戊四醇，催化脫水劑是聚磯酸錠，使用=聚氯胺受熱分解氣體發(fā)泡，受熱的熱塑性基 體厚度膨脹，聚磯酸錠和季戊四醇形成碳骨架，隨著燃燒發(fā)展而形成結碳層，結碳層具有高 溫隔熱阻火的作用，阻滯熱量的傳遞，保護或者延緩金屬基層的失效。
[0012] 本發(fā)明的耐高溫纖維使用了高耐熱的短切巖棉纖維，二氧化娃含量大于48% ;短 切巖棉纖維是發(fā)泡膨脹層的支撐組分，穩(wěn)定了膨脹層的建立，短切巖棉纖維是聚氯己締柔 性卷材的增強成分，提高了拉伸強度和斷裂伸長率。
[0013] 本發(fā)明的消煙阻燃劑是氨氧化侶和氨氧化儀的等質量比例共混物。使用的不同溫 度等級的消煙成分能夠阻燃消煙，減少了燃燒煙霧的危害。其中氨氧化侶在200~250可W 放出結晶水蒸汽，氨氧化儀則在260~300放出結晶水蒸汽，燃燒過程中形成連續(xù)消煙機制， 減輕毒煙危害。
[0014] 所述復合穩(wěn)定劑是有機鉛鹽和無機鉛鹽按質量比1:1的混合物；潤滑劑是聚己締 蠟；加工助劑使用丙締酸醋類共聚物（ACR)。
[0015] 所述的偶聯(lián)劑是有機硅烷，是A-172、A-174、KH-550中的任何一種，或者是至少兩 種W任意比例的復配物。
[0016] 本發(fā)明的材料復合體系經過分級共混、熱烙、塑化擠出、壓延成型，可W加工不同 柔初特性的卷材，在阻火功能的基礎上，也具有密封防水功效，用于各類防水工程。
[0017] 本發(fā)明的膨脹阻火型防水卷材的制備方法，包括W下步驟： (1)功能料，其制備工序為：在高速捏合機中加入熱膨脹劑、燒結成碳劑、催化脫水劑、 消煙阻燃劑和耐高溫纖維計量加料，啟動高速混合，攬拌器轉速為600~800轉/分鐘，3分 鐘后，加入偶聯(lián)劑，經過高速混合攬拌5分鐘后出料得到阻火功能料。
[0018] (2 )混配料，其制備工序為；加入高氯化聚合物、增初聚合物、復合穩(wěn)定劑、潤滑劑、 増塑劑、加工助劑組分，攬拌器轉速為600~800轉/分鐘，高速共混5分鐘，再把步驟（1)制 備的功能料加入，混合操作15分鐘，得到膨脹阻火型防水卷材混配料。
[0019] (3)混配料經過熱烙、塑化、擠出、壓延工藝，制備成膨脹阻火型防水卷材。熱烙、塑 化工藝是聚合物材料加工的通常工藝，無特殊要求。
[0020] 本發(fā)明的有益效果；本發(fā)明的膨脹阻火型防水卷材，防火與防水功能一體化，既滿 足防水密封的作用，也對金屬屋面、金屬梁件、木屋頂結構、鋼筋混凝±屋頂?shù)冉ㄖY構，具 有防火保護作用，延緩其失效，具備了防水和防火雙重功效。本發(fā)明可W對于金屬屋面和金 屬結構的建筑主體具有更強的保護作用，增加了使用安全性和減災作用，有利于代表建筑 工業(yè)化、產業(yè)化、現(xiàn)代化的鋼構建筑技術的發(fā)展。
[0021] 本發(fā)明保持了高分子防水卷材的綜合優(yōu)勢，在耐老化、物理性能高、低溫柔性好、 焊接可靠、施工方便的基礎上，賦w新的阻火功能，可采用通常的設計、施工技術完成防水 工程的應用，便于接受和推廣。
[0022] 本發(fā)明的膨脹阻火型防水卷材與阻火防水涂料比較，易于工程管理和質量控制。 可W解決阻火涂料常常達不到要求厚度的現(xiàn)實問題，厚度達不到規(guī)定厚度，阻火是無效的。 膨脹阻火防水卷材保證了厚度，也保證了足阻火要求