CN105400086A - 一种阻燃型epdm防水卷材及其生产工艺 - Google Patents

一种阻燃型epdm防水卷材及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种阻燃型EPDM防水卷材，包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、氢氧化铝、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、橡胶软化剂。所述的各原料组分，以重量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4.5~5.5份、硬脂酸0.8~1.2份、氢氧化铝50~70份、促进剂TMTD0.8~1.2份、促进剂SA1.8~2.2份、促进剂BZ0.4~0.6份、促进剂M0.4~0.6份、填料38~42份、防老剂4~6份、橡胶软化剂15~25份。本发明防水卷材阻燃性能好，且机械性能好，耐老化。

Description

一种阻燃型EPDM防水卷材及其生产工艺
技术领域
本发明涉及到一种建筑用EPDM防水卷材，具有而言是一种无卤阻燃型EPDM防水卷材，属于防水材料领域。
背景技术
乙丙防水卷材(简称EPDM)是用乙丙橡胶做主体材料，加入防老化剂、促进剂等，使防水卷材的耐候性、耐热性、耐低温性有很大提高。它是目前国内外普遍采用的高档防水材料，适用于屋面、地下、地铁、桥梁及要求较高的防水工程。
安全性和防水性向来是建筑物防水两个备受重视的问题，防水材料的发展与使用规模从某些方面可代表一个国家和地区对建筑安全的重视性。随着我国建筑业的蓬勃发展，使得建筑用防水卷材使用量逐年大幅度增加。
但对于建筑用防水卷材，我们一味的关注它的“防水性”，却往往忽略它的“耐火性”，同样造成了安全性事件的发生。2009年央视新址火灾就是由于燃烧的高射炮礼花落在楼顶易燃的三元乙丙防水卷材上，进而引燃了保温材料，由此触发了火灾，造成6~7亿的经济损失。涉及到防水材料的安全事故时有发生，这一安全隐患已引起国家的重视。
因此，对于阻燃型防水材料的开发也迫在眉睫。
现有技术的EPDM防水卷材具有以下缺陷：（1）阻燃性能差，易引发火灾，安全性差；（2）拉伸强度和断裂伸长率较低；（3）抗外力撕裂的性能不强；（4）易老化，使用寿命较短。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种阻燃型EPDM防水卷材配方及其生产工艺，以实现以下发明目的：
1、提高EPDM防水卷材的阻燃性能，使阻燃等级达到B2；
2、提高EPDM防水卷材的拉伸强度和断裂伸长率；
3、提高EPDM防水卷材的抗外力撕裂的性能；
4、提高EPDM防水卷材的耐老化性能，延长使用寿命。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种阻燃型EPDM防水卷材，包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、氢氧化铝、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、橡胶软化剂。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述的各原料组分，以重量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4.5~5.5份、硬脂酸0.8~1.2份、氢氧化铝50~70份、促进剂TMTD0.8~1.2份、促进剂SA1.8~2.2份、促进剂BZ0.4~0.6份、促进剂M0.4~0.6份、填料38~42份、防老剂4~6份、橡胶软化剂15~25份。
所述的各原料组分，以重量份计，含量为：三元乙丙橡胶100份、硫磺1.5份、氧化锌5.1份、硬脂酸1份、氢氧化铝60份、促进剂TMTD1份、促进剂SA2份、促进剂BZ0.5份、促进剂M0.5份、填料40份、防老剂5份、橡胶软化剂20份。
所述填料为炭黑；所述的炭黑由N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成。
所述硫磺的目数为400目；
所述硬脂酸的目数为800目；
所述氢氧化铝的目数为2500~5000目。
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述氧化锌为纳米氧化锌；
所述防老剂的型号为4010Na；
所述橡胶软化剂为石蜡油。
一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺，其特征在于：包括密炼、混炼、挤出成型、硫化步骤。
所述的密炼：密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，排胶。
所述的混炼：将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温，温度低于90oC后，过滤，在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺和促进剂TMTD、SA、BZ、M，混炼均匀后下条，控制宽度为10~12cm，厚度为1~1.5cm，下条后，放置24小时。
所述的挤出成型：挤出机的机筒温度控制在45~75oC；
所述的硫化：硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明EPDM防水卷材的阻燃性能好，阻燃等级为B2；
2、本发明EPDM防水卷材的机械性能好，其横向拉伸强度为10.5~11.1MPa，横向断裂伸长率630~635%，纵向拉伸强度11.8~12.3MPa，纵向断裂伸长率620~626%；
3、本发明EPDM防水卷材的横向撕裂强度30~38N/mm，纵向撕裂强度35~40N/mm；
4、本发明EPDM防水卷材耐老化性能好，使用寿命长达40年。
具体实施方式
实施例1一种阻燃型EPDM防水卷材
所述防水卷材包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶98份
硫磺1.4份
氧化锌4.5份
硬脂酸0.8份
氢氧化铝50份
促进剂TMTD0.8份
促进剂SA1.8份
促进剂BZ0.4份
促进剂M0.4份
填料38份
防老剂4份
橡胶软化剂15份
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数为800目，其目的是与氧化锌并用，活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述氢氧化铝为无机阻燃剂，其目数为2500~5000目，并经硅烷偶联剂进行表面改性处理；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，由N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述橡胶软化剂为石蜡油。
实施例2一种阻燃型EPDM防水卷材
所述防水卷材包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶100份
硫磺1.5份
氧化锌5.1份
硬脂酸1.0份
氢氧化铝60份
促进剂TMTD1.0份
促进剂SA2.0份
促进剂BZ0.5份
促进剂M0.5份
填料40份
防老剂5份
橡胶软化剂20份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数为800目，其目的是与氧化锌并用，活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述氢氧化铝为无机阻燃剂，其目数为2500~5000目，并经硅烷偶联剂进行表面改性处理；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，由N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述橡胶软化剂为石蜡油。
实施例3一种阻燃型EPDM防水卷材
所述防水卷材包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶102份
硫磺1.6份
氧化锌5.5份
硬脂酸1.2份
氢氧化铝70份
促进剂TMTD1.2份
促进剂SA2.2份
促进剂BZ0.6份
促进剂M0.6份
填料42份
防老剂6份
橡胶软化剂25份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述硬脂酸作为EPDM橡胶硫化活化剂，其目数为800目，其目的是与氧化锌并用，活化硫化剂，提高EPDM胶料交联密度；
所述氢氧化铝为无机阻燃剂，其目数为2500~5000目，并经硅烷偶联剂进行表面改性处理；
所述促进剂TMTD、SA、BZ、M均为硫化促进剂；
所述填料为炭黑，由N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成；
所述防老剂为橡胶防老剂，其型号为4010Na；
所述橡胶软化剂为石蜡油。
实施例4一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺
（1）密炼：将EPDM、氢氧化铝、硬脂酸、氧化锌、填料、石蜡油和防老剂按配方比例称量好；
投入密炼机中，密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，待密炼均匀后排胶；
（2）混炼：按配方比例称量好促进剂TMTD、SA、BZ、M和硫磺，备用；
将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温至70~80oC后，过滤胶机过滤去杂质；
将滤除杂质的胶料在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺和促进剂TMTD、SA、BZ、M，混炼均匀后下条，控制在10~12cm宽、1~1.5cm厚，下条后，放置24小时；
（3）挤出成型：通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC；
（4）硫化：成型卷材经过24米长连续硫化罐进行硫化，硫化完后即为卷材成品；所述硫化罐的硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
（5）冷却、卷取：硫化完后的卷材经冷却水冷却至20~25oC，然后经卷取、包装、入库。
本发明一种阻燃型EPDM防水卷材与普通EPDM防水卷材相比具有以下优势：（1）机械性能好；（2）耐老化性能好；（3）不仅防水效果好，切具有良好的阻燃性能。
经试验，本发明防水卷材的性能指标见表1；
表1
由表1可见，本发明EPDM防水卷材的阻燃等级为B2；
本发明EPDM防水卷的横向拉伸强度为10.5~11.1MPa，横向断裂伸长率630~635%，纵向拉伸强度11.8~12.3MPa，纵向断裂伸长率620~626%，横向撕裂强度30~38N/mm，纵向撕裂强度35~40N/mm。
经试验，本发明EPDM防水卷材在100处不同地方施用，火灾发生率为零；
耐老化性能好，使用寿命长达40年。
实施例5一种阻燃型EPDM防水卷材
所述防水卷材包括以下重量份的原料组分：
三元乙丙橡胶110份
硫磺2.1份
氧化锌5.9份
木醋液1.2份
氢氧化铝45份
N-苯基-α-苯胺3.6份
硫酸亚铁2.7份
促进剂BZ0.2份
促进剂M0.9份
镁铬砂30份
木蜡4.2份
月见草油3.1份
月桂烯2.8份
石蜡油28份；
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述硫磺为硫化剂，其目数为400目；
所述氧化锌为纳米氧化锌，作为EPDM橡胶的硫化活化剂；
所述木醋液：有机酸含量为10%，有机物含量为15%，比重为1.1002；
所述石蜡油：比重为0.8～0.88，闪点为200～240℃，倾点为-30℃，40℃运动粘度为100～140cSt；
所述木蜡：熔点为48℃-52℃；含油量为2%；
所述镁铬砂：密度为4.429g/cm3，熔点2180℃，莫氏硬度5.5；
所述月见草油：相对密度为0.9210~0.9350，不溶性杂质≤0.05%，皂化值为190mg/g~198mg/g；
所述月桂烯：比重(20℃)为0.790~0.805，折光率(20℃)为1.4670~1.4740；
上述百分数均为质量百分数。
所述防水卷材的制备方法：
步骤1、密炼：
将三元乙丙橡胶、木蜡、石蜡油、氧化锌、镁铬砂、硫酸亚铁、木醋液和N-苯基-α-苯胺，按配方比例称量，投入密炼机中，密炼温度控制在140oC，密炼时间为11min，待密炼均匀后排胶。
步骤2、混炼：
将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温，温度低于90oC后，经过滤胶机过滤去杂质；
将滤除杂质的胶料在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺、氢氧化铝、促进剂BZ、促进剂M、见月草油和月桂烯，混炼均匀后下条，控制在10~12cm宽、1~1.5cm厚，放置24小时。
步骤3、挤出成型：
通过冷喂料挤出机挤出成型，冷喂料挤出机机筒温度控制在45~75oC。
步骤4、覆焊接条、硫化：
将可焊接胶条热熔，固定于三元乙丙橡胶防水卷材边缘5~10cm处，随传送布进入硫化罐进行硫化，硫化工艺参数特征在于：硫化罐硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
步骤5、冷却、卷取：
硫化完后的卷材经冷却水冷却，然后经卷取、包装、入库。
经试验，本实施例的EPDM防水卷的横向拉伸强度为12MPa，横向断裂伸长率640%，纵向拉伸强度14MPa，纵向断裂伸长率630%，横向撕裂强度39N/mm，纵向撕裂强度42N/mm。
经试验，本实施例的EPDM防水卷材在100处不同地方施用，火灾发生率为零；
耐老化性能好，使用寿命长达50年。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识；本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：包括以下原料组分：三元乙丙橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸、氢氧化铝、促进剂TMTD、促进剂SA、促进剂BZ、促进剂M、填料、防老剂、橡胶软化剂。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：所述的各原料组分，以重量份计，含量为：三元乙丙橡胶98~102份、硫磺1.4~1.6份、氧化锌4.5~5.5份、硬脂酸0.8~1.2份、氢氧化铝50~70份、促进剂TMTD0.8~1.2份、促进剂SA1.8~2.2份、促进剂BZ0.4~0.6份、促进剂M0.4~0.6份、填料38~42份、防老剂4~6份、橡胶软化剂15~25份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：所述的各原料组分，以重量份计，含量为：三元乙丙橡胶100份、硫磺1.5份、氧化锌5.1份、硬脂酸1份、氢氧化铝60份、促进剂TMTD1份、促进剂SA2份、促进剂BZ0.5份、促进剂M0.5份、填料40份、防老剂5份、橡胶软化剂20份。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：
所述填料为炭黑；所述的炭黑由N330炭黑和N660炭黑按质量比1:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：
所述硫磺的目数为400目；
所述硬脂酸的目数为800目；
所述氢氧化铝的目数为2500~5000目。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型EPDM防水卷材，其特征在于：
所述三元乙丙橡胶为美国陶氏EPDM4770；
所述氧化锌为纳米氧化锌；
所述防老剂的型号为4010Na；
所述橡胶软化剂为石蜡油。
7.一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺，其特征在于：包括密炼、混炼、挤出成型、硫化步骤。
8.根据权利要求7所述的一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的密炼：密炼温度控制在130~145oC，密炼时间为10~12min，排胶。
9.根据权利要求7所述的一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的混炼：将排出的胶料在560型开炼机上薄通3次，将胶料降温，温度低于90oC后，过滤，在450型开炼机上进行薄通、混炼，混炼过程中加入硫磺和促进剂TMTD、SA、BZ、M，混炼均匀后下条，控制宽度为10~12cm，厚度为1~1.5cm，下条后，放置24小时。
10.根据权利要求7所述的一种阻燃型EPDM防水卷材的生产工艺，其特征在于：
所述的挤出成型：挤出机的机筒温度控制在45~75oC；
所述的硫化：硫化温度控制在160~180oC，硫化压力控制在0.3MPa，硫化时间控制在8~9min。
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