本发明属于建筑防水材料，具体涉及一种轻质防水卷材及其制备方法。
背景技术：
1、聚氯乙烯(pvc)防水卷材是一种性能优异的高分子防水材料，主要以聚氯乙烯树脂、填料为原料，配合各类助剂生产而成，具有拉伸强度大、延伸率高、尺寸变化率小、低温柔性好、耐根系渗透性强、使用寿命长等特点，且焊接牢固可靠、环保无污染。然而，传统pvc防水卷材由于自重较大，给施工运输带来诸多不便。
2、现有技术中，也有一些减轻pvc防水卷材的手段，比如在制备防水卷材时，添加一定量的发泡剂，虽然能减轻防水卷材的重量，但也损害防水卷材的力学性能，卷材的阻燃性能也得不到改善。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种改进的轻质防水卷材，其具有自重轻的同时还能保持力学性能，并且还可以改善防水卷材的阻燃性。
2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种轻质防水卷材，包括依次层叠设置的第一树脂层和第二树脂层，所述第一树脂层或第二树脂层中添加有热膨胀微球，所述热膨胀微球包括芯材及包覆在所述芯材外围的外壳，所述芯材包含碳氢化合物和液态含磷阻燃剂，所述外壳为通过聚合单体聚合得到的丙烯酸酯类聚合物；
4、所述聚合单体包括第一聚合单体和第二聚合单体，所述第一聚合单体为丙烯酸磷酸酯类单体，所述第二聚合单体为腈类单体、羧基类丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯类单体中的至少一种。
5、根据本发明的一些实施方面，所述第一树脂层、第二树脂层为pvc树脂层，所述热膨胀微球添加在所述第二树脂层中，并且所述热膨胀微球的用量为所述第二树脂层的原料总用量的0.5～1％。
6、在一些具体实施方式中，所述第一树脂层、第二树脂层的厚度比为5:1-15。
7、在一些具体实施方式中，所述热膨胀微球的粒径为10～80μm。所述热膨胀微球的粒径应在一定范围，粒径过大，难以满足防水卷材密度降低和机械性能保持的要求。
8、根据本发明的一些实施方面，所述第一树脂层的原料包含pvc树脂、增塑剂和填料；
9、所述第二树脂层的原料包含pvc树脂、热膨胀微球、增塑剂和填料；
10、所述第一树脂层、第二树脂层中，所述pvc树脂、增塑剂和填料的质量比为1:0.2～1:0.1～0.4；
11、所述第二树脂层中，所述热膨胀微球的用量为所述第二树脂层的原料总用量的0.5～1％。
12、在一些具体实施方式中，所述第一树脂层、第二树脂层的原料配方分别独立包括：
13、pvc树脂 80-100份；
14、增塑剂 20-80份；
15、填料 15-30份；
16、并且所述第二树脂层还包括用量为第二树脂层的总原料用量0.5～1％的热膨胀微球。
17、在一些具体实施方式中，所述第一树脂层、第二树脂层的原料配方还包括2～6份助剂，所述助剂为热稳定剂、抗紫外剂中的一种或几种的组合。
18、进一步地，所述助剂为2～5份热稳定剂和0.01～0.2份抗紫外剂。
19、所述抗紫外剂为紫外线吸收剂、光屏蔽剂、受阻胺类光稳定剂中的一种或多种的组合。
20、在一些具体实施方式中，所述增塑剂为dop、dinp、dotp、环氧大豆油中的一种或几种的组合。
21、在一些具体实施方式中，所述填料为钛白粉、碳酸钙、滑石粉、陶土中的一种或多种的组合。
22、在一些具体实施方式中，所述第一聚合单体、第二聚合单体、碳氢化合物与液态含磷阻燃剂的投料质量比为30～50:50～100:30～50:5～30。
23、在一些具体实施方式中，所述丙烯酸磷酸酯类单体为丙烯酸单磷酸酯、丙烯酸二磷酸酯、甲基丙烯酸单磷酸酯、甲基丙烯酸二磷酸酯、丙烯酸五溴苄酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种的组合。
24、在一些具体实施方式中，所述腈类单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、氯丙烯腈、乙氧基丙烯腈中的一种或几种的组合。
25、在一些具体实施方式中，所述羧基类丙烯酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸、马来酸单乙酯、马来酸单丁酯中的一种或几种的组合。
26、在一些具体实施方式中，所述甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯甲酯中的一种或几种的组合。
27、在一些具体实施方式中，所述碳氢化合物为沸点60℃以上的碳氢化合物。
28、在一些具体实施方式中，所述液态含磷阻燃剂为磷酸三丁酯、甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、双酚a-双(二苯基磷酸酯)和间苯二酚双(二苯基磷酸酯)的一种或几种的组合。
29、在一些具体实施方式中，所述腈类单体、羧基类丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯类单体的投料质量比为50-100:5-15:20-50。
30、根据本发明的一些实施方面，所述热膨胀微球还包括分散在所述芯材和/或外壳中的水分散性无卤阻燃剂。
31、在一些具体实施方式中，所述水分散性无卤阻燃剂为氢氧化镁、水合氢氧化镁、氢氧化铝、水合氢氧化铝、氧化锌、氧化镁中的一种或几种的组合；和/或，所述水分散性无卤阻燃剂与液态含磷阻燃剂的投料质量比为5～20:5～30。
32、在一些具体实施方式中，按重量份计，所述热膨胀微球的原料配方包括：
33、碳氢化合物 30～50份；
34、第一聚合单体 30～50份；
35、第二聚合单体 50～100份；
36、水分散性无卤阻燃剂 5～20份；
37、液态含磷阻燃剂 5～30份。
38、根据本发明的一些实施方面，所述热膨胀微球还经过表面改性处理，所述表面改性处理包括将未改性的热膨胀微球分散到包含有机成碳剂、纳米碳材料和偶联剂的分散液中，得到表面改性的热膨胀微球。
39、在一些具体实施方式中，所述有机成碳剂和无机碳材料的投料质量比为1:0.5～1.5。
40、在一些具体实施方式中，所述有机成碳剂为有机磷系成碳剂、热塑性酚醛树脂成炭剂、聚酰胺成炭剂、三嗪类衍生物成炭剂和超支化大分子阻燃型成炭剂中的一种或几种的组合。
41、在一些具体实施方式中，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的组合。
42、在一些具体实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。具体如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。
43、在一些具体实施方式中，所述未改性的热膨胀微球与有机成碳剂的质量比为10-50:1-5；所述未改性的热膨胀微球与偶联剂的质量比为100:0.1～5。
44、在一些具体实施方式中，所述表面改性的热膨胀微球的制备方法包括以下步骤：
45、(1)将水、水分散性无卤阻燃剂、电解质和乳化剂混合均匀，得到水相分散液；
46、(2)将第一聚合单体、第二聚合单体、引发剂、碳氢化合物和液体含磷阻燃剂混合均匀，得到油相分散液；
47、(3)搅拌条件下，将所述油相分散液加入水相分散液中，得到预悬浮液，然后在惰性气体条件下聚合反应，得到表面未改性的热膨胀微球；
48、(4)将所述表面未改性的热膨胀微球分散在包含有机成碳剂、纳米碳材料和偶联剂的分散液中，得到所述表面改性的热膨胀微球。
49、在一些具体实施方式中，步骤(1)中，所述水的用量为300～500份，所述电解质的用量为50～100份，所述乳化剂的用量为0.3～3份；步骤(2)中，所述引发剂的用量为1～5份。
50、在一些具体实施方式中，步骤(3)中，所述聚合反应在压力1.5～1.8mpa、温度65～80℃下进行，所述聚合反应时间为12～24h。
51、在一些具体实施方式中，步骤(4)中，所述分散液采用的分散介质为甲醇、乙醇中的一种或几种的组合。
52、在一些具体实施方式中，步骤(4)中，所述表面未改性的热膨胀微球加入所述分散液中，混合均匀，然后在60±10℃下保温24～30h，洗涤，过滤得到所述表面改性的热膨胀微球。
53、本发明采取的第二种技术方案：一种上述所述的防水卷材的制备方法，包括使第一树脂层的原料和第二树脂层的原料分别熔融，共挤成型得到所述防水卷材。
54、在一些具体实施方式中，所述挤出温度为160～180℃、螺杆转速为120～140转/分。
55、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
56、本发明通过将防水卷材设置成多层树脂层结构，并在其中一层中添加特定的热膨胀微球，利用热膨胀微球的含磷聚合物外壳和内部包覆含磷阻燃剂的多重阻燃手段，使得防水卷材不仅保持其原有阻燃性，而且能够减轻防水卷材的重量，同时又保持力学性能。
57、本发明的轻质防水卷材相比传统防水卷材具有轻质柔软、高弹抗冲、阻燃等特殊性能，且维持良好的机械性能，具有运输成本低、施工方便等显著优势。
1.一种轻质防水卷材，包括依次层叠设置的第一树脂层和第二树脂层，其特征在于：所述第一树脂层或第二树脂层中添加有热膨胀微球，所述热膨胀微球包括芯材及包覆在所述芯材外围的外壳，所述芯材包含碳氢化合物和液态含磷阻燃剂，所述外壳为通过聚合单体聚合得到的丙烯酸酯类聚合物；
2.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一树脂层、第二树脂层为pvc树脂层，所述热膨胀微球添加在所述第二树脂层中，并且所述热膨胀微球的用量为所述第二树脂层的原料总用量的0.5～1％。
3.根据权利要求2所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一树脂层、第二树脂层的厚度比为5:1-15。
4.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述热膨胀微球的粒径为10～80μm。
5.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一树脂层的原料包含pvc树脂、增塑剂和填料；
6.根据权利要求5所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一树脂层、第二树脂层的原料配方分别独立包括：
7.根据权利要求6所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一树脂层、第二树脂层的原料配方还包括2～6份助剂，所述助剂为热稳定剂、抗紫外剂中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述第一聚合单体、第二聚合单体、碳氢化合物与液态含磷阻燃剂的投料质量比为30～50:50～100:30～50:5～30。
9.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述丙烯酸磷酸酯类单体为丙烯酸单磷酸酯、丙烯酸二磷酸酯、甲基丙烯酸单磷酸酯、甲基丙烯酸二磷酸酯、丙烯酸五溴苄酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种的组合；和/或，
10.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述腈类单体、羧基类丙烯酸单体、甲基丙烯酸酯类单体的投料质量比为50-100:5-15:20-50。
11.根据权利要求1所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述热膨胀微球还包括分散在所述芯材和/或外壳中的水分散性无卤阻燃剂。
12.根据权利要求11所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述水分散性无卤阻燃剂为氢氧化镁、水合氢氧化镁、氢氧化铝、水合氢氧化铝、氧化锌、氧化镁中的一种或几种的组合；和/或，所述水分散性无卤阻燃剂与液态含磷阻燃剂的投料质量比为5～20:5～30。
13.根据权利要求1～11中任一项所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述热膨胀微球还经过表面改性处理，所述表面改性处理包括将未改性的热膨胀微球分散到包含有机成碳剂、纳米碳材料和偶联剂的分散液中，得到表面改性的热膨胀微球。
14.根据权利要求13所述的轻质防水卷材，其特征在于：所述有机成碳剂和无机碳材料的投料质量比为1:0.5～1.5；和/或，
15.根据权利要求13所述的轻质防水卷材，其特征在于，所述表面改性的热膨胀微球的制备方法包括以下步骤：
16.一种权利要求1～15中任一项所述的轻质防水卷材的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括使第一树脂层的原料和第二树脂层的原料分别熔融，共挤成型得到所述轻质防水卷材。
