热塑性聚烯烃弹性体(TPO)防水卷材是一种呈薄片状的热塑性的建筑防水材料,采用先进的化学合成材料技术和特定的化学配方工艺制成的,是近年来在国际上较为盛行的一种新型建筑防水材料。TPO防水卷材虽然是聚丙烯与聚乙烯的共聚物,但其并不是简单的两者混合共聚,而是均匀紧密分布的一种共聚物连续相,兼具两者的优良性能。这使得不但TPO具有非常好的延展性能,而且优异的防水性能是TPO最为重要的性能。但是TPO防水卷材非常容易燃烧,所引发的火灾可能会对社会公共安全生活带来严重的生命和经济影响,制约着目前TPO防水卷材的广泛应用。因此,阻燃剂对于TPO防水卷材来说显得非常重要。阻燃剂的种类是由很多的,在选择阻燃剂时首先考虑了无卤阻燃剂和对环境友好的阻燃剂。磷系阻燃剂和膨胀阻燃剂是目前常用的阻燃效率较高的两种无卤阻燃剂。但是TPO材料是一种比较难做到阻燃的聚烯烃类的复合材料,因此这些阻燃剂的添加用量会比较大,这使得添加的阻燃剂与TPO基体的相容性会变得很差,导致阻燃后的TPO材料的力学性能也会变差。同时因为阻燃剂的亲水性较强,对TPO原有的优异防水性能也带了很大的影响。本文章首先探究了不同阻燃剂对TPO的阻燃性能的影响,同时比较了阻燃TPO的力学性能和耐水性能。选取阻燃效率较好的阻燃剂对其进行改性期望来改善阻燃TPO的耐水性能和力学性能。主要研究内容如下:1.选择了红磷(RP)、季戊四醇磷酸脂(PEPA)/三聚氰胺聚磷酸铵(MPP)、聚磷酸铵(APP)/三嗪类成炭剂(CFA)和磷氮阻燃剂FP2200S这四种阻燃体系分别对TPO材料进行阻燃处理,研究四种这阻燃体系对于TPO材料的阻燃影响,结果表明,这四种阻燃体系对TPO材料都有较好的防火阻燃效果,在需要使得TPO材料达到同一阻燃标准时,四种阻燃体系的添加用量分别为15wt%、20wt%、10wt%和20wt%,阻燃后TPO材料的力学性能与所添加阻燃体系的质量份数密切相关,添加的质量份数越多,力学性能下降比例越大。2.在阻燃剂PEPA的结构上接枝上硅烷偶联剂KH550,将反应得到的改性产物Si-PEPA与成炭剂MPP以在质量上的比例4:1复配后加入TPO基体中对其进行阻燃研究。结果显示,改性后的TPO/Si-PEPA/MPP材料相比于改性前的TPO/PEPA/MPP材料的垂直燃烧级别从没有级别(NR)提高至V0级别,氧指数LOI值由29.6%提高至32.2%,在锥形量热测试中改性后材料的pHRR和THR分别由改性前的343 kW/m2和113 MJ/m2降低至246 kW/m2和95 MJ/m2,阻燃TPO材料的热稳定性能大大提高,同时改性后的TPO/Si-PEPA/MPP材料的力学性能也得到改善。并且加入20份阻燃剂的TPO复合材料在70℃热水中浸泡168h后的吸水率由9.6%降低至7.4%。3.使用四种不同的聚硅氧烷合成了分子结构较大的有机硅树脂来对APP和CFA以质量比例3:1同时进行微胶囊包覆来降低这两种阻燃剂的亲水性,得到产物Si-IFR后直接阻燃TPO材料。结果显示,Si-IFR的水接触角由IFR的0°提高至140°,改性后的TPO/Si-IFR材料在70℃热水中浸泡168h后的吸水率由TPO/IFR材料的9.21%降低至7.02%,并且TPO/Si-IFR材料在耐水测试前后的阻燃性能都能够达到垂直燃烧测试的V0级别,在锥形量热测试中其pHRR和THR分别由改性前的426 kW/m2和108 MJ/m2降低至 313 kW/m2 和 106 MJ/m2,并且改性后的 TPO/Si-IFR材料有了更好的力学性能,其拉伸强度由10.3MPa提高至11.3MPa。