CN101538801B - 沼气工程用红泥复合卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层压贴合牢度高、物理机械性能好的沼气工程用红泥复合卷材及其制备方法。所述红泥复合塑料卷材由两层红泥改性塑料胚膜，及两层红泥改性塑料胚膜之间复合的一层高强度聚酯网格布组成，其中红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：PVC树脂100份、DOP增塑剂35-50份、DOA低温增塑剂5-10份、其他改性添加剂5-15份、红泥改性添加剂，细度＞350目10-15份、光氧稳定剂0.3-0.5份、环保复合热稳定剂2.5-4份。本发明所述沼气工程用红泥复合卷材的优点为：环保配方、制品抗老化、耐腐蚀、阻燃、使用寿命十年以上。

Description

沼气工程用红泥复合卷材及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工工业领域，尤其涉及一种沼气工程用红泥复合卷材及其制备方法。

背景技术

目前，广大农村开始大量推广应用沼气池，传统的沼气池结构一般是砖混结构或者玻璃钢式沼气池结构。目前国内外大、中型沼气工程一般采用低压湿式贮气柜，已有少数发达国家部分采用低压干式贮气柜或低压柔性贮气袋贮存沼气。

其中，低压湿式贮气柜结构简单、密封可靠、技术要求低、无需专门的供气装置，但在严寒冬季水槽要采取保温措施。水槽、钟罩等常年与水接触，要定期进行防腐处理，使用寿命仅为干式贮气柜的一半，贮存气体压力变化大，安全性能低。低压干式贮气柜由于不需水槽，避免了低压湿式贮气柜受温度影响大、易腐蚀的不足，但贮气设备密封难、造价高、安装精度要求高，同时低压干式贮气柜与低压柔性贮气袋一样需要专门的供气设备。柔性贮气袋则集中了低压湿式贮气柜和低压干式贮气柜的优点，但制备柔性贮气袋的材料要求具有耐腐蚀、抗老化、能承受压力等性能。

从投资费用、运行费用、占地面积和经济效益等方面综合考量，现多采用红泥复合卷材作为沼气工程厌氧发酵系统覆皮和柔性储气袋。原有的普通PVC压延卷材在沼气工程实际使用中，出现使用重金属热稳定剂造成土壤污染，不符合环保要求；层压贴合牢度不足在焊接或使用中由于内部气压膨胀脱层；密封性能不良出现漏气，无法承受沼气内压；耐候性能无法满足户外使用寿命及部分物理机械性能达不到使用要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种使用符合欧洲EN-71环保标准配方生产，层压贴合高强度聚酯网格布，得到的沼气工程用红泥复合卷材，其产品整体剥离牢度、后道加工易于高频焊接，密封性能好和满足户外恶劣环境使用要求综合物理机械性能，使用寿命长久。

本发明的第二个目的在于提供一种沼气工程用红泥复合卷材的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沼气工程用红泥复合卷材，所述卷材包括一层或一层以上红泥改性塑料胚膜，以及与红泥改性塑料胚膜复合在一起的高强度聚酯网格布。

所述红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：

PVC树脂                            100

DOP增塑剂                          35-50

DOA低温增塑剂                      5-10

其他改性添加剂                     5-15

红泥改性添加剂细度＞350目          10-15

光氧稳定剂                         0.3-0.5

复合环保热稳定剂                   2.5-4。

另外，还可根据具体要求添加色料，例如红色色料；

所述其他改性添加剂由下列重量份的原料组成：

氯化聚乙烯树脂                            4-8

丙烯酸酯加工改性剂                        2-5

阻燃剂三氧化二锑                          5。

所述光氧稳定剂由下列重量份的原料组成：

紫外线吸收剂UV-531                    0.2-0.3

抗氧剂1010                            0.1-0.2。

所述复合环保热稳定剂由下列重量份的原料组成：

液体钡锌低毒稳定剂        1.5-2.5

粉体钡锌低毒稳定剂        1.0-1.5。

所述红泥改性塑料胚膜为两层、所述两层红泥改性塑料胚膜之间复合一层网布。

所述网布为高强度聚酯网格布。

沼气工程用红泥复合卷材的制备方法，包括以下步骤：

1)计量配料；

2)高速混合搅拌；

3)密炼机炼塑；

4)开炼机塑化；

5)螺杆挤出机过滤喂料；

6)压延机成型；

7)引离装置热引出；

8)冷却定型；

9)切边卷曲；

10)高温层压网布贴合。

所述高温层压网布贴合步骤具体为：将红泥改性塑料胚膜，网布充分加热或预热后，在贴合压花装置处把两层红泥改性塑料胚膜和一层网布同时贴合在一起，网布处于两层红泥改性塑料胚膜之间，一层红泥改性塑料胚膜与一支压花钢辊接触，另一层红泥改性塑料胚膜与橡胶辊接触，贴合时液压装置的作用力推动两支辊把将近熔融态的红泥改性塑料胚膜和网布结合在一起。

本发明所述沼气工程用红泥复合卷材的优点为：符合欧洲EN71标准的环保配方、制品抗老化、耐腐蚀、阻燃、使用寿命十年以上；卷材可以吸收太阳能，加热沼气池内温度，增加厌氧菌活性，提高沼气生成量；所述红泥复合卷材在后段加工流程采用现代高频焊接技术，焊接强度高，现场施工安装方便，利于商品化生产和产业推广；规格灵活，适用于不同规模厌氧工艺池顶的覆盖和柔性贮气袋的制作。

附图说明

图1是本发明所述沼气工程用红泥复合卷材制备工艺流程图。

图2是本发明所述沼气工程用红泥复合卷材结构示意图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图2，一种沼气工程用红泥复合卷材，由两层红泥改性塑料胚膜，及两层红泥改性塑料胚膜之间复合的一层高强度聚酯网格布3组成，所述红泥改性塑料胚膜分为底膜2和面膜1，所述面膜上印有防滑压纹，其中红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：

PVC树脂                    100

DOP增塑剂                  50

DOA增塑剂                  10

其他改性添加剂             10

红泥改性添加剂细度＞350目  13

光氧稳定剂                 0.4

复合环保热稳定剂           3；

另外，还可根据具体要求添加色料，例如红色色料。

其他改性添加剂由下列重量份的材料组成：

CPE氯化聚乙烯树脂            6

ACR丙烯酸酯加工改性剂        4

三氧化二锑                   5。

所述光氧稳定剂由下列重量份的材料组成：

紫外线吸收剂UV-531            0.25

抗氧剂1010                    0.15。

所述复合环保热稳定剂由下列重量份的材料组成：

液体钡锌低毒稳定剂            2.0

粉体钡锌低毒稳定剂            1.3。

实施例2

一种沼气工程用红泥复合卷材，由两层红泥改性塑料胚膜，及两层红泥改性塑料胚膜之间复合的一层高强度聚酯网格布组成，其中红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：

PVC树脂                          100

DOP增塑剂                        35

DOA低温增塑剂                    5

其他改性添加剂                   5

红泥改性添加剂细度＞350目        10

光氧稳定剂                       0.3

复合环保热稳定剂                 2.5。

所述原料还包括适当的色料。

所述其他改性添加剂由下列重量份的原料组成：

氯化聚乙烯树脂                    4

丙烯酸酯加工改性剂                2

阻燃剂三氧化二锑                  5。

所述光氧稳定剂由下列重量份的原料组成：

紫外线吸收剂UV-531                0.2

抗氧剂1010                        0.1。

所述复合环保热稳定剂由下列重量份的原料组成：

液体钡锌低毒稳定剂                1.5

粉体钡锌低毒稳定剂                1.0。

实施例3

一种沼气工程用红泥复合卷材，由两层红泥改性塑料胚膜，及两层红泥改性塑料胚膜之间复合的一层高强度聚酯网格布组成，其中红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：

PVC树脂                            100

DOP增塑剂                          40

DOA低温增塑剂                      7

其他改性添加剂                     15

红泥改性添加剂细度＞350目            15

光氧稳定剂                           0.5

复合环保热稳定剂                     4。

所述原料还包括适当的色料。

所述其他改性添加剂由下列重量份的原料组成：

氯化聚乙烯树脂                        8

丙烯酸酯加工改性剂                    5

阻燃剂三氧化二锑                      5。

所述光氧稳定剂由下列重量份的原料组成：

紫外线吸收剂UV-531                    0.3

抗氧剂1010                            0.2。

所述复合环保热稳定剂由下列重量份的原料组成：

液体钡锌低毒稳定剂                    2.5

粉体钡锌低毒稳定剂                    1.5。

实施例4

请参阅图1，实施例1所述沼气工程用红泥复合卷材的制备方法：

包括以下步骤：

1)计量配料：根据实施例1所述原材料配比进行粉料称量和液体的计量；

2)高速混合搅拌：将混合好的物料投入高速搅拌机中进行搅拌，一般低速搅拌时间为20秒，高速搅拌时间200-250秒，低速搅拌速度650转/分钟，高速搅拌速度1300转/分，高速搅拌时物料达到会85度时就可以转为低速搅拌，混合料的表面温度达到105-110度由高速搅拌卸料；

3)密炼机炼塑：高速搅拌后的粉料进入密炼机的密炼室后被密炼机两支带有凸翼的强力转子剪切，两转子之密炼机的两个转子的转速分别为40转/分钟，两个转子的速比为1∶1.156，，密炼机的容积为100升，在炼塑时温度到145-150度，炼塑时间为200-300秒每批次使物料不断受到强力剪切，密炼室的上部有一个重锤压住，物料由于受到强烈的混炼和摩擦而产生摩擦热和剪切热，迅速使物料树脂塑化而配方中的添加剂充分混合形成块状的凝胶；

4)开炼机塑化：生产流程中通常串联二台开炼机，是用于进一步混合、混炼的塑化设备，将万马力机未完全熔融的胶料进一步塑化和为下一工艺储存保温，保证品质均匀；辊轮间隙一般取4-5mm，前后辊温差10度，辊筒控制温度130-150度；

5)螺杆挤出机过滤喂料：将经过密炼机预塑化的胶料通过螺杆挤出机过滤喂料，螺杆挤出机的机筒温度一般控制在130-165度，螺杆要通冷却水防止焦料，生产胶膜使用时80-120目的过滤网.挤出机机身和模头通过4段温度控制，通过控制温度和压缩比进行塑化效果的调整；

6)压延机成型：经过螺杆挤出机过滤后的棒状胶料通过摇摆喂料机均匀进入压延机间隙，通过控制各辊筒的温度、速度和辊筒间隙来调整薄膜的厚薄度，四辊压延机由三个间隙时就被压延成需要的薄膜，如果生产薄制品则需要通过引出辊的进一步拉伸作用。四辊压延机由于胶料在辊筒间隙的分离力的作用，辊筒的两端温差和不同规格产品的控制，需要对压延机造成的厚薄度误差进行补偿。本生产线配置辊弯和反辊弯装置，中高度设计和轴交叉装置；

7)引离装置热引出：将压延成型后的薄膜经过引离装置热引出或通过速比拉薄，引离辊由两组共六根通热油的辊筒组成，温度130-160度.速比1.1-2.5；

8)冷却定型：将经过引离装置后成型的膜进行冷却定型，冷却辊一般三组共九根辊筒组成，辊筒中央通却水，水温依生产规格需要控制，一般为5-8度。如果夏天生产，环境温度高则需要防止水珠的产生，定型时间和定型的温度相关约1-2分钟，需要充分，防止后续尺寸变化收缩；

9)切边卷曲：最后通过摩擦式卷取机按一定的长度卷取；；

10)高温贴合：将面膜、底膜，高强度聚酯网格布充分加热或预热后，在贴合压花装置处把三层同时贴合在一起，正面是一支压花钢辊，底面是橡胶，贴合时两支辊之间加一定压力，把将近熔融态的薄膜和网布结合在一起，压花辊的推动一般采用油压，辊筒的两端各有一个直径为80-100的油缸，油压一般调整在3-5Mpa，贴合温度160-180度，贴合辊速度8-15M/Min。

本申请所述沼气工程用红泥复合卷材的制备方法具有如下优点：

1)高速搅拌过程使物料与浆叶、搅拌桶以及物料之间产生剧烈摩擦，温度迅速上升，粉体材料和液体状的添加剂在分子热运动和充分的搅拌作用下被PVC树脂充分的吸收。

2)螺杆过滤挤出机喂料：利用螺杆挤出过滤机的模头滤网过滤作用，保证产品最后没有针孔和砂眼等造成使用中沼气泄露的质量缺陷。

3)利用高温层压贴合工艺：将符合使用性能的胚膜在贴合机进行加热熔融于高温层压贴合，形成均一的成品，保证贴合牢度在后段焊接加工过程不发生脱层和保证使用寿命。

实施例1中所述沼气工程用红泥复合卷材的测试性能如下：

检测项目	单位	标准值	检测结果
				拉伸强度	MPa	≥7.0	11.2
断裂伸长率	％	≥150	270
				低温弯曲率		-20℃，1h无裂纹	无裂纹
抗渗透性		0.2Mpa，24无渗水	无渗水
				抗穿孔性		不渗水	不渗水
热处理尺寸变化率	％	≤3.0	0.5
				外观质量		针孔、气泡、疤痕裂纹	无发现
阻燃性		酒精灯燃烧	移火熄灭
				老化拉伸强度变化率	％	＜+25	+8
老化伸长变化率	％	＜+25	6
				老化试验		模拟户外使用十年
低温柔性		-15℃，1h无裂纹	无裂纹

以上标准值参照《中华人民共和国标准GB12952-91聚氯乙烯防水卷材》

样品耐燃试验：移开火焰后自然熄灭。

户外使用性能：采用模拟老化试验，户外使用期限十年。

Claims (8)

1.一种沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于，所述卷材为两层红泥改性塑料胚膜之间复合一层高强度聚酯网格布；所述红泥改性塑料胚膜是由下列重量份的原料制成：

PVC树脂                      100

DOP增塑剂                    35-50

DOA低温增塑剂                5-10

其他改性添加剂               5-15

红泥改性添加剂细度＞350目    10-15

光氧稳定剂                   0.3-0.5

复合环保热稳定剂             2.5-4；

所述其他改性添加剂由下列重量份的原料组成：

氯化聚乙烯树脂               4-8

丙烯酸酯加工改性剂           2-5

阻燃剂三氧化二锑             5。

2.根据权利要求1所述的沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于：所述原料还包括色料。

3.根据权利要求1所述的沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于：所述光氧稳定剂由下列重量份的原料组成：

紫外线吸收剂UV-531           0.2-0.3

抗氧剂1010                   0.1-0.2。

4.根据权利要求1所述的沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于：所述复合环保热稳定剂由下列重量份的原料组成：

液体钡锌低毒稳定剂        1.5-2.5

粉体钡锌低毒稳定剂        1.0-1.5。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于：所述红泥改性塑料胚膜为两层、所述两层红泥改性塑料胚膜之间复合一层网布。

6.根据权利要求5所述的沼气工程用红泥复合卷材，其特征在于：所述网布为高强度聚酯网格布。

7.沼气工程用红泥复合卷材的制备方法，包括以下步骤：

1)计量配料；

2)高速混合搅拌；

3)密炼机炼塑；

4)开炼机塑化；

5)螺杆挤出机过滤喂料；

6)压延机成型；

7)引离装置热引出；

8)冷却定型；

9)切边卷曲；

10)高温层压网布贴合；

其中1)所述计量配料为按以下重量比配取原料：

PVC树脂                      100

DOP增塑剂                    50

DOA增塑剂                    10

其他改性添加剂               10

红泥改性添加剂细度＞350目    13

光氧稳定剂                   0.4

复合环保热稳定剂             3；

其他改性添加剂由下列重量份的材料组成：

CPE氯化聚乙烯树脂            6

ACR丙烯酸酯加工改性剂        4

三氧化二锑                   5；

所述光氧稳定剂由下列重量份的材料组成：

紫外线吸收剂UV-531           0.25

抗氧剂1010                   0.15；

所述复合环保热稳定剂由下列重量份的材料组成：

液体钡锌低毒稳定剂    2.0

粉体钡锌低毒稳定剂    1.3。

8.根据权利要求7所述沼气工程用红泥复合卷材的制备方法，其特征在于，所述高温层压网布贴合步骤具体为：将红泥改性塑料胚膜，网布充分加热或预热后，在贴合压花装置处把两层红泥改性塑料胚膜和一层网布同时贴合在一起，网布处于两层红泥改性塑料胚膜之间，一层红泥改性塑料胚膜与一支压花钢辊接触，另一层红泥改性塑料胚膜与橡胶辊接触，贴合时液压装置的作用力推动两支辊把将近熔融态的红泥改性塑料胚膜和网布结合在一起。

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