CN102912782A - 一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜及其生产方法 - Google Patents

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周广庆
张景英
赵玉东
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Abstract

本发明公开了一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜及其生产方法，属于土工膜生产领域。该糙面土工膜包括膜本体，其特点是：所述膜本体为单层压延膜结构，膜本体的上表面和/或下表面压延有锥形凸点。其主要原料为乙烯-α烯烃共聚物、高密度聚乙烯、高压低密度聚乙烯、抗氧剂、紫外线吸收剂及碳黑。与现有技术相比，本发明的高强度无破坏式柔性糙面土工膜具有生产工艺简单、性能指标优良等特点，可广泛应用在铁路防震层、垃圾填埋场、隧道、水库、水渠、污水处理池、景观湖等环保防渗工程中，具有很好的推广应用价值。

Description

一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种土工膜，具体地说是一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜及其生产方法。
背景技术
由于糙面土工膜具有较高的摩擦系数，能够更好地适应陡坡及垂直工程的设计需要，在铁路防震层、垃圾填埋场、隧道、水库、水渠、污水处理池、景观湖等环保防渗领域，糙面土工膜都得到了较好的推广应用。现有技术中的糙面土工膜均是由高密度聚乙烯材料加工而成的多层膜结构，包括基础层、糙面喷涂层等。在该类糙面膜的生产过程中，糙面喷涂原料与基础层原料并排进入挤出机的多层成型机头，在发泡剂、惰性气体等的作用下，高密度聚乙烯材料通过改性和表面破坏性发泡得到糙面多层膜复合结构。
上述糙面土工膜存在以下不足：一、高密度聚乙烯通过改性和发泡后，其断裂强度和断裂伸长率都会受到很大影响，断裂强度只能达到同样厚度、同样配方光面膜的55％；伸长率基本上被完全破坏，只能达到原材料本身伸长率的1/5。二、生产工艺复杂，设备及原料成本高。
另外，现有技术中还有一种糙面土工膜，其结构是在光面土工膜的基础上增加喷丝层。这类糙面土工膜虽然不会破坏原光面土工膜的表面，在一定程度上克服了上述不足，但不仅生产工艺复杂，喷丝层还很容易脱落，影响防渗工程的工程质量。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种生产工艺简单、性能指标优良的高强度无破坏式柔性糙面土工膜。
本发明进一步的技术任选是提供上述糙面土工膜的生产方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜，包括膜本体，其特点是所述膜本体为单层压延膜结构，膜本体的上表面和/或下表面压延有锥形凸点。
所述锥形凸点的横向间距优选为2-10mm，纵向间距优选为1-5mm，凸点高度优选为0.2-1.2mm。
为了方便焊接，膜本体纵向两边可以设置光面搭接边，光面搭接边的宽度优选为10-25厘米。
上述糙面土工膜可以利用普通的高密度聚乙烯材料加工而成，但为了进一步提高糙面土工膜各方面的性能指标，该糙面土工膜优选以下重量配比的原料制成：
Figure BSA00000755510500021
所述乙烯-α烯烃共聚物的密度为0.860-0.880g/cm3、熔指为5-15g/min、伸长率为850-1100％，维卡软化温度37-42℃，撕裂强度37.1-42kn/m，如8200、美国陶氏8137、美国杜邦7256等。
所述高密度聚乙烯的密度为0.938-0.942g/cm3、熔指为0.3-1.0g/min、拉伸强度为34-42Mpa，如TR400、TR131、K307及K306等。
所述高压低密度聚乙烯的密度0.932-0.920g/cm3，熔指为0.3-1.0g/min，拉伸强度为28-34Mpa，如俄罗斯的15803、伊朗的2100TN00等。
高密度聚乙烯和高压低密度聚乙烯为本发明糙面土工膜的主要原料，通过增加乙烯-α烯烃共聚物，三种原料相互作用，可以最大限度地增加土工膜产品的柔韧性、拉伸强度、直角撕裂强度等性能指标，得到各项性能指标优良的糙面土工膜。
所述抗氧剂为改性助剂，用于改善糙面土工膜的抗氧化寿命。现有技术中任意一种塑料抗氧剂均可使用，如1010抗氧剂、1076抗氧剂、168抗氧剂及626抗氧剂等。
所述紫外线吸收剂用于吸收紫外线，能够有效防止紫外线对产品的伤害，大幅度提高产品的抗老化性能，如UV531、UV327等。
所述碳黑为光屏蔽剂，能够有效地保护土工膜，进一步抑制土工膜的光氧化降解。实际生产中可使用碳黑色母，如北京益三友塑料技术有限公司生产的2045色母等。
上述糙面土工膜优选以下生产方法制得：土工膜原料充分混合后，通过挤出机及T型模具进行挤出的初步成型，得到土工膜的初始膜；在初始膜冷却定型前，利用带有凹点的压延辊对初始膜进行稳固定型处理，得到土工膜成品；
所述压延辊为双辊结构，至少一个辊上设置有凹点。
所述挤出机及T型模具为现有技术中压延工艺生产多层复合土工膜的常规设备配置，直接使用即可。
由于原料本身具有的可塑性，初始膜流经带有凹点的压延辊时，经过两辊的挤压，一部分原料进入凹点内冷却成型，就形成了带有凸点的糙面土工膜了。
为了增加产品质量及生产效率，可以在压延辊上方设置冷却辊，用于对稳固定型后的土工膜进行进一步地冷却定型处理。
本发明通过改变糙面土工膜的具体结构及原料配方压延得到单层高强度无破坏式柔性糙面土工膜，与现有技术相比具有以下突出的有益效果：
(一)单层设计：没有复合层，可以有效减少糙面土工膜的应力开裂点，使糙面土工膜拉伸性能稳定，从而大大提高土工膜的拉伸性能和伸长率；
(二)锥形凸点设计：凸点能够直接插入下层结构层中，摩擦系数高，不容易滑动，不仅施工方便，还能够保障防水工程具有良好的稳定性；
(三)合理的原料配比，且无任何破坏性添加剂：一方面，使得糙面土工膜产品具有良好的柔韧性、拉伸强度、伸长率、直角撕裂强度及抗化学腐蚀性能；另一方面，也提高了糙面土工膜的黏度，施工过程中更容易焊接；
(四)生产工艺简单，设备成本及原料成本低，能够产生更好的经济效益及社会效益。
附图说明
附图1是本发明高强度无破坏式柔性糙面土工膜的结构示意图；
附图2是图1所示糙面土工膜放大的侧视结构示意图；
附图3是本发明糙面土工膜的生产流程图。
具体实施方式
参照说明书附图以具体实施例对本发明的高强度无破坏式柔性糙面土工膜及其生产方法作以下详细地说明。
实施例一(单糙面土工膜)：
生产设备：混练机1、挤出机2、T型模具3及压延设备。
混练机1、挤出机2及T型模具3均为压延工艺生产多层复合土工膜的设备配置，直接使用即可。
压延设备上，自下而上依次设置有光面压延辊4、带凹点压延辊5及冷却辊6。
原料配比：
Figure BSA00000755510500041
生产工艺(如附图3所示)：
把配比好的原料喂入混练机1进行充分混合后，通过挤出机2的塑化挤出和T型模具3的分流成型进行宽度成型与厚度的初步成型，得到土工膜的初始膜；初始膜冷却前直接引入中层带凹点压延辊5和下层光面压延辊4之间的缝隙，根据原料本身的可塑性和两辊之间的压力，使一部分原料进入压延辊5的凹点内，经带凹点压延辊5和光面压延辊4的稳固定型，及冷却辊6的进一步冷却定型，就形成了附图1、2所示的单糙面土工膜。单糙面土工膜膜本体8的单面有锥形凸点7。
由于带凹点压延辊5的两端为光面，从而就形成了没有凸点的光面搭接边9。
实施例二(双糙面土工膜)：
原料配比：
Figure BSA00000755510500042
Figure BSA00000755510500051
生产设备及生产工艺与实施例一基本相同，只是压延设备的中层压延辊及下层压延辊均为带凹点压延辊。
实施例三(单面压延辊)：
原料配比：
Figure BSA00000755510500052
生产设备及生产工艺与实施例一相同。
实验例：
以实施例一所得单糙面土工膜与常规吹塑工艺生产的三层复合糙面土工膜进行对比实验，实验结果见下表：

Claims (8)

1.一种高强度无破坏式柔性糙面土工膜，包括膜本体，其特征在于：所述膜本体为单层压延膜结构，膜本体的上表面和/或下表面压延有锥形凸点， 
该土工膜原料的重量配比为： 
Figure RE-FSB00000963884000011
2.根据权利要求1所述的高强度无破坏式柔性糙面土工膜，其特征在于：锥形凸点的横向间距为2-10mm，纵向间距为1-5mm，凸点高度为0.2-1.2mm。
3.根据权利要求1所述的高强度无破坏式柔性糙面土工膜，其特征在于：膜本体纵向两边均为光面搭接边，光面搭接边的宽度为10-25厘米。
4.根据权利要求1所述的高强度无破坏式柔性糙面土工膜，其特征在于：所述乙烯-α烯烃共聚物的密度为0.860-0.880g/cm3、熔指为5-15g/min、伸长率为850-1100％，维卡软化温度37-42℃，撕裂强度37.1-42KN/m。
5.根据权利要求1所述的高强度无破坏式柔性糙面土工膜，其特征在于：所述高密度聚乙烯的密度为0.938-0.942g/cm3、熔指为0.3-1.0g/min、拉伸强度为34-42Mpa。
6.根据权利要求1所述的高强度无破坏式柔性糙面土工膜，其特征在于：所述高压低密度聚乙烯的密度0.932-0.920g/cm3，熔指为0.3-1.0g/min，拉伸强度为28-34Mpa。
7.权利要求1所述糙面土工膜的生产方法，其特征在于：土工膜原料充分混合后，通过挤出机及T型模具进行挤出的初步成型，得到土工膜的初始膜；在初始膜冷却定型前，利用带有凹点的压延辊对初始膜进行稳固定型处理，得到土工膜成品；
所述压延辊为双辊结构，至少一个辊上设置有凹点。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述压延辊上方设置有冷却辊，用于对稳固定型后的土工膜进行进一步地冷却定型处理。 
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