CN103524947A - 一种增强型耐根穿刺防水卷材及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增强型耐根穿刺防水卷材，按重量份计算，包括阻燃剂2~5份、耐迁移增塑剂15~-20份、聚氯乙烯树脂60~75份、环氧大豆油2~8份、二盐亚磷酸铅1~5份、三盐亚磷酸铅1~5份、E-881改性氯醋共聚树脂2~8份和环氧树脂1~5份。本发明具有较强的抗冲击性、耐腐蚀性，并且能够满足目前建筑种植植被的系统要求，使用过程中不易被植物根尖穿透，防水效果好，并且无论是生产、施工还是使用过程中，对环境均无污染，质地均匀，寿命长的优点。

Description

一种增强型耐根穿刺防水卷材及其生产工艺

技术领域

本发明涉及防水技术领域，尤其涉及一种增强型耐根穿刺防水卷材及其生产工艺。

背景技术

种植屋面一般由种植、防水、排蓄水、保温隔热等多项技术结构组成，其中防水尤为重要，种植工程要求防水材料在防水的同时必须兼具耐根穿刺功能，避免植物根系破坏防水层、保温层，以保护整个工程的安全，同时防水材料在阻根的同时还要保证植物的正常生长。

由于传统耐根穿刺防水卷材配方中不含抗冲击破坏、耐化学腐蚀成份，无法充分满足建筑种植系统的要求，使用时间较长时容易被植物根尖穿透，造成建筑体破坏和渗漏，直接导致“建筑种植绿化”体系的失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种增强型耐根穿刺防水卷材及其生产工艺，通过该工艺生产出的防水卷材具有较强的抗冲击性、耐腐蚀性，并且能够满足目前建筑种植植被的系统要求，使用过程中不易被植物根尖穿透，防水效果好，并且无论是生产、施工还是使用过程中，对环境均无污染，质地均匀，寿命长。

本发明的技术解决方案是，提供如下一种增强型耐根穿刺防水卷材，按重量份计算，包括阻燃剂2~5份、耐迁移增塑剂15~-20份、聚氯乙烯树脂60~75份、环氧大豆油2~8份、二盐亚磷酸铅1~5份、三盐亚磷酸铅1~5份、E-881改性氯醋共聚树脂2~8份和环氧树脂1~5份。

采用以上技术方案，其中耐迁移增塑剂D-1050能改善聚氯乙烯树脂脆性，提高抗冲击性能，起到极好的增韧效果，不因光、热、氧、细菌和水的作用而损失或变质；脱臭环氧大豆油（CP Cizer B-22D）与聚氯乙烯树脂相容，使聚氯乙烯树脂之耐候性、耐热性大幅提高，挥发性低、迁移性小；二盐基亚磷酸铅（2pbO.pbHpO3.H2O）、三盐基亚磷酸铅（3pbo.pbso4.H2O），主要用作聚氯乙烯热稳定剂，有突出的耐磨及抗氧和屏蔽柴紫外线能力，热稳定性和绝缘性能优良，具有持续还原力，可作为氧化防止剂，耐紫外线和耐老化性优良；E-881改性氯醋共聚树脂是氯乙烯、醋酸乙烯等的共聚物，并含有羟基等官能基团，E-881改性氯醋共聚树脂与一般共聚树脂相比，具有很高的韧性，永久的柔顺性，与环氧树脂配伍可改善附着力、柔顺性、韧性、硬度和防化性能，延长卷材的使用寿命。

作为优选，还包括长丝涤纶布，所述长丝涤纶布的含量为800g /m²。采用本技术方案，主要起到保护防水阻根材料、过滤泥沙、防止营养土流失、排出多余的水分及储存一定的水分供植物生长。

作为优选，所述阻燃剂型号为FR-301。采用本技术方案，之所以选择阻燃剂FR-301是因为阻燃剂FR-301是一种高效、环保阻燃剂，加工流动性好，有极好的热稳定性和光稳定性，很好的解决了使用三氧化二锑传统阻燃剂而造成的密度高、添加成本高、发烟量大的缺点，做成阻燃层，形成产品全面的防火隔离功能。

作为优选，还包括阻根穿透铜胎基。采用本技术方案选用铜胎基，不但使胎基具有一定的机械阻拦功能，而且同时还利用了铜离子的特性-植物根系遇到金属铜离子会改变生长方向，使得植物根不会向下生长，从而达到阻止植物根继续穿透胎基的结构层的目的。

本发明所述一种增强型耐根穿刺防水卷材的生产工艺的步骤如下：

a.       物料混合：按重量份计算，将阻燃剂2~5份、耐迁移增塑剂15~-20份、聚氯乙烯树脂60~75份、环氧大豆油2~8份、二盐亚磷酸铅1~5份、三盐亚磷酸铅1~5份、E-881改性氯醋共聚树脂2~8份、环氧树脂1~5份通过搅拌使物料混合均匀，搅拌过程中加热，并控制温度在80±5℃，持续搅拌15~20分钟，搅拌方向不变，搅拌均匀后冷却至室温； 

b.      挤出机预热：挤出机上设有五个温度控制区域，从机尾到机头依次为一区、二区、三区、四区和五区，五个温度控制区的控制温度分别为：一区140±5℃、二区150±5℃、三区150±5℃、四区155±5℃和五区160±5℃；所述机头的出口接有换网器，并保持换网器的温度控制在140±5℃； 

c.       物料输送到挤出机：将均匀混合的物料通过自动上料机送入到挤出机料斗；

d.      挤出成型：混合后的物料在挤出机内部高温下融化，从挤出机的机尾流向机头，并通过换网器，最后将融化的物料挤出，融化后的物料经换网器进入成型模具，经过成型模具后的物料质地均匀的输出，输出速度控制在360m/h；

e.       压延复合：经过成型模具成型后的物料为扁平带状的坯料，并与滚延机相连接，滚延机转速与坯料出料速度保持一致，将坯料通过胎基展卷机，把金属铜胎基送入压延机进行压延；同时，通过覆布机，把长丝涤纶布送入压延机进行复合，最终完成坯料的压延复合；

f.       牵引：经过压延复合的坯料在牵引机的牵引下被拉出，牵引机的牵引速度与坯料压延复合的速度一致，牵引距离较长，一般为5~8m，为风冷提供充足的冷却时间，并且经过牵引机上的对辊挤压，坯料表面光滑，防水卷材基本成为型材；

g.      切割：根据生产要求，将牵引出来的型材进行切割处理，主要包括毛边和按照指定宽度裁剪，切割使用切割机，切割误差在±5mm之间；

h.      卷取：将切割后的型材送入收卷机，通过收卷机进行卷取。

所述生产工艺步骤d中成型模具上设有九个温度控制区，从物料进料口到物料出料口依次为模具一区至模具九区，所述模具一区至模具九区均为独立温度控制，成型时温度控制如下：模具一区190±5℃、模具二区190±5℃、模具三区180±5℃、模具四区183±5℃、模具五区180±5℃、模具六区190±5℃、模具七区190±5℃、模具八区190±5℃、模具九区190±5℃。

所述生产工艺制备的防水卷材最大峰拉力为1363N/mm，所述生产工艺制备的防水卷材最大峰延伸率为52%；所述生产工艺制备的防水卷材在0.5Mpa下45分钟不透水。

有益效果：采用本技术方案生产出来的增强型耐根穿刺防水卷材质地均匀，具有较强的抗冲击性、耐腐蚀性，并且能够满足目前建筑种植植被的系统要求，使用过程中不易被植物根尖穿透，防水效果好，并且无论是生产、施工还是使用过程中，对环境均无污染，使用寿命长。

具体实施方式

为便于说明，对发明的一种增强型耐根穿刺防水卷材及其生产工艺做详细说明。

实施例1：

一种增强型耐根穿刺防水卷材，按重量份计算，包括3份型号为FR-301的阻燃剂、耐迁移增塑剂16份、聚氯乙烯树脂70份、环氧大豆油5份、二盐亚磷酸铅3份、三盐亚磷酸铅3份、E-881改性氯醋共聚树脂4.5份和环氧树脂3份，还包括长丝涤纶布和阻根穿透铜胎基，所述长丝涤纶布的含量为800g /m²。

按照上述物料组分的重量份计算的配比关系，采用本发明所述的增强型耐根穿刺防水卷材的生产工艺的步骤如下：

步骤一：按重量份计算，将阻燃剂3份、耐迁移增塑剂16份、聚氯乙烯树脂70份、环氧大豆油5份、二盐亚磷酸铅3份、三盐亚磷酸铅3份、E-881改性氯醋共聚树脂4.5份、环氧树脂3份通过搅拌使物料混合均匀，搅拌过程中加热，并控制温度在80±5℃，持续搅拌18分钟，搅拌方向不变，搅拌均匀后冷却至室温。

步骤二：挤出机上设有五个温度控制区域，从机尾到机头依次为一区、二区、三区、四区、和五区，五个温度控制区的控制温度分别为：一区140±5℃、二区150±5℃、三区150±5℃、四区155±5℃和五区160±5℃；所述机头的出口接有换网器，并保持换网器的温度控制在140±5℃。

步骤三：物料输送到挤出机：将均匀混合的物料通过自动上料机送入到挤出机料斗，保证挤出机内部物料充足。

步骤四：混合后的物料在挤出机内部高温下融化，从挤出机的机尾流向机头，并通过换网器，最后将融化的物料挤出，挤出速度控制在1200kg/h，融化后的物料经换网器进入成型模具，经过成型模具后的物料质地均匀的输出，输出速度控制在360m/h。

步骤五：经过成型模具成型后的物料为扁平带状的坯料，并与滚延机相连接，滚延机转速与坯料出料速度保持一致，将坯料通过胎基展卷机，把金属铜胎基送入压延机进行压延；同时，通过覆布机，把长丝涤纶布送入压延机进行复合，最终完成坯料的压延复合；成型模具为专用模具，从物料进料口到物料出料口依次为模具一区至模具九区，所述模具一区至模具九区均为独立温度控制，成型时温度控制如下：模具一区190±5℃、模具二区190±5℃、模具三区180±5℃、模具四区183±5℃、模具五区180±5℃、模具六区190±5℃、模具七区190±5℃、模具八区190±5℃、模具九区190±5℃。

步骤六：经过压延复合的坯料在牵引机的牵引下被拉出，牵引机的牵引速度与坯料压延复合的速度一致，牵引距离较长，一般为8m，为风冷提供充足的冷却时间，并且经过牵引机上的对辊挤压，坯料表面光滑，防水卷材基本成为型材。

步骤七：根据生产要求，将牵引出来的型材进行切割处理，主要包括毛边和按照指定宽度裁剪，切割使用切割机，切割误差在±5mm之间。

步骤八：将切割后的型材送入收卷机，通过收卷机进行卷取，执行JC/T1075-2008标准要求，卷取时应随时检查产品外观质量，长度、宽度符合工艺要求，发现问题及时反馈给主机操作工；卷取的产品两端整齐，包装整齐，两端扎紧，不得露出。

实施例2：

在实施例1的基础上，改变防水卷材中耐迁移增塑剂的份数，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的生产工艺生产防水卷材，以重量份计算，实施例2中所述的均质层4中耐迁移增塑剂为15份。

实施例3：

在实施例1的基础上，改变防水卷材中耐迁移增塑剂的份数，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的生产工艺生产防水卷材，以重量份计算，实施例3中所述的均质层4中耐迁移增塑剂为10份。

实施例4：

在实施例1的基础上，改变防水卷材中耐迁移增塑剂的份数，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的生产工艺生产防水卷材，以重量份计算，实施例4中所述的均质层4中耐迁移增塑剂为20份。

实施例5：

在实施例1的基础上，改变防水卷材中耐迁移增塑剂的份数，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的生产工艺生产防水卷材，以重量份计算，实施例5中所述的均质层4中耐迁移增塑剂为25份。

实施例6：

在实施例1的基础上，仅仅改变防水卷材生产工艺中成型模具的温度，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的物料配比关系，将成型模具中模具一区至模具九区的温度提高10±5℃，然后将经过挤出机挤出的物料输送至成型模具，通过成型模具成型，其它生产工艺与实施例1中完全相同，制备防水卷材。

实施例7：

在实施例1的基础上，仅仅改变防水卷材生产工艺中成型模具的温度，其它各个参数条件不变的前提下，依然采用实施例1中所述的物料配比关系，将成型模具中模具一区至模具九区的温度降低10±5℃，然后将经过挤出机挤出的物料输送至成型模具，通过成型模具成型，其它生产工艺与实施例1中完全相同，制备防水卷材。

上述实施例1至实施例5中，经过对耐迁移增塑剂在制备本发明所述的防水材料的工艺配比中的配比份数的变化进行研究分析，其中增塑剂对防水卷材的最大峰拉力、最大峰延伸率、低温柔性、不透水性以及接缝剥离强度与行业标准进行分析比对，其结果如表1中所示：

表1：

经过对表1的分析可见，经过本工艺生产的含有耐迁移增塑剂的防水卷材均能达到行业标准，但是经过对耐迁移增塑剂含量的调整，不同份数情况下所生产出的耐迁移增塑剂的含量进行分析，实施例1中的配比份数所生产出的防水卷材在综合性能上均优于其它实施例，并且高于行业标准，可见，实施例1所述的配比关系为最优配比。

本发明中所述的防水卷材的生产工艺，其中成型模具的控制温度直接影响到产品的物理性能，通过对实施例1、实施例6和实施例7所生产出的防水卷材进行检测得知，成型模具的温度控制是本发明中的一个关键工艺参数，具体数据如表2中所示：

通过表2中得知，实施例1与实施例6、实施例7所生产出的防水卷材仅仅因为成型时的成型模具温度不同，而生产出的防水卷材物理性能存在较大差异，无论是从产品外观还是产品使用性能，实施例6和实施例7所生产出的防水卷材的性能远远低于实施例1中所生产的防水卷材，可见，实施例1中所述的用于防水卷材成型的成型模具中模具一区至模具九区的成型温度是较佳的成型温度。

通过实施例1至实施例7，综合表1和表2中的实验数据得知，实施例1中所述的制备防水卷材的物料配比关系和成型时的成型模具温度是在制备本发明所述的增强型耐根穿刺防水卷材中的关键，也是经过多次创造性的实验、不断总结而得出的，生产出的防水卷材性能高于行业标准，是一种最优的生产工艺。

增强型耐根穿刺防水卷材既能承受植物根须穿刺，又不影响植物生长，对基层收缩变形和开裂的适应性强，耐腐蚀、耐霉菌、耐侯性好，能保持长久防水功能。适用于种植屋面、屋顶花园、车库顶板以及需要绿化的建筑物顶板等工程。由于有优良的耐腐蚀性，更适用于沿海或有耐腐蚀要求工程的耐根穿刺种植系统。

本发明所述的技术方案中，除特别规定外，所述组分之间的配比关系均以重量份计算。

在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：按重量份计算，包括阻燃剂2~5份、耐迁移增塑剂15~-20份、聚氯乙烯树脂60~75份、环氧大豆油2~8份、二盐亚磷酸铅1~5份、三盐亚磷酸铅1~5份、E-881改性氯醋共聚树脂2~8份和环氧树脂1~5份。

2.根据权利要求2所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：还包括长丝涤纶布，所述长丝涤纶布的含量为800g /m²。

3.根据权利要求2所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述阻燃剂型号为FR-301。

4.根据权利要求3所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：还包括阻根穿透铜胎基。

5.根据权利要求1~9任一权利要求所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述防水卷材的生产工艺步骤如下：

物料混合：按重量份计算，将阻燃剂2~5份、耐迁移增塑剂15~-20份、聚氯乙烯树脂60~75份、环氧大豆油2~8份、二盐亚磷酸铅1~5份、三盐亚磷酸铅1~5份、E-881改性氯醋共聚树脂2~8份、环氧树脂1~5份通过搅拌使物料混合均匀，搅拌过程中加热，并控制温度在80±5℃，持续搅拌15~20分钟，搅拌方向不变，搅拌均匀后冷却至室温； 

挤出机预热：挤出机上设有五个温度控制区域，从机尾到机头依次为一区、二区、三区、四区和五区，所述机头的出口接有换网器，并保持换网器的温度控制在150±5℃； 

物料输送到挤出机：将均匀混合的物料通过自动上料机送入到挤出机料斗；

挤出成型：混合后的物料在挤出机内部高温下融化，从挤出机的机尾流向机头，并通过换网器，最后将融化的物料挤出，融化后的物料经换网器进入成型模具，经过成型模具后的物料质地均匀的输出；

压延复合：经过成型模具成型后的物料为扁平带状的坯料，并与滚延机相连接，滚延机转速与坯料出料速度保持一致，将坯料通过胎基展卷机，把金属铜胎基送入压延机进行压延；同时，通过覆布机，把长丝涤纶布送入压延机进行复合，最终完成坯料的压延复合；

牵引：经过压延复合的坯料在牵引机的牵引下被拉出，牵引机的牵引速度与坯料压延复合的速度一致，牵引距离较长，一般为5~8m，为风冷提供充足的冷却时间，并且经过牵引机上的对辊挤压，坯料表面光滑，防水卷材基本成为型材；

切割：根据生产要求，将牵引出来的型材进行切割处理，主要包括毛边和按照指定宽度裁剪，切割使用切割机，切割误差在±5mm之间；

卷取：将切割后的型材送入收卷机，通过收卷机进行卷取。

6.根据权利要求5所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述生产工艺步骤b中五个温度控制区的控制温度分别为：一区160±5℃、二区165±5℃、三区167±5℃、四区170±5℃和五区172±5℃。

7.根据权利要求5所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述生产工艺步骤d中成型模具上设有九个温度控制区，从物料进料口到物料出料口依次为模具一区至模具九区，所述模具一区至模具九区均为独立温度控制，成型时温度控制如下：模具一区190±5℃、模具二区190±5℃、模具三区180±5℃、模具四区183±5℃、模具五区180±5℃、模具六区190±5℃、模具七区190±5℃、模具八区190±5℃、模具九区190±5℃。

8.根据权利要求7所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述生产工艺步骤d中物料的输出速度控制在360m/h。

9.根据权利要求5所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述生产工艺制备的防水卷材最大峰拉力为1363N/mm，所述生产工艺制备的防水卷材最大峰延伸率为52%。

10.根据权利要求9所述的增强型耐根穿刺防水卷材，其特征是：所述生产工艺制备的防水卷材在0.5Mpa下45分钟不透水。