CN104175667A - 高分子自粘防水卷材的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于防水卷材生产工艺技术领域，涉及一种高分子自粘防水卷材生产工艺，将热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂和抗氧剂粉料混合均匀，加入锥形双螺杆挤出机，通过锥形双螺杆挤出机螺杆中段设置的反向混炼螺纹，增塑剂与粉料混炼混合均匀；通过设置在锥形双螺杆挤出机0.75-0.85L处的真空排气孔进行真空排气；热熔压敏胶通过机头上的熔体计量泵和涂胶模头，涂布到高分子片材上；通过采用锥形双螺杆挤出机和螺杆结构设计，简化加料系统，工艺控制简单，把传统的热熔压敏胶生产和高分子片材涂胶生产线合并，实现同步在线生产高分子自粘防水卷材，生产工艺简化、成本和耗能大大降低。

Description

高分子自粘防水卷材的生产工艺

技术领域

本发明属于防水卷材生产工艺技术领域，具体地说，涉及一种在线涂胶的高分子自粘防水卷材生产工艺。 

背景技术

高分子自粘防水卷材由高分子片材(PVC、HDPE、EVA、EPDM、TPO等为原料生产)、自粘胶层和隔离膜组成，可根据需要在高分子片材上复合织物加强；该卷材集高分子防水卷材和自粘卷材优点于一身，大大提高了抗穿刺、耐候、自愈、耐高低温等性能，物理性能更优异，化学性能更稳定。新型的高分子自粘防水卷材能够与混凝土结构层永久性粘结为一体，形成“皮肤式”防水结构，中间无窜水隐患；即使卷材局部遭遇破坏，又基本上被混凝土结构堵塞。即使不完美的卷材防水层和同样不完美的混凝土结构层，通过自粘胶层互为藩篱，形成了完美的防水体系，大大提高了防水层的可靠性。 

由上述可见，自粘胶层的粘结性能尤为重要，自粘胶层目前所用材料包括压敏胶、自粘橡胶沥青料等。压敏胶是一种特殊的胶黏剂，在使用时轻轻加压使卷材与被粘物(如混凝土等)表面粘结。热熔压敏胶是在熔融条件下进行涂布，冷却后即具有压敏粘性的无溶剂、无污染压敏胶，是压敏胶中最为环保的一种。热熔压敏胶的一般组成为：热塑性橡胶(如SIS、SBS、SEBS、SEPS等)、增粘树脂、增塑剂、填充剂和抗氧剂。 

专利CN103361012A、CN101928535A和CN203144323U等描述，目前热熔压敏胶的生产工艺如下：热塑性橡胶是其主体材料，同时还需要加入增粘树脂、增塑剂及少量其他组分，并在较高温度下的反应釜中(160～200℃)经融熔搅拌制成，此过程耗时约1～4小时。用反应釜生产热熔压敏胶的缺点是：(1)一次投料量大，一旦工艺调整出错导致釜内全部胶料报废；(2)反应釜搅拌剪切力小，仅能投料较小分子量热塑性橡胶，无法使用高分子量热塑性橡胶，从而提高热熔压敏胶性能，如耐低温性差、使用温度范围窄等；(3)反应釜生产加热时间长，能耗大，容易造成热塑性橡胶降解，降低热熔压敏胶的性能。 

专利CN103331891A描述采用平行双螺杆挤出机生产热熔压敏胶，需要分3个加料口分别添加热塑性橡胶、增塑剂、增粘树脂等，对加料顺序严格控制，每一段需要计量加料，并且加料口需要冷却。造成挤出机螺杆长径比大、计量加料系统复杂，工艺控制难度大，不易实现高分子防水卷材涂布所需的大规模连续化生产要求；仅用于生产热熔压敏胶，需要冷却固化定型成胶块，不能同步实现热熔压敏胶生产和高分子防水卷材涂胶。 

专利CN103358635A公开了一种具有预铺反粘功能的防水卷材及其制备方法，包括塑料 片材、热熔压敏胶，丙烯酸系隔离保护层，PET涂硅隔离膜材，以塑料片材为载体，在塑料片材上刮涂有热熔压敏胶，在热熔压敏胶层上喷涂丙烯酸系隔离保护层，最上层采用PET涂硅隔离膜覆盖，其制备方法包括下述步骤：首先采用挤出吹塑法制成塑料片材，塑料片材经过牵引在其上表面均匀涂覆一层热熔压敏胶，在熔压敏胶层表面喷涂一层丙烯酸系保护涂层，在涂层上方覆盖一层PET隔离膜，最后经过裁边及弯曲收卷，制成防水卷材。其生产过程采用的是单螺杆挤出技术，包括片材加工、热熔压敏胶制作、涂胶三道工艺，三道工艺彼此割裂。 

目前，我国高分子自粘防水卷材生产采用两道生产工艺：首先通过挤出机和三辊压延生产片材；再通过涂胶机涂布热熔压敏胶，同时复合一层隔离膜。涂胶机采用大功率电加热胶箱，加热熔融已经冷却固化的热熔压敏胶胶块成为流体，通过涂布模头涂覆到高分子片材，这种工艺对热熔压敏胶再次加热，耗电量大，成本高；并且容易造成热熔压敏胶降解，加热胶箱积碳，影响涂胶质量，降低了自粘层性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种通过锥形双螺杆挤出机在线生产热熔压敏胶，将热熔压敏胶生产和高分子片材涂胶两条生产线合并，使热熔压敏胶不经过冷却固化而直接接涂布到高分子片材的生产工艺。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种高分子自粘防水卷材的生产工艺，包括以下步骤： 

步骤1：将热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂和抗氧剂粉料混合均匀，加入锥形双螺杆挤出机喂料斗2中； 

步骤2：锥形双螺杆挤出机运转，通过设置在锥形双螺杆挤出机中段的加料口添加增塑剂；锥形双螺杆挤出机螺杆中段设置反向混炼螺纹，增塑剂与步骤1中的粉料通过锥形双螺杆挤出机进行混炼，将增塑剂与步骤1中的粉料混合均匀；螺杆中段即0.25-0.75L(L为螺杆长度)处设有反向混炼螺纹，反向混炼螺纹的长度为0.2-0.4L，反向混炼螺纹使加料口添加的液体增塑剂和喂料斗添加的粉料混合均匀，增加充油时间，加料口具体设置于螺杆反向混炼螺纹的中段之前。 

步骤3：利用真空排气装置通过设置在锥形双螺杆挤出机0.75-0.85L处的真空排气孔进行真空排气； 

步骤4：步骤3制成的热熔压敏胶通过锥形双螺杆挤出机机头上的熔体计量泵和涂胶模头，从涂胶模头流出，涂布到高分子片材上； 

步骤5：通过压辊将隔离膜压制复合在高分子片材上，分切收卷。 

优选的是：所述高分子片材通过放卷布置于涂胶模头下方，将热熔压敏胶生产与涂布工艺合并，热熔压敏胶无需二次高温融化，降低能耗，避免造成热熔压敏胶的降解，提高了防水卷材自粘层性能。 

优选的是：所述高分子片材通过片材挤出机和三辊压延生产直接布置于涂胶模头下方，将热熔压敏胶生产、高分子片材生产与涂布工艺合并，实现高分子防水卷材大规模连续化生产，提高了防水卷材自粘层性能。 

优选的是：所述热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂、抗氧剂和增塑剂的重量份数比为：热塑性橡胶：2-6份；增粘树脂：3-7份；填充剂：0.1-0.5份；抗氧剂：0.05-0.2份；增塑剂：1-2份；生产的热熔压敏胶剥离强度高,可达到1.5N/mm以上；耐低温性好,-25℃依然有良好粘性。 

优选的是：所述锥形双螺杆挤出机的螺杆大头直径和小头直径的比例为1.5:1-2:1；螺杆结构设置保证充分的压缩比，也能保证足够的塑化时间，塑化混炼能力提高。 

优选的是：所述锥形双螺杆挤出机生产热熔压敏胶的加工温度范围为90-200℃，涂胶模头温度范围为150-180℃。 

优选的是：所述步骤3中真空排气的真空度为0.04-0.08MPa。 

优选的是，所述的高分子片材主要包括：聚氯乙烯(PVC)片材、高密度聚乙烯(HDPE)片材、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)片材、三元乙丙橡胶(EPDM)片材、热塑性聚烯烃(TPO)片材等；所述的高分子片材厚度范围0.5～3mm； 

所述的热塑性橡胶包括：聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、氢化SIS(SEPS)、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化SBS(SEBS)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)等一种或者几种的混合物，特别优选SIS和SEBS比例为3:2；所述的SIS高分子链结构可以是线型和星型，熔体流动速率(200℃/5Kg)3～35g/10min都可以采用锥形双螺杆挤出机加工，可以增加能够加工的SIS分子量分布范围；所述的SBS高分子链结构是线型，熔体流动速率(200℃/5Kg)1～14g/10min都可以采用锥形双螺杆挤出机加工，可以增加能够加工的SBS分子量分布范围；所述的SEBS高分子链结构是线型，熔体流动速率(230℃/5Kg)1～22g/10min都可以采用锥形双螺杆挤出机加工，可以增加能够加工的SEBS分子量分布范围； 

优选的是，所述的增粘树脂包括：萜烯树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5-C9共聚树脂、松香、氢化松香、聚合松香、松香甘油酯、古马路树脂、改性松香等一种或者几种的混合物，特别优选萜烯树脂和石油树脂比例为4:1，热熔压敏胶初粘性好，剥离强度大，持粘时间长，综合性能满足自粘防水卷材产品标准要求。 

优选的是，所述的增塑剂包括：环烷油、邻苯二甲酸酯类、聚异丁烯、白油、液体石蜡 等一种或者几种的混合物； 

优选的是，所述的填充剂包括：纳米蒙脱土、炭黑、云母片、高岭土、滑石粉等一种或者几种的混合物； 

优选的是，所述的抗氧剂包括：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂DSTP、抗氧剂164、抗氧剂2246、抗氧剂168和242的一种或者几种的混合物； 

优选的是，所述的高分子片材上热熔压敏胶的涂胶厚度范围0.2～0.5mm。 

本发明的有益效果在于： 

本发明制备的高分子自粘防水卷材成品，材质无毒无害，生产和使用过程无有害、臭味气体释放，施工过程中无需明火加热施工，安全环保；具有良好的热稳定性和低温弯折性，高分子片材经过80℃空气热老化仍具有良好强度，经过-35℃低温弯折无裂纹。热熔压敏胶即使在-25～70℃下施工也具有良好初粘性和剥离强度，可以自粘施工，与混凝土精密粘合，形成“皮肤式”防水结构；通过采用锥形双螺杆挤出机和独特的螺杆结构设计，简化了计量加料系统，工艺控制简单，把传统的热熔压敏胶生产和高分子片材涂胶两种独立的生产线，集成为一条生产线实现二者同步在线生产高分子自粘防水卷材，生产工艺简化、成本和耗能大大降低。 

附图说明

图1为本发明实施例1高分子自粘防水卷材生产工艺路线； 

图2为本发明实施例2高分子自粘防水卷材生产工艺路线； 

图3为本发明锥形双螺杆挤出机的结构示意图。 

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明作进一步描述： 

实施例1 

如图1所示，本实施例的高分子自粘防水卷材的生产工艺，包括以下步骤： 

步骤1：将热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂和抗氧剂粉料混合均匀，加入锥形双螺杆挤出机喂料斗2中； 

步骤2：锥形双螺杆挤出机运转，通过设置在锥形双螺杆挤出机中段的加料口3添加增塑剂；锥形双螺杆挤出机的螺杆1中段设置反向混炼螺纹，增塑剂与步骤1中的粉料通过锥形双螺杆挤出机进行混炼，将增塑剂与步骤1中的粉料混合均匀；螺杆1中段即0.25-0.75L(L为螺杆长度)处设有反向混炼螺纹，反向混炼螺纹的长度为0.2-0.4L，反向混炼螺纹保证加料口3添加的液体增塑剂和喂料斗2添加的粉料混合均匀，增加充油时间，加料口3具 体设置于螺杆反向混炼螺纹的中段之前。 

步骤3：利用真空排气装置通过设置在锥形双螺杆挤出机0.75-0.85L处的真空排气孔4进行真空排气真空度为0.04MPa； 

步骤4：步骤3制成的热熔压敏胶通过锥形双螺杆挤出机机头上的熔体计量泵和涂胶模头，将高分子片材通过放卷布置于涂胶模头下方，热熔压敏胶从涂胶模头流出涂布到高分子片材上，涂胶模头温度为150℃； 

步骤5：通过压辊将隔离膜压制复合在高分子片材上，分切收卷。 

热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂、抗氧剂和增塑剂的重量份数比为：热塑性橡胶：3份；增粘树脂：5.5份；填充剂：0.1份；抗氧剂：0.05份；增塑剂：1.35份。 

锥形双螺杆挤出机的螺杆1的大头直径和小头直径的比例为2:1。 

锥形双螺杆挤出机生产热熔压敏胶的加工温度范围为90-200℃。 

实施例2 

如图2所示，本实施例除以下区别外其他同实施例1： 

步骤3：利用真空排气装置通过设置在锥形双螺杆挤出机0.75-0.85L处的真空排气孔4进行真空排气真空度为0.08MPa； 

步骤4：步骤3制成的热熔压敏胶通过锥形双螺杆挤出机机头上的熔体计量泵和涂胶模头，将高分子片材通过片材挤出机和三辊压延生产直接布置于涂胶模头下方，热熔压敏胶从涂胶模头流出涂布到高分子片材上，涂胶模头温度为180℃。 

热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂、抗氧剂和增塑剂的重量份数比为：热塑性橡胶：4.5份；增粘树脂：4份；填充剂：0.4份；抗氧剂0.1份；增塑剂：1份。 

锥形双螺杆挤出机的螺杆1的大头直径和小头直径的比例为1.5:1。 

锥形双螺杆挤出机生产热熔压敏胶的加工温度范围为90-200℃。 

实施例3 

本实施例除以下区别外其他同实施例1： 

热塑性橡胶：2份；增粘树脂：7份；填充剂：0.5份；抗氧剂：0.05份；增塑剂：1份；实施例4 

本实施例除以下区别外其他同实施例2： 

热塑性橡胶：6份；增粘树脂：3份；填充剂：0.1份；抗氧剂：0.2份；增塑剂：2份。 

Claims (7)

1.一种高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂和抗氧剂粉料混合均匀，加入锥形双螺杆挤出机喂料斗(2)中；

步骤2：锥形双螺杆挤出机运转，通过设置在锥形双螺杆挤出机中段的加料口(3)添加增塑剂；锥形双螺杆挤出机螺杆(1)中段设有一段反向混炼螺纹，增塑剂与步骤1中的粉料通过锥形双螺杆挤出机进行混炼，将增塑剂与步骤1中的粉料混合均匀；

步骤3：利用真空排气装置通过设置在锥形双螺杆挤出机0.75-0.85L处的真空排气孔(4)进行真空排气；

步骤4：步骤3制成的热熔压敏胶通过锥形双螺杆挤出机机头上的熔体计量泵和涂胶模头，从涂胶模头流出，涂布到高分子片材上；

步骤5：通过压辊将隔离膜压制复合在高分子片材上，分切收卷。

2.根据权利要求1所述的高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述高分子片材通过放卷布置于涂胶模头下方。

3.根据权利要求1所述的高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述高分子片材通过片材挤出机和三辊压延生产直接布置于涂胶模头下方。

4.根据权利要求1所述高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述热塑性橡胶、增粘树脂、填充剂、抗氧剂和增塑剂的重量份数比为：热塑性橡胶：2-6份；增粘树脂：3-7份；填充剂：0.1-0.5份；抗氧剂：0.05-0.2份；增塑剂：1-2份。

5.根据权利要求1所述高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述锥形双螺杆挤出机的螺杆大头直径和小头直径的比例为1.5:1-2:1。

6.根据权利要求1所述高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述锥形双螺杆挤出机生产热熔压敏胶的加工温度范围为90-200℃，涂胶模头温度范围为150-180℃。

7.根据权利要求1所述高分子自粘防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述步骤3中真空排气的真空度为0.04-0.08MPa。