CN104476878B - 一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材及制备方法 - Google Patents
一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材,为三层结构,底层为热塑性聚烯烃片材层,中间为热熔压敏胶层,表层为涂硅PET隔离层。本发明的防水卷材采用粘接层的热熔压敏胶对聚烯烃片材无溶胀和破坏作用,且施工后可与混凝土基面形成满粘,形成一道辅助防水层,卷材的预留的搭接边通过热熔焊接将卷材连成一体,有效避免搭接边窜水现象的发生,从而具有柔韧性好、服帖性强、延伸率高、耐化学性能优异、应用范围广等特点,产品广泛适用于种植屋面、地下室、水渠、污水处理厂、地铁隧道等防水工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子防水卷材,尤其是涉及一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材,属于防水化学材料领域。
背景技术
对于传统混凝土结构的工程,由于其表观密度大,抗拉强度低,极限拉应变小,易受混凝土或砂浆的干湿变形、温度变形和结构变形的影响而产生裂缝,依靠混凝土本身的憎水性和密实性很难达到防水目的,因此仅能满足防水等级为III级的要求。
根据现代建筑防水技术机理,在透水的建筑结构上复合一层不透水的防水片材,形成不透水的建筑围护体系,才能保障防水的可靠性。采用传统防水板施工后,防水板与混凝土结构层呈现“脱离式”,一旦防水板出现破坏,水将直接在混凝土与防水板间串流,从而造成渗漏。近年来广泛使用的EVA和ECB复合自粘沥青预铺防水卷材,由于沥青中含有油分,长期复合在一起会对片材层产生溶胀和破坏的作用,最终造成产品性能的损失。其他的,例如采用HDPE为底膜的卷材,由于其结晶度高,硬度大,不易焊接、细部节点处理困难,且结合有些工程复杂,地桩和节点较多,因此传统的HDPE卷材硬度大服帖性不好,在大型工程中应用不易。
发明内容
针对现有技术的种种不足,申请人经过长期研究发明了一种自粘热塑性聚烯烃防水卷材,采用韧性好、弹性高的TPO树脂体系为基料做成片材,并结合热熔压敏胶和PET隔离层的三层复合结构,在施工应用中具有硬度小,柔韧性好,服帖性好,耐化学性能优异等特点,可大面采用自粘施工,减轻施工强度、加快施工进度,纵横向搭接边采用热熔焊接,卷材形成一体,防水效果可靠,适合用于复杂的地下工程中。
为实现上述发明目的,本发明是通过下述技术方案实现的:
一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材,为三层式结构,底层为TPO片材层,中间为热熔压敏胶层,表层为涂硅PET隔离层。也就是说,本发明的卷材以热塑性聚烯烃片材为载体,在片材上刮涂热熔压敏胶,在最上层采用PET涂硅隔离膜覆盖。通过该结构形成可以弯曲成卷的防水卷材。
申请人深入研究了各层厚度对产品性能的影响,为了保证热熔胶与片材达到最佳的粘接效果,柔性自粘型热塑性聚烯烃防水卷材的总厚度为1.20~2.00mm,其中热塑性聚烯烃片材层的厚度均为0.70~1.50mm,所述热熔压敏胶层的厚度为0.30~0.50mm。
在此基础上,为了便于大面积施工,在表层还预留有两个搭接边,两个边缘预留搭接边的宽度为7~15cm。
所述的涂硅PET隔离膜为单面/双面涂硅隔离膜,优选双面涂硅型隔离膜,具有优异的机械强度,且容易在施工过程中从卷材表面剥开,可长时间保存使用。
在本发明中,所用热塑性聚烯烃卷材层为均质型或者内增强型,由树脂和辅料组成,其中树脂为TPO树脂、POE弹性体、PP复配组成,辅料包括填料、钛白粉、润滑剂、抗氧剂、防老剂、着色剂中的一种或多种的混合物。
在以上组成下,通过添加聚丙烯能够提升配方体系的力学强度和耐穿刺性能,通过使用POE弹性体改善配方体系的柔韧型和热焊接性能。
其中,可以根据需要具体选择TPO片材中各种成分及其辅料的用量。优选的,所述的TPO片材有下列成分组成,以质量份数计:TPO树脂60~80份,POE弹性体5~20份,聚丙烯0~30份,填料10~30份,钛白粉1~3份,润滑剂0.5~2份、抗氧剂0.5~1份,防老剂0.5~1份,着色剂0~3份。
在上述中,所用的TPO树脂主要指利安德巴塞尔的HifaxTM系列弹性体、陶氏化学的VERSIFYTM系列弹性体、埃克森美孚的VistamaxxTM系列弹性体,但不局限于此。所用的POE弹性体主要是指乙烯-辛烯或者乙烯-丙烯的共聚物,如陶氏的ENGAGETM系列弹性体、埃克森美孚ECAXTTM等牌号。PP聚丙烯主要为市场上常见的HPP(均聚聚丙烯)、RCP(无规聚丙烯)和ICP(抗冲聚丙烯),优选ICP。
在上述中,所用填料、润滑剂、抗氧剂、防老剂以及着色剂等均为本领域常用辅料,如填料可采用氢氧化镁、碳酸钙、滑石粉以及方解石等,这些填料目数在500~2000,优选的为1200目;润滑剂主要是指硬脂酸钙、硬脂酸锌等,抗氧剂可采用1010、1076、245等,防老剂可采用264、4010、944等,钛白粉主要是指金红石型,着色剂是指除钛白粉之外的其他类颜料。
在本发明中,所述热熔压敏胶层主要由主料:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性共聚物(SIS)、聚异丁烯(PIB)、C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或多种的混合物与辅料:抗氧剂、紫外吸收剂和光稳定剂中的一种或多种的混合物组成,其中主料与辅料的质量份数比为100-200∶1。
上述各种助剂均为本领域常用辅料,如紫外线吸收剂采用UV-327、UV-531等,光稳定剂可采用622、944、2020等、抗氧剂采用复配抗氧剂B215或者B225。
进一步的,本发明提供了所述公开了柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法,包括下述步骤:
1)按质量称取片材用的各组分,采用高速搅拌机混合均匀后,输送至双螺杆挤出机中熔融塑化、经过T型模头挤出为片材,经过三辊压光机成型;
2)按质量分别称取热熔胶层用的各种原料,分批次加入捏合机中,并将其加热融化和搅拌均匀,然后经单螺杆挤出和T型模头涂覆于牵引经过的片材表面;
3)待热熔胶温度表面温度降低后,在胶层上方覆盖一层PET涂硅隔离膜;
4)最后,经过冷却、计长、切边、收卷、包装得成品。
通过上述工业化生产过程,能够稳定、高效的实现连续化生产。
其中,优选的,TPO片材挤出机的熔融挤出温度为160~230℃,三辊压光机的操作温度为60~120℃,热熔胶捏合机的温度在140~170℃,压敏胶挤出机温度120~160℃。
本发明中的柔韧型热塑性聚烯烃防水卷材施工时成为两层复合结构。热熔胶层和混凝土基面形成满粘,连接混凝土基面和卷材片材层,起到辅助防水作用,热塑性聚烯烃片材层提供防水性能、物理力学性能和焊接施工性能。最终提供一种加工性能好、施工速度快、防水效果优异且安全可靠的柔韧自粘型防水卷材,广泛适用于种植屋面系统、地下室、地下车库、水渠、污水处理厂、垃圾填埋场、地铁隧道、涵洞等地下防水工程中。
本发明产品具有以下突出的技术特点
(1)物理力学性能好,产品采用柔韧型热塑性聚烯烃做成的片材,具有优异的柔韧性、服帖性、低温性、耐穿刺性能和耐化学性能;
(2)粘接效果佳,采用热熔压敏胶可与混凝土基面形成满粘的辅助防水层,且对于片材层无不良影响,不会对其进行溶胀和破坏,系统更可靠;
(3)施工性能好,产品采用满幅粘接的形式,施工速度快,横纵向搭接边采用更为可靠的热熔焊接施工,将卷材层焊接成一个整体,焊缝强度高。
具体实施方式
结合实施例可以更好地理解本发明的发明实质,所给实施例作为优选,仅用于说明本发明是如何实现的,并不对本发明构成限制,本领域技术人员在此基础上所进行的变更、替换、用量增减等依旧属于本发明的保护范围。
在以下实施例中,柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材通过下述工艺步骤实现:
1)、按配方分别称取片材用的原料组分,并采用高速搅拌机混合10~15分钟,混合均匀后输送至挤出机的喂料斗;
2)、挤出采用双螺杆挤出机,将原料输送至螺杆挤出机中熔融塑化,并经T型模头成片和三辊压光成型为片材。其中双螺杆加料段、熔融段、计量段的温度分别为140℃、170℃、200℃,模头以及三辊压光机的温度分别为220℃和80℃;
3)按质量分别称取热熔胶层用的原料组分,并将其分批次加入捏合机中,在160℃条件下加热搅拌80~100分钟,并输送至挤出机料斗;
4)、采用单螺杆挤出机将胶层挤出,并经T型模头均匀涂覆于热塑性聚烯烃片材上。单螺杆加料段、熔融段和计量段的温度分别为100℃、130℃、160℃,模头的温度为170℃;
5)采用热空气多段逐级冷却,待热熔压敏胶表面温度降至40℃左右时,在胶层上方覆盖一层PET涂硅隔离膜;
6)最后,经过冷却、计长、切边、收卷、包装得成品。
实施例1
柔韧型热塑性聚烯烃片材配方的重量份数比为:TPO/POE/HPP=80/10/10,氢氧化镁20,钛白粉1.5,润滑剂0.5,抗氧剂1.0,光稳定剂0.5,防老剂0.5。
热熔压敏胶配方的重量份数比为:聚异丁烯100,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯60,C5石油树脂120,抗氧剂1.0,光稳定剂0.5,紫外线吸收剂0.5。
采用挤出压光法制成幅宽为2.4m、厚度为1.20mm的塑料片材,片材经过牵引并在其上面均匀涂覆一层厚度为0.30mm,宽度为2.2m的热熔压敏胶,并在胶层上方覆盖一层双面涂硅隔离膜,最后经过裁边及弯曲收卷,制成两边各留10cm无胶层区域的防水卷材。
实施例2
柔韧型热塑性聚烯烃片材配方的重量份数比为:TPO/POE/ICP=70/15/15,碳酸钙25,钛白粉2.0,润滑剂0.8,抗氧剂1.0,光稳定剂0.5,防老剂0.5。
热熔压敏胶配方的重量份数比为:聚异丁烯100,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯60,C5石油树脂150,抗氧剂1.0,光稳定剂1.0。
采用挤出压光法制成幅宽为2.4m、厚度为1.10mm的塑料片材,片材经过牵引并在其上面均匀涂覆一层厚度为0.40mm,宽度为2.2m的热熔压敏胶,并在胶层上方覆盖一层双面涂硅隔离膜,最后经过裁边及弯曲收卷,制成两边各留10cm无胶层区域的防水卷材。
实施例3
柔韧型热塑性聚烯烃片材配方的重量份数比为:TPO/POE/ICP=70/20/10,碳酸钙30,钛白粉1.0,润滑剂0.8,抗氧剂1.0,光稳定剂0.5,防老剂0.5。
热熔压敏胶配方的重量份数比为:聚异丁烯100,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯80,C9石油树脂150,抗氧剂1.0,光稳定剂1.0。
采用挤出压光法制成幅宽为2.4m、厚度为1.10mm的塑料片材,片材经过牵引并在其上面均匀涂覆一层厚度为0.40mm,宽度为2.2m的热熔压敏胶,并在胶层上方覆盖一层双面涂硅隔离膜,最后经过裁边及弯曲收卷,制成两边各留10cm无胶层区域的防水卷材。
将上述三个实施例的产品,将试件粘接面PET隔离膜去掉后,放入模具内进行后浇混凝土的浇筑,在振动台上振实,并在(20±2)℃放置24h脱模,在标准养护条件养护到7d。将搭接边采用热空气焊接施工,并在(23±2)℃放置24h。
最后,按照GB/T 23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》和GB/T 328.21《建筑防水卷材试验方法第21部分:高分子防水卷材接缝剥离强度》对与后浇混凝土剥离强度和搭接边接缝焊接剥离强度进行测试,测试结果件表1。
表1柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材剥离性能
序号 | 项目≥ | 技术指标 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
1 | 与后浇混凝土剥离强度/(N/mm) | 2.0 | 2.2 | 2.6 | 2.3 |
2 | 接缝剥离强度/(N/mm) | 3.0 | 8.5 | 8.3 | 7.8 |
从上述表格可以看出,本发明的柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材性能优异,各项指标均符合要求。
Claims (5)
1.一种柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材,其特征在于为三层结构,底层为热塑性聚烯烃片材层,中间为热熔压敏胶层,表层为涂硅PET隔离层;其中,所述热塑性聚烯烃片材层为均质型或者内增强型,由树脂和辅料组成,其中树脂为TPO树脂、POE弹性体、PP复配组成,辅料包括填料、钛白粉、润滑剂、抗氧剂、防老剂、着色剂;以质量份数计,TPO树脂60~80份,POE弹性体5~20份,PP 1~30份,填料10~30份,钛白粉1~3份,润滑剂0.5~2份、抗氧剂0.5~1份,防老剂0.5~1份,着色剂0~3份;热熔压敏胶层由主料:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性共聚物(SIS)、聚异丁烯(PIB)、C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或多种的混合物与辅料:抗氧剂、紫外吸收剂和光稳定剂中的一种或多种的混合物组成,其中主料与辅料的质量份数比为100-200:1。
2.根据权利要求1所述的防水卷材,其特征在于柔性自粘型热塑性聚烯烃防水卷材的总厚度为1.20~2.00mm,其中热塑性聚烯烃片材层的厚度均为0.70~1.50mm,所述热熔压敏胶层的厚度为0.30~0.50mm,所述涂硅PET隔离层为单面/双面涂硅隔离膜。
3.根据权利要求2所述的防水卷材,其特征在于在表层还预留有两个搭接边,两个边缘预留搭接边的宽度为7~15cm。
4.根据权利要求1所述的防水卷材,其特征在于PP为HPP、RCP或ICP。
5.权利要求1的柔韧自粘型热塑性聚烯烃防水卷材的制备方法,其特征在于包括下述步骤:1)称取片材各组分,采用高速搅拌机混合均匀后,输送至双螺杆挤出机中熔融塑化、并经过T型模头挤出和三辊压光成型;2)称取热熔压敏胶各组分,采用捏合机熔融搅拌,并经过单螺杆挤出和模头流延至牵引经过片材上;3)热熔压敏胶表面温度降低后,在胶层上方覆盖一层PET涂硅隔离膜;4)最后,经过冷却、计长、切边、收卷、包装得成品;其中,热塑性聚烯烃片材挤出机的熔融挤出温度为160~230℃,三辊压光机的操作温度为60~120℃,热熔压敏胶捏合机的温度在140~170℃,热熔压敏胶挤出机温度120~160℃。
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