CN104817755A - 一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材及其生产方法，其中的硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，其它辅助材料包括快压出炭黑、碳酸钙、超细滑石粉、聚乙二醇、防老剂；上述各组份按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：快压出碳50～110份；超细滑石粉30～70份；碳酸钙5～10份；增塑剂20～60份；聚乙二醇2～10份；过氧化二异丙苯1～6份；交联剂0.5～2.75份；防老剂1～3份。本发明中乙烯-辛烯共聚物经过氧化二异丙苯交联之后，可实现乙烯-辛烯共聚物防水卷材的分子链完全交联，提高了防水卷材的热稳定性能，同时由于乙烯-辛烯共聚物相对分子质量分布窄，可实现高挤出量，大幅度提高生产效率，有效降低生产成本。

Description

一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材及其生产方法

一、技术领域

本发明涉及的是建筑防水材料领域，具体涉及的是一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材及其生产方法。

二、背景技术

目前，世界公认综合性能最好的高分子卷材是硫化型三元乙丙橡胶防水卷材，但是由于三元乙丙橡胶属于非极性难粘材料，因而导致硫化型三元乙丙橡胶防水卷材因粘结问题一直难以广泛应用，随着科技的进步诞生了许多性能优异的高分子材料，其中因乙烯辛烯共聚物的分子结构与三元乙丙橡胶类似而得以在防水材料方面应用，近年来一些公开文献也公开了一些这方面的技术，例如：

1、中国专利ZL98102553.6，：专利名称为：《一种热塑性橡胶型防水卷材》该发明提出一种热塑性橡胶型防水卷材，是以热塑性弹性体为基体的橡胶型防水卷材，采用乙烯辛烯共聚物为基体橡胶，其组成重量份数为：乙烯辛烯共聚物：100份；填充补强剂：8.8～223份；软化增塑剂：1.7～100份；防老剂：0.5～4份；还可以加入活化剂5～7.5份；交联剂：0.05～0.7份；生产这种橡胶型防水卷材不需要硫化加工工序，生产过程中的边角余料、废料和使用后的制品可以回收利用，施工缝可采用热粘接。其耐老化性能达到或超过三元乙丙橡胶防水卷材。

2、中国专利ZL201010167683.1：专利名称为：《一种乙烯-辛烯共聚物防水卷材及其制备方法》，该发明涉及一种防水产品，具体为一种乙烯-辛烯共聚物防水卷材及其制备方法，解决现有防水卷材无法完全满足产品各项性能指标及配方成本太高的问题，由乙烯-辛烯共聚物、氯化聚乙烯、线性高压聚乙烯、填充增强剂、软化增塑剂、酚类抗氧剂、热稳定剂、润滑剂和光稳定剂制成，将各种原料混合，搅拌；依次采用炼塑机、双辊机和切粒机造粒；将粒料投入单螺杆挤出机挤出并经模具成型；将成型料投入三辊冷却压花机辊压出防水卷材。既保留了橡胶特有的柔软度和伸长率、回弹性，又保留了LLDPE较高的断裂拉伸强度，整体片材柔软度、平直度、平整度好，性能指标超过国家标准和 铁道部有关标准，耐老化性能、物理性能和加工性能都比较优良，且生产成本低。

3、中国专利ZL201210196189.7，专利名称为：《热焊接预铺湿铺自粘型马来酸酐接枝改性POE防水卷材的生产配方及工艺》，该发明提供一种热焊接预铺湿铺自粘型马来酸酐接枝改性POE防水卷材的生产配方及工艺，生产工艺为：按配方比例把所有原材料加入密炼机中，密炼时间为15min，密炼温度为110-130℃，使其混炼均匀，放料；在560开炼机上进行倒胶、降温至≤90℃后下条，经过滤胶机过滤杂质，在450开炼机上薄通、混炼，混炼均匀后进行下条；挤出机挤出成型，成型后的卷材经过20米长的连续硫化罐在170℃、0.3MPa的条件下硫化；在马来酸酐接枝改性PCE层上覆丙纶、涤纶或腈纶为面层；优点是：具有塑料的高强度、热塑化熔融性质，同时具有POE的特性，提高了粘结强度。

上述公开文献1、2中报道的技术方案是采用非硫化的方法挤出、压延成型；虽然性能指标超过了国家及铁道部的标准，但其因分子链没有完全交联；材料仍呈现的是热塑性状态；热稳定性能较差。公开文献3中报道的技术方案是采用马来酸酐接枝改性POE硫化的方法挤出硫化成型，本发明人查阅了大量的文献及做了无数次的小配合试验；理论与实践都证明了硫磺硫化体系是无法使马来酸酐接枝改性POE的分子链交联的；未经交联的乙烯辛烯共聚物虽然具有突出的塑料的高强度及可焊接性能；但是其耐热温度及热稳定性能远不如硫化三元乙丙橡胶好。

三、发明内容

本发明的一个目的是提供一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材，这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材用于解决目前乙烯-辛烯共聚物防水卷材的分子链不能实现完全交联，材料仍呈现的是热塑性状态，热稳定性能较差的问题；本发明的另一个目的是提供这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，其它辅助材料包括快压出炭黑、碳酸钙、超细滑石粉、聚乙二醇、防老剂；上述各组份按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

上述方案中辅助材料还包括氯化聚乙烯，其含量为10～30份；这样可降低本发明的生产成本。

上述方案中辅助材料包括乙烯酸乙烯共聚物，其含量为5～25份，以降低本发明的生产成本。

上述方案中辅助材料包括三元乙丙橡胶，其含量为10～50份，以降低产品的硬度。

上述硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法，采用挤出连续硫化工艺生产，首先将乙烯辛烯共聚物混炼胶投入挤出机挤出成型；成型的胶片经测厚装置、切边装置后进入硫化罐硫化；硫化后的卷材经冷却、检验、记数、卷曲包装是连续同步完成的；连续生产的线速度为3～8m/min，具体如下：

a.炼胶，

(1)、将原料各组份按重量百分比投入到密炼机中进行混炼，混炼温度控制在110～130℃，混炼时间4～10分钟；

(2)、将密炼好混炼胶的投入至Q560开炼机上进行补充混炼及散热，混炼胶散热温度至80～90℃时出条进行下一道工序，

b.滤胶，

(1)、将混炼胶条送入Q250滤胶机滤胶，滤网为80目，机头温度92℃；机身温度65℃，螺杆温度40℃；

(2)、经过滤后无机械杂质的混炼胶投入Q450开炼机上散热；混炼胶散热温度至50～60℃时打胶卷称量至加硫要求的重量；

c.加硫与冷却， 

(1)、将过滤好的胶料送到Q450开炼机上加硫化剂及交联剂，加硫化剂及交联剂时辊温控制在＜50℃，辊距3～5毫米；加完硫磺后薄通三遍；薄通时辊距应控制在0.2～0.5毫米；

(2)、将加硫后的混炼胶料出条，冷却并停放二十四小时后进入挤出硫化工序；

d、硫化

将混炼胶条投入挤出机中，挤出机成型的胶片经测厚装置与切边装置切边定宽后；进入硫化罐进行连续硫化；硫化罐温度控制165～170℃、压力控制在0.2～0.3MPa、硫化线速度控制在3～8米/分钟；

e.硫化后卷材经冷却装置定型，冷却定型后的卷材经后牵引至检验装置检验、记数、最终由卷曲装置收卷包装为成品卷材。

有益效果： 

1、本发明中乙烯-辛烯共聚物经过氧化二异丙苯交联之后，可实现乙烯-辛烯共聚物防水卷材的分子链完全交联，提高了防水卷材的热稳定性能，同时由于乙烯-辛烯共聚物相对分子质量分布窄，所以它具有较佳的流动性可实现高挤出量，大幅度的提高了生产效率，有效得降低了生产成本。

2、本发明在综合性能上；乙烯-辛烯共聚物经过氧化二异丙苯交联之后，除硬度偏高、耐磨性略低外，其它各项物理性能均优于乙丙橡胶。

3、本发明在经济效益上；乙丙橡胶价格始终偏高；且价格波动比较大，而乙烯-辛烯共聚物价格适中、波动不大，同时大部分性均能超过了乙丙橡胶；将来乙烯-辛烯共聚物可作为乙丙橡胶的替代材料而成为高分子材料中不可或缺的材料。

4、本发明在热焊接性能上；虽然乙烯-辛烯共聚物分子经过氧化物交联后，但其固有特性大部分还是保留着，其热熔焊接性能虽不及未交联的好，但采用高温热楔压力焊接还是可以得到很高的熔接强度，焊缝的耐热性能同本体一样，这一特点是其它材料无法与之媲美的。

四、具体实施方式

实施例1：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，按重量份数计，以乙烯-辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

本实施例硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法，采用挤出连续硫化工艺生产，首先将乙烯辛烯共聚物混炼胶投入挤出机挤出成型；成型的胶片经测厚装置、切边装置后进入硫化罐硫化；硫化后的卷材经冷却、检验、记数、卷曲包装是连续同步完成的；连续生产的线速度为3～8m/min。具体如下：

a.炼胶，

(1)、将原料各组份按重量百分比投入到密炼机中进行混炼，混炼温度控制在110～130℃，混炼时间4～10分钟；

(2)、将密炼好混炼胶的投入至Q560开炼机上进行补充混炼及散热，混炼胶散热温度至80～90℃时出条进行下一道工序，

b.滤胶，

(1)、将混炼胶条送入Q250滤胶机滤胶，滤网为80目，机头温度92℃；机身温度65℃，螺杆温度40℃；

(2)、经过滤后无机械杂质的混炼胶投入Q450开炼机上散热；混炼胶散热温度至50～60℃时打胶卷称量至加硫要求的重量；

c.加硫与冷却， 

(1)、将过滤好的胶料送到Q450开炼机上加促进剂及硫磺，加促进剂及硫磺时辊温控制在＜50℃，辊距3～5毫米；加完硫磺后薄通三遍；薄通时辊距应控制在0.2～0.5毫米；

(2)、将加硫后的混炼胶料出条，冷却并停放二十四小时后进入挤出硫化工序；

d、硫化

将混炼胶条投入挤出机中，挤出机成型的胶片经测厚装置与切边装置切边定宽后；进入硫化罐进行连续硫化；硫化罐温度控制165～170℃、压力控制在0.2～0.3MPa、硫化线速度控制在3～8米/分钟。

e.硫化后卷材经冷却装置定型，冷却定型后的卷材经后牵引至检验装置检验、记数、最终由卷曲装置收卷包装为成品卷材。

实施例2：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

本实施例硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法，采用挤出连续硫化工艺生产，首先将乙烯辛烯共聚物混炼胶投入挤出机挤出成型；成型的胶片经测厚装置、切边装置后进入硫化罐硫化；硫化后的卷材经冷却、检验、记数、卷曲包装是连续同步完成的；连续生产的线速度为3～8m/min。具体如下：

a.炼胶，

(1)、将原料各组份按重量百分比投入到密炼机中进行混炼，混炼温度控制在110～130℃，混炼时间4～10分钟；

(2)、将密炼好混炼胶的投入至Q560开炼机上进行补充混炼及散热，混炼胶散热温度至80～90℃时出条进行下一道工序，

b.滤胶，

(1)、将混炼胶条送入Q250滤胶机滤胶，滤网为80目，机头温度92℃；机身温度65℃，螺杆温度40℃；

(2)、经过滤后无机械杂质的混炼胶投入Q450开炼机上散热；混炼胶散热温度至50～60℃时打胶卷称量至加硫要求的重量；

c.加硫与冷却， 

(1)、将过滤好的胶料送到Q450开炼机上加促进剂及硫磺，加促进剂及硫磺时辊温控制在＜50℃，辊距3～5毫米；加完硫磺后薄通三遍；薄通时辊距应控制在0.2～0.5毫米；

(2)、将加硫后的混炼胶料出条，冷却并停放二十四小时后进入挤出硫化工序；

d、硫化

将混炼胶条投入挤出机中，挤出机成型的胶片经测厚装置与切边装置切边定宽后；进入硫化罐进行连续硫化；硫化罐温度控制165～170℃、压力控制在0.2～0.3MPa、硫化线速度控制在3～8米/分钟。

e.硫化后卷材经冷却装置定型，冷却定型后的卷材经后牵引至检验装置检验、记数、最终由卷曲装置收卷包装为成品卷材。

实施例3：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

实施例4：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

实施例5：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

实施例6：

这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚 物为主要原料，按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

      

经对上述实施例所述重量份原料生产的乙烯辛烯共聚物防水卷材进行物理性能测试，测试时执行的标准为《GB18173.1-2012》，其中第9、10项不在标准范围内，表中数值是采用高温热楔压力焊接的实测值。下面为标准值与本发明上述实施例的实测值如下表：

      

      

表中本发明的防水卷材的物理性能指标均超过《GB18173.1-2012》标准中的要求，其中较为突出的是拉伸强度及撕裂强度指标均比标准要求提高了28％和48％以上。这在不提高原材料成本的情况下三元乙丙橡胶是无法达到指标。并且其较高的焊接缝粘结剥离强度及剪切状态下粘合性也是三元乙丙橡胶不能相比。

以上所述仅是本发明的实施例，而非对本发明的特别限定，对于所属领域的技术人员而言，在理解上述技术方案的基础上还可在上述说明的基础上做出不同形式的变动或变换，由此引伸出的显而易见的变动或变换仍处于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材，其特征在于：这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材包括基层，基层橡胶以乙烯辛烯共聚物为主要原料，其它辅助材料包括快压出炭黑、碳酸钙、超细滑石粉、聚乙二醇、防老剂；上述各组份按重量份数计，以乙烯辛烯共聚物100份为基准，其它组份的含量为：

2.根据权利要求1所述的硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材，其特征在于：所述的辅助材料还包括氯化聚乙烯，其含量为10～30份。

3.根据权利要求2所述的硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材，其特征在于：所述的辅助材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物，其含量为5～25份。

4.根据权利要求3所述的硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材，其特征在于：所述的辅助材料包括三元乙丙橡胶，其含量为10～50份。

5.一种权利要求1或2或3或4所述的硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法，其特征在于：这种硫化型乙烯辛烯共聚物防水卷材的生产方法，采用挤出连续硫化工艺生产，首先将乙烯辛烯共聚物混炼胶投入挤出机挤出成型；成型的胶片经测厚装置、切边装置后进入硫化罐硫化；硫化后的卷材经冷却、检验、记数、卷曲包装是连续同步完成的；连续生产的线速度为3～8m/min，具体如下：

a.炼胶，

(1)、将原料各组份按重量百分比投入到密炼机中进行混炼，混炼温度控制在110～130℃，混炼时间4～10分钟；

(2)、将密炼好的混炼胶投入至Q560开炼机上进行补充混炼及散热，混炼胶散热温度至80～90℃时出条进行下一道工序，

b.滤胶，

(1)、将混炼胶条送入Q250滤胶机滤胶，滤网为80目，机头温度92℃；机身温度65℃，螺杆温度40℃；

(2)、经过滤后无机械杂质的混炼胶投入Q450开炼机上散热；混炼胶散热温度至50～60℃时打胶卷称量至加硫要求的重量；

c.加硫与冷却，

(1)、将过滤好的胶料送到Q450开炼机上加硫化剂及交联剂，加硫化剂及交联剂时辊温控制在＜50℃，辊距3～5毫米；加完硫化剂及交联剂后薄通三遍；薄通时辊距应控制在0.2～0.5毫米；

(2)、将加硫后的混炼胶料出条，冷却并停放二十四小时后进入挤出硫化工序；

d、硫化

将混炼胶条投入挤出机中，挤出机成型的胶片经测厚装置与切边装置切边定宽后；进入硫化罐进行连续硫化；硫化罐温度控制165～170℃、压力控制在0.2～0.3MPa、硫化线速度控制在3～8米/分钟；

e.硫化后卷材经冷却装置定型，冷却定型后的卷材经后牵引至检验装置检验、记数、最终由卷曲装置收卷包装为成品卷材。