CN106084387A - 一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷糙工艺用聚乙烯树脂组合物技术领域，特别涉及一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物及其制备方法。该土工膜喷糙工艺用树脂组合物由下述重量份数的组分制成：低密度聚乙烯50‑70份、聚丙烯5‑25份、聚苯乙烯5‑15份、炭黑母粒2‑3份。该土工膜喷糙工艺用树脂组合物熔体拉伸张力小、强度高、阻隔性好、性能优异，很好的满足了二次成型的喷着工艺要求。

Description

一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及喷糙工艺用聚乙烯树脂组合物技术领域，特别涉及一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物及其制备方法。
(二)背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)土工膜具有较低的渗透系数，逐渐成为防渗系统的主体材料，应用在水利建设、高速公路建设、地铁、隧道建设、垃圾填埋场防渗、尾矿库防渗、煤化工防渗等领域。HDPE土工膜分为光面土工膜和糙面土工膜，光面土工膜是表面比较平整，匀整度比较高的土工膜，主要应用平坦的、坡度比较小的防渗场地。糙面土工膜是膜的一侧或两侧含有一定粗糙高度的土工膜，具有较高的摩擦系数，可以应用在坡度比较大的场地。
HDPE糙面土工膜的制备工艺分为一次成型和二次成型。其中一次成型又分为物理法起糙和化学法起糙，土工膜一般是三层共挤形成的，物理法起糙是通过在土工膜起糙层的树脂中添加一定量的水分或氮气，水蒸气或氮气以气泡的形式包裹在HDPE树脂熔体中，在口膜处，气泡内压大于外压，气泡破裂，形成粗糙不平的膜面。化学起糙法是将一定温度下受热易分解的无机物发泡剂或有机发泡剂添加到土工膜起糙层的树脂中，发泡剂受热分解，分解的气体形成气泡包裹在树脂熔体内。在口膜处，气泡的内压大于外压，气泡破裂，形成糙面。不论是物理法起糙还是化学法起糙，在生产过程中，都需要在起糙层形成气泡，由于熔体粘度较低，起糙层的气泡会向中间非起糙层内挤压，造成非起糙层土工膜力学性能的下降。还有一种一次成型糙面土工膜是通过带有凹点的二辊压延，形成带有均匀凸点的土工膜，但由于规则排列的凸点又形成一个平面，摩擦力不如糙面土工膜高。
喷着工艺是二次成型工艺，将起糙物在高温高压下以短纤状的形式喷在已成型的光面土工膜上，在其表面冷却后固着，形成糙面层，对土工膜基层的性能影响较小，同时又为土工膜提供了较高的摩擦性能。二次成型的喷着工艺对喷着用料的要求比较高，要求料在喷着到HDPE土工膜上时能够快速冷却，并且和HDPE土工膜具有较好的粘结性，国内采用喷着工艺起糙的土工膜的产品目前未见报道。
(三)发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种熔体拉伸张力小、强度高、力学性能优异，很好的满足了二次成型的喷着工艺要求的土工膜喷糙工艺用树脂组合物及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量份数的组分制成：
低密度聚乙烯50-70份、聚丙烯5-25份、聚苯乙烯5-15份、炭黑母粒2-3份。
所述土工膜喷糙工艺用树脂组合物还包括碳酸钙1-18份、复合抗氧剂0.01-0.03份。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物，优选的各组分的重量份数配比为：
低密度聚乙烯50份、聚丙烯20份、聚苯乙烯10份、碳酸钙18份、炭黑母粒2份、复合抗氧剂0.03份。
所述复合抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:2-2:1混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)按上述重量份数，将各组分混合加入混料器中，在25℃下混合搅拌3-5min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，在170-195℃条件下进行造粒，即得。
本发明的有益效果是：本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物熔体拉伸张力小，能很好的满足二次成型的喷着工艺要求，具备二次成型喷着工艺对喷着用料的高要求标准。由于较小的熔体拉伸张力，能保证高压热风吹扫时，组合物便于形成短的细小纤维状物，继而不规则地覆盖在HDPE片材表面上，从而提高HDPE片材表面的摩擦系数，且不会对HDPE片材的力学性能形成损失。该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在喷着到HDPE土工膜上时能快速冷却，且和HDPE土工膜具有较好的粘结性。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此。
(1)原料
1)树脂
树脂 低密度聚乙烯(LDPE) 聚丙烯(PP) 聚苯乙烯(HIPS)
牌号 YW--40 T30S 492J
MFR(g/10min) 40 2.8 2.9
密度ρ,g/cm3 0.916
生产商 燕山石化 独山子石化 燕山石化
2)碳酸钙母粒：市售碳酸钙含量30％
3)炭黑母粒：市售炭黑含量25％
4)其他助剂：抗氧剂1010 瑞士汽巴公司
抗氧剂168 瑞士汽巴公司
(2)性能测试标准
熔体质量流动速率(190℃/2.16kg) GB/T 3682-2000
拉伸强度(50mm/min) GB/T 1040.2-2006
负荷变形温度(0.45MPa) GB/T 1634.2-2004
维卡软化温度(A120法) GB/T 1633-2000
邵氏硬度D(瞬时读数) GB/T 2411-2008/ISO 868:2003
实施例1：
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯70Kg、聚丙烯5Kg、聚苯乙烯5Kg、碳酸钙18Kg、炭黑母粒2Kg、复合抗氧剂0.03Kg。
所述复合抗氧剂由0.02Kg的抗氧剂1010和0.01Kg的抗氧剂168混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、碳酸钙母粒、和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌4min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C1。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
实施例2：
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯60Kg、聚丙烯10Kg、聚苯乙烯10Kg、碳酸钙18Kg、炭黑母粒2Kg、复合抗氧剂0.03Kg。
所述复合抗氧剂由0.02Kg的抗氧剂1010和0.01Kg的抗氧剂168混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、碳酸钙母粒和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌3min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C2。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
实施例3：
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯50Kg、聚丙烯20Kg、聚苯乙烯10Kg、碳酸钙18Kg、炭黑母粒2Kg、复合抗氧剂0.03Kg。
所述复合抗氧剂由0.02Kg的抗氧剂1010和0.01Kg的抗氧剂168混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、碳酸钙母粒和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌5min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C3。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
实施例4
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯50Kg、聚丙烯25Kg、聚苯乙烯5Kg、碳酸钙1Kg、炭黑母粒2Kg、复合抗氧剂0.01Kg。
所述复合抗氧剂由0.0035Kg的抗氧剂1010和0.0065Kg的抗氧剂168混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法如实施例1的制备方法，得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C4。
实施例5
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯50Kg、聚丙烯15Kg、聚苯乙烯15Kg、碳酸钙10Kg、炭黑母粒2Kg、复合抗氧剂0.02Kg。
所述复合抗氧剂由0.008Kg的抗氧剂1010和0.012Kg的抗氧剂168混合制成。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法如实施例2的制备方法，得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C5。
实施例6
一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，由下述重量的组分制成：
低密度聚乙烯60份、聚丙烯15份、聚苯乙烯10份、炭黑母粒2份。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌4min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C6。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
实施例7
低密度聚乙烯50份、聚丙烯5份、聚苯乙烯5份、炭黑母粒2份。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌3min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C7。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
实施例8
低密度聚乙烯70份、聚丙烯25份、聚苯乙烯15份、炭黑母粒3份。
上述土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，采用如下步骤：
(1)按上述重量将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌5min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：170℃、175℃、180℃、190℃、190℃和195℃；物料在上述双螺杆挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，即得土工膜喷糙工艺用树脂组合物-聚丙烯材料C8。
该土工膜喷糙工艺用树脂组合物在吹扫机组上采用270℃、2-3MPa的气体垂直吹扫，能迅速地在HDPE片材的表面迅速形成不规则地覆盖的短纤维状物。
本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物的物理性能如下表：
对本发明的土工膜喷糙工艺用树脂组合物材料性能的测试：
1)熔体质量流动速率(g/10min)
按照GB/T 3682-2000中规定的方法分别对本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物C1-C8的熔体质量流动速率进行测定，其中，温度设定为：190℃，载荷为：2.16Kg。
2)拉伸强度
按照GB/T1040.2--2006中规定的方法分别对本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物C1-C8的拉伸强度进行测定，速度设定为：50mm/min。
3)负荷变形温度：
按照GB/T1634.2--2004中规定的方法分别对本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物C1-C8的负荷变形温度进行测定，其中，负荷为0.45MPa。
4)维卡软化温度
按照GB/T1633-2000中规定的方法分别对本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物C1—C8的维卡软化温度进行了测定，采用A120法。
5)邵氏硬度D(瞬时读数)
按照GB/T 2411-2008/ISO 868:2003中规定的方法分别对本发明土工膜喷糙工艺用树脂组合物C1—C8的邵氏硬度进行了测定，采用瞬时度数。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，其特征是：由下述重量份数的组分制成：
低密度聚乙烯50-70份、聚丙烯5-25份、聚苯乙烯5-15份、炭黑母粒2-3份。
2.根据权利要求1所述的一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，其特征是：还包括碳酸钙1-18份、复合抗氧剂0.01-0.03份。
3.根据权利要求2所述的一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，其特征是：由下述重量份数的组分制成：
低密度聚乙烯50份、聚丙烯20份、聚苯乙烯10份、碳酸钙18份、炭黑母粒2份、复合抗氧剂0.03份。
4.根据权利要求2或3所述的一种土工膜喷糙工艺用树脂组合物，其特征是：所述复合抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:2-2:1混合制成。
5.一种如权利要求1所述的土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)按上述重量份数，将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和炭黑母粒加入混料器中，在25℃下混合搅拌3-5min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，在170-195℃条件下进行造粒，即得。
6.一种如权利要求3所述的土工膜喷糙工艺用树脂组合物的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)按上述重量份数，将低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、碳酸钙母粒、炭黑母粒和复合抗氧剂加入混料器中，在25℃下混合搅拌3-5min；
(2)将步骤(1)混合搅拌所得物料加入双螺杆挤出机中，在170-195℃条件下进行造粒，即得。
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