CN106609012A

CN106609012A - 一种耐寒pvc防水材料

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Publication number: CN106609012A
Application number: CN201510688536.1A
Authority: CN
Inventors: 闫允璋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-05-03

Abstract

本发明公开了一种耐寒PVC防水材料，由以下重量份组分制备而成：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份，增塑剂70～90份、稳定剂3～7份、填充剂20～40份、紫外线吸收剂0.3～0.5份；所述的增塑剂包含对苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油、己二酸二辛酯和丁腈橡胶，其重量比为(2～3):(1～2):(0.5～1):1。本发明制得的PVC防水材料具有良好的防水性能，能够很好的适用于寒带寒冷气候。

Description

一种耐寒 PVC 防水材料

技术领域

本发明涉及防水卷材技术领域，具体涉及一种耐寒 PVC 防水材料。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是最早工业化、用途广泛的通用塑料之一，具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蚀、绝缘良好等特点；但也存在以下缺点：1、韧性差，受冲击时极易脆裂；2、热稳定性差，其在100℃时就开始分解出HCL；3、由于PVC的粘度极高，流动性差，限制了其加工性能。因此人们通常采用添加增塑剂、弹性体、加工助剂、稳定剂、填料等改善PVC的性能。

申请号为201410374023.9公开了一种防水环保PVC改性材料，该材料由以下重量份组分制备而成：PVC树脂80～120份、填充剂20～30份、增塑剂50～70份、热稳定剂4～8份、抗冲改性剂10～15份、改性橡胶4～8份、润滑剂1～2份。

申请号为201210527015.4公开了一种PVC涂层防水布的配方，该材料由以下重量份组分制备而成：PVC树脂50～90份、稳定剂4～10份、增塑剂40～80份、阻燃剂3～9份、红泥15～25份，紫外线吸收剂1～5份，复合抗氧剂5～10份、丁腈橡胶2～8份、碳酸钙3～12份。

申请号为201110082413.5公开了一种PVC涂层防水布，该材料由以下重量份组分制备而成：PVC糊树脂100份、稳定剂2～10份、填料20～50份、增塑剂40～80份、阻燃剂4～10份、防霉剂1～5份。

现有的大部分PVC防水材料的性能指标都只是在满足国家标准的基本要求，没有针对寒冷地区专门使用的材料。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有PVC防水材料在寒冷地区环境中使用寿命短的问题，提供了一种耐寒 PVC 防水材料，该材料具有良好的防水性和耐寒性，能够在寒冷地区中长期安全使用。

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，由以下重量份组分制备而成：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份，增塑剂70～90份、稳定剂3～7份、填充剂20～40份、紫外线吸收剂0.3～0.5份；所述的增塑剂包含对苯二甲酸二辛脂(DOPT)、环氧大豆油(ESO)、己二酸二辛酯(DOA)和丁腈橡胶(NBR)，其重量比为(2～3):(1～2):(0.5～1):1。

DOTP为淡黄透明油状液体，分子式C₂₄H₃₈O₄，分子量为390.56，密度0.981～0.986g/cm³(25℃)，具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性好等优点，在制品中显示出优良的持久性、耐碱性及低温柔软性，其挥发性仅为普通增塑剂邻苯二甲酸二辛脂(DOP)的10％，能够有效防止增塑剂的迁移，提高PVC材料的耐候性能和抗老化性能。

ESO在常温下为浅黄色黏稠油状液体，分子式C₅₇H₁₀₆O₁₀，分子量约为1000，具有良好的耐溶剂性且挥发性为DOP的1/5，作为PVC的增塑剂可以使PVC材料的耐候性、耐热性、透明性大幅提高。

DOA为淡黄色透明液体，分子式C₂₂H₄₂O₄，分子量为370.24，密度0.922g/cm³(25℃)，为耐寒增塑剂，增塑效率高，受热变色小，并具有一定的光稳定性和耐水性，可赋予制品良好的低温柔软性和耐光性，与DOTP合用可以赋予PVC材料良好的耐寒性能。

NBR为浅褐色的弹性体，分子量70万左右，是一种高分子的增塑剂，与极性物质如PVC有较好的相容性，具有较好的耐热性、耐油性、物理机械性能和耐化学药品性，由于其分子量高，它比普通增塑剂更不容易析出，可以长期保持PVC材料的柔软性，提高其抗老化性能和使用寿命。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的PVC树脂为SG-2型或SG-3型。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的PVC树脂糊的分子量大于20000。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的稳定剂包含铅盐稳定剂和/或有机锡类稳定剂和/或钙锌稳定剂。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的铅盐热稳定剂是由三碱式硫酸铅和二碱式亚磷酸铅以重量比1:1组成。

三碱式硫酸铅别名三盐基硫酸铅，为白色或略带黄色粉末，分子式3PbO·PbSO₄·H₂O，熔点820℃，约200℃以上失去结晶水，具有优良的热稳定性能，有持久的稳定效果，与二盐基硬脂酸铅、硬脂酸钡、钙并用有润滑作用；与二盐基亚磷酸铅并用有协同作用。

二碱式亚磷酸铅别名二盐基亚磷酸铅，为白色或微黄色粉末，分子式2PbO·PbHPO₃·H₂O，分子量733.58，在200℃左右变成灰黑色，450℃左右变成黄色，具有优良的耐候性、热稳定性、电绝缘性等性能，并有抗氧化性和屏蔽紫外线的性能。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的有机锡类稳定剂是由二月桂酸二丁基锡和二月桂酸二正辛基锡以重量比1:1组成。

二月桂酸二丁基锡是一种有机锡添加剂，常温下为浅黄色或无色油状液体，低温成白色结晶体，分子式(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂Sn[OCO(CH₂)₁₀CH₃]₂，分子量631.57，分解温度>150℃，具有优良的润滑性、光稳定性和耐候性。

二月桂酸二正辛基锡为淡黄色透明液体，是国际公认的无毒有机锡稳定剂，分子式(n-C₈H₉)₂Sn(C₁₁H₂₃COO)₂，分子量743.77，密度0.998g/cm³，熔点17～18℃，具有非常好的润滑性、耐候性、透明性和配伍性，无硫化污染，无渗出性，它的润滑性是有机锡中最好的，但是热稳定性是有机锡中最低，适用于与硫醇型有机锡或与镉钡皂类稳定剂并用，具有协同效应。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的钙锌稳定剂是由硬脂酸钡、硬脂酸钙和硬脂酸锌以重量比1:1:1组成。

硬脂酸钡为白色或微带黄色无定型粉末，分子式[CH₃(CH₂)₁₆COO]₂Ba，密度1.145g/cm³，熔点>225℃，具有良好的长期耐热性及润滑性，与镉皂、锌皂或环氧化合物并用有良好的协同效应；与铅盐稳定剂并用能改善制品的电性能。

硬脂酸钙为白色粉末，分子式[CH₃(CH₂)₁₆COO]₂Ca，分子量607.02，密度1.08g/cm³，熔点150～155℃，可以提高PVC制品在挤出成型和压制成型时的可加工性；与盐基性铅盐、铅皂配合可提高凝胶化速度。

硬脂酸锌为白色粉末，分子式[CH₃(CH₂)₁₆COO]₂Zn，分子量632.33，密度1.095g/cm³，熔点118～125℃，可以用作热稳定剂、润滑剂和促进剂，一般多用于PVC软制品，润滑性好，可以改善结垢析出现象，与钙皂并用可用于无毒制品。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的稳定剂还包括硬脂酸和/或石蜡。

硬脂酸别名十八碳烷酸，为白色略带光泽的蜡状小片结晶体，分子式CH₃(CH₂)₁₆COOH，分子量284.48，熔点56～69.6℃，具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，能防止PVC加工过程中的产生焦化。

石蜡又称晶形蜡，为白色无味的蜡状固体，是固态高级烷烃的混合物，分子式为C_nH_2n+2，其中n＝17～35。主要组分为直链烷烃，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃；直链烷烃中主要是正二十二烷(C₂₂H₄₆)和正二十八烷(C₂₈H₅₈)，密度0.9g/cm³，熔化温度47～64℃，在挤出加工中具有良好的润滑效果和热稳定性。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的紫外线吸收剂是由钛白粉和炭黑以重量比(3～5):1组成。

本发明所述的一种耐寒 PVC 防水材料，作为优选方式，所述的碳酸钙为活性超细碳酸钙。

PVC防水材料的生产工艺如下：

1.混料：将PVC树脂进行过筛后加入混合机，再依次加入糊树脂、活性炭酸钙、钛白粉和炭黑，开动搅拌器，搅拌至80℃加入复合增塑剂，搅拌至90℃加入复合稳定剂，达到110℃时停止搅拌，将混合的物料放料至低温仓内搅拌冷却降温，温度降至40℃时停止搅拌并放料，完成混料。

2.造粒：将混好的物料放进双螺杆挤出机进行造粒，螺杆温度165～170℃，模具温度为145～175℃。

3.压光定型：将造粒后的PVC颗粒放进三辊压光机，设定压光机立三辊温度60～80℃，调节上辊和中辊之间的间隙，达到材料合适的厚度，将片材经过中辊从下辊引出，至平三辊，设定压光机平三辊温度90～110℃，片材从第一辊和第二辊之间经过，再从第三辊引出来至牵引辊，调整压光机与牵引速度同步。

4.冷却卷取：从压光机牵引出来的片材在经过冷却降温和计量卷取即可完成PVC防水卷材的制作。

PVC防水材料在低温环境中容易出现增塑剂失效，使材料脆化影响使用，本发明选用由DOTP、DOA、ESO和NBR组成的混合增塑剂作为PVC防水材料的增塑剂，其中DOTP具有良好的耐挥发性和耐寒性，能够减少增塑剂在寒冷环境下的稳定性，ESO均具有良好的耐挥发性，能够减少增塑剂在寒冷环境下的挥发，NBR为高分子增塑剂，能够有效的减少增塑剂挥发，增塑剂按照DOPT：DOA：ESO：NBR的重量比为(2～3):(1～2):(0.5～1):1混合组成还具有协同作用，能使混合增塑剂在寒冷环境下具有良好的耐挥发性和低温稳定性，能够有效防止增塑剂的迁移，提高PVC防水材料的耐寒性能。

本发明进一步选用由铅盐热稳定剂和/或有机锡类稳定剂和/或钙锌稳定剂组成的混合稳定剂，并添加硬脂酸和石蜡作为辅助稳定剂，通过各组分的协同作用配合混合增塑剂能够进一步提高PVC防水材料的加工性能和耐低温性能。

使用本方法制得的PVC防水材料耐寒性能、耐候性能和耐酸、碱、盐性能高于国家标准，其中耐寒性能在-35℃下弯折实验无裂纹，高于国家标准-25℃，耐候性比国家标准提高53％～80％，耐碱性比国家标准提高57％～83％，耐酸性比国家标准提高60％～87％，耐盐性比国家标准提高60％～93％，能够适应寒带寒冷气候。

具体实施方式

实施例1

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，该材料的重量份组分配方如下：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份、增塑剂85份、稳定剂7份、填充剂30份、紫外线吸收剂0.4份。

PVC树脂选用SG-3型；PVC糊树脂分子量为25000；增塑剂为DOTP、ESO、DOA和NBR以重量比3:1:1:1组成的混合增塑剂；稳定剂为有机锡稳定剂、硬脂酸和石蜡以重量比4:1:1组成的混合稳定剂，有机锡稳定剂为二月桂酸二丁基锡和二月桂酸二正辛基锡以重量比1:1组成；填充剂为活性炭酸钙；紫外线吸收剂为钛白粉和炭黑以重量比4:1组成的混合物。

生产工艺如下：

1.混料：将PVC树脂进行过筛后加入混合机，再依次加入活性钙、钛白粉和炭黑，开动搅拌器，搅拌至80℃加入复合增塑剂，搅拌至90℃加入复合稳定剂，达到110℃时停止搅拌，将混合的物料放料至低温仓内搅拌冷却降温，温度降至40℃时停止搅拌并放料，完成混料。

2.造粒：将混好的物料放进双螺杆挤出机进行造粒，螺杆温度165℃，模具温度为145℃。

3.压光定型：将造粒后的PVC颗粒放进三辊压光机，设定压光机立三辊温度60℃，调节上辊和中辊之间的间隙，达到材料合适的厚度，将片材经过中辊从下辊引出，至平三辊，设定压光机平三辊温度90℃，片材从第一辊和第二辊之间经过，再从第三辊引出来至牵引辊，调整压光机与牵引速度同步。

实施例2

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，该材料的重量份组分配方如下：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份、增塑剂85份、稳定剂4份、填充剂35份、紫外线吸收剂0.4份。

PVC树脂选用SG-3型；PVC糊树脂分子量为25000；增塑剂为DOTP、ESO、DOA和NBR以重量比3:1.5:0.5:1组成的混合增塑剂；稳定剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌和硬脂酸钙以重量比1:1:1组成的钙锌稳定剂；填充剂为活性炭酸钙；紫外线吸收剂为钛白粉和炭黑以重量比4:1组成的混合物。

生产工艺如下：

实施例3

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，该材料的重量份组分配方如下：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份、增塑剂90份、稳定剂3份、填充剂25份、紫外线吸收剂0.3份。

PVC树脂选用SG-3型；PVC糊树脂分子量为25000；增塑剂为DOTP、ESO、DOA和NBR以重量比3:2:0.5:1组成的混合增塑剂；稳定剂为三碱式硫酸铅和二碱式亚磷酸铅以重量比1:1组成的铅盐稳定剂；填充剂为活性炭酸钙；紫外线吸收剂为钛白粉和炭黑以重量比3:1组成的混合物。

生产工艺如下：

2.造粒：将混好的物料放进双螺杆挤出机进行造粒，螺杆温度170℃，模具温度为175℃。

3.压光定型：将造粒后的PVC颗粒放进三辊压光机，设定压光机立三辊温度80℃，调节上辊和中辊之间的间隙，达到材料合适的厚度，将片材经过中辊从下辊引出，至平三辊，设定压光机平三辊温度110℃，片材从第一辊和第二辊之间经过，再从第三辊引出来至牵引辊，调整压光机与牵引速度同步。

实施例4

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，该材料的重量份组分配方如下：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份、增塑剂70份、稳定剂5份、填充剂20份、紫外线吸收剂0.3份。

PVC树脂选用SG-2型；PVC糊树脂分子量为26000；增塑剂为DOTP、ESO、DOA和NBR以重量比2:1:0.5:1组成的混合增塑剂；稳定剂为钙锌稳定剂、硬脂酸和石蜡以重量比5:1:1组成的混合稳定剂，钙锌稳定剂为硬脂酸钡、硬脂酸锌和硬脂酸钙以重量比1:1:1组成；填充剂为活性炭酸钙；紫外线吸收剂为钛白粉和炭黑以重量比3:1组成的混合物。

生产工艺如下：

实施例5

本发明提供一种耐寒 PVC 防水材料，该材料的重量份组分配方如下：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份、增塑剂75份、稳定剂7份、填充剂40份、紫外线吸收剂0.5份。

PVC树脂选用SG-3型；PVC糊树脂分子量为25000；增塑剂为DOTP、ESO、DOA和NBR以重量比3:1.5:1:1组成的混合增塑剂；稳定剂为有机锡稳定剂、硬脂酸和石蜡以重量比4:1:1组成的混合稳定剂，有机锡稳定剂为二月桂酸二丁基锡和二月桂酸二正辛基锡以重量比1:1组成；填充剂为活性炭酸钙；紫外线吸收剂为钛白粉和炭黑以重量比5:1组成的混合物。

生产工艺如下：

本发明的实施例1～5制得的耐热PVC防水材料的性能如表 1所示。

表 1

表 1中各项测试方法和标准参照GB12952-2011，由表 1可以看出，本发明制得的耐寒PVC防水材料物理性能、耐候性能和耐酸、碱、盐性能均超过国家标准。其中表征PVC防水材料耐候性和耐酸、碱、盐性的主要参数最大拉力保持率均能够达到90％以上，即表明本发明制得的耐寒PVC防水材料在热老化、耐候性和酸、碱、盐等特殊环境下的拉力损失小于10％，远高于国家标准中的15％，其平均值比国家标准上的要求提高60％以上。具体来说，实施例1～5的耐候性比国家标准分别提高67％、80％、60％、53％、63％，耐碱性比国家标准分别提高63％、57％、63％、83％、83％，耐酸性比国家标准分别提高60％、80％、87％、63％、83％，耐盐性比国家标准分别提高73％、80％、60％、67％、93％。表明本发明制得的耐寒PVC防水材料具有很好的耐候性，能够在酸、碱、盐等特殊环境下长期使用。通过低温弯折实验可以看出，本发明制得的耐寒PVC防水材料不仅在国家标准要求-25℃时无裂纹，在更低温度-35℃时同样无裂纹，表明耐寒PVC防水材料在-35℃的环境下能够正常使用，可以适应寒带寒冷气候。

Claims

1.一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的耐寒PVC防水材料由以下重量份组分制备而成：PVC树脂100份、PVC糊树脂10份，增塑剂70～90份、稳定剂3～7份、填充剂20～40份、紫外线吸收剂0.3～0.5份；所述的增塑剂包含对苯二甲酸二辛脂、环氧大豆油、己二酸二辛酯和丁腈橡胶，其重量比为(2～3):(1～2):(0.5～1):1。

2.根据权利要求1所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的PVC树脂为SG-2型或SG-3型。

3.根据权利要求1所述的一种耐寒PVC防水卷材，其特征在于：所述的PVC糊树脂分子量大于20000。

4.根据权利要求1～3所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的稳定剂包含铅盐稳定剂和/或有机锡类稳定剂和/或钙锌稳定剂。

5.根据权利要求4所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的稳定剂还包含硬脂酸和/或石蜡。

6.根据权利要求5所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的铅盐稳定剂是由三碱式硫酸铅和二碱式亚磷酸铅以重量比1:1组成。

7.根据权利要求5所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的有机锡类稳定剂是由二月桂酸二丁基锡和二月桂酸二正辛基锡以重量比1:1组成。

8.根据权利要求5所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的钙锌稳定剂是由硬脂酸钡、硬脂酸钙和硬脂酸锌以重量比1:1:1组成。

9.根据权利要求1所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的紫外线吸收剂是由钛白粉和炭黑以重量比(3～5):1组成。

10.根据权利要求1所述的一种耐寒PVC防水材料，其特征在于：所述的填充剂为活性超细碳酸钙。