CN106928527A - 一种阻燃防水板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种阻燃防水板，包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、乙烯‑乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和阻燃母料。

Description

一种阻燃防水板及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种阻燃防水板及其制造方法，尤其涉及一种适用于铁路隧道的阻燃防水板及其制造方法。
背景技术
目前我国已建成的铁路隧道数量和长度均居世界首位。目前铁路隧道所用的防水层主要为EVA防水板，铺设在喷锚支护层，然后再防水板上支钢模，再绑扎钢筋，然后焊接固定，热的焊芯和焊锡很容易滴落到下面的防水板上，由于温度较高，容易烫穿防水板，失去防水效果，严重时可能会点燃防水板(现有防水板均是非阻燃的)，引起火灾。
发明内容
本发明的实施例提供一种阻燃防水板，包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer)、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和阻燃母料。加入了阻燃母料的防水板，在具有阻燃性能的同时，由于高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯等组分的存在，同时也保持了良好的拉伸强度、撕裂强度等性能。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为28.5％-30％。阻燃剂一般都是无机物或者低分子量的有机物，加入较大量的阻燃剂，会对阻燃防水板的性能，例如拉伸强度、撕裂强度等性能造成不良影响，严重时可能导致阻燃防水板无法正常使用。本发明的发明人发现，提高阻燃防水板中的乙酸乙烯酯(VA)含量，能够在添加较多量阻燃剂的情况下，保持阻燃防水板良好的拉伸强度、撕裂强度等性能。当然，乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量也不能太高，过高则使得最终的阻燃防水板过软。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为3％-6％。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃防水板厚度为0.5mm–2.5mm。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃母料包括高分子化合物和下述两者的至少一种：具有阻燃性能的有机物和具有阻燃性能的无机物。常用的阻燃剂包括无机物和难燃有机物，例如三氧化二锑、六溴环十二烷等。本发明的发明人发现，若直接将上述阻燃剂加入阻燃防水板的原料中，阻燃剂与其它高分子组分相容性不好，在制造阻燃防水板时，阻燃剂与其它高分子组分之间容易产生相分离，从而阻燃防水板中形成缺陷，影响阻燃防水板的物理性能(如拉伸强度、撕裂强度等)。为解决这个问题，本发明的发明人发现，预先将阻燃剂和高分子化合物混合形成阻燃母料，然后再将该阻燃母料加入阻燃防水板的原料中，阻燃母料与其它高分子组分相容性较好，较好地解决了上述问题。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃母料中的所述高分子化合物包括乙烯-乙酸乙烯共聚物。同样是基于相容性的考虑，如果阻燃母料中的高分子化合物选择乙烯-乙酸乙烯共聚物，也即选择一种已经包含在阻燃防水板的原料中的高分子材料，可以进一步提高阻燃母料与其它高分子组分的相容性。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量不低于8％，优选不低于10％，进一步优选为12％-14％。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述具有阻燃性能的有机物包括六溴环十二烷。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述具有阻燃性能的无机物包括三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃母料包括30wt％-50wt％的六溴环十二烷、15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝、5wt％-15wt％的氯化聚乙烯和10wt％-20wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。其中，六溴环十二烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝均起阻燃作用，属于前述具有阻燃性能的有机物和具有阻燃性能的无机物，也即阻燃剂；而氯化聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物则属于前述阻燃母料中的高分子化合物。氯化聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物与六溴环十二烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝混合后，形成阻燃母料，由于氯化聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物的存在，阻燃剂与阻燃防水板原料中其他高分子组分之间的相容性问题得到了很好的解决。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃防水板包括20-45重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-25重量份茂金属聚乙烯、15-30重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、20-45重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和15-35重量份阻燃母料。在解决了阻燃剂与高分子组分相容性问题后，上述组分配比可以更好地提高最终阻燃防水板的性能。
在本发明的一种实施方式中，例如，所述阻燃防水板包括25-40重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-20重量份茂金属聚乙烯、20-25重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、30-40重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和20-30重量份阻燃母料。
本发明的实施例提供一种阻燃防水板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯、阻燃母料投入到高速搅拌混合罐中，搅拌均匀后输送至挤板生产线的料仓；
(2)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度，主机温度控制在190℃-240℃，模头温度控制在210℃-220℃，中辊温度控制在50℃-70℃，底辊温度控制在35℃-45℃；
(3)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。
在本发明的一种实施方式中，例如，在所述方法中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为28.5％-30％。
在本发明的一种实施方式中，例如，在所述方法中，所述阻燃母料包括高分子化合物和下述两者的至少一种：具有阻燃性能的有机物和具有阻燃性能的无机物。
在本发明的一种实施方式中，例如，在所述方法中，所述阻燃母料包括30wt％-50wt％的六溴环十二烷、15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝、5wt％-15wt％的氯化聚乙烯和10wt％-20wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。
在本发明的一种实施方式中，例如，在所述方法中，步骤(1)的原料包括20-45重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-25重量份茂金属聚乙烯、15-30重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、20-45重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和15-35重量份阻燃母料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例1，阻燃防水板制备
(1)将45重量份高密度聚乙烯(上海赛科HD5502FA)、5重量份线性低密度聚乙烯(宁夏宝丰DFDA7042)、20重量份茂金属聚乙烯(美国埃克森1018HA)、20重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物(扬子石化巴斯夫V6110MC)、30重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯(江苏和进HEP-HJ18)、25重量份阻燃母料加入至高速搅拌混合器内，高速搅拌15～20分钟，搅拌均匀。
(2)所述步骤(1)的混合料加入到塑料板材挤出生产线的料仓中。
(3)调整模具，挤出板材厚度控制在1.5～1.6mm范围内。
(4)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度。
主机温度1-7区分别为190℃、198℃、205℃、215℃、220℃、230℃、235℃，温差范围(±5℃)。
辅机温度为190℃、195℃、205℃、210℃、215℃、220℃、230℃，温差范围(±5℃)。
模头温度215℃、205℃、210℃、210℃、213℃、215℃、220℃、215℃、210℃、215℃、210℃、205℃、215℃，温差范围(±10℃)。
中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃。
牵引速度控制在18～35HZ，压延速度控制在18～25HZ。
(5)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。得到产品。
其中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为30％。阻燃母料由30wt％-50wt％的六溴环十二烷、15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝、5wt％-15wt％的氯化聚乙烯和10wt％-20wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物组成。
将有上述制备的阻燃防水板按照TB/T 3360.1-2014铁路隧道防水材料第一部分：防水板的要求进行测试，VA含量按照SH/T 1591-1994乙烯-乙酸乙烯共聚物(E-VAC)中乙酸乙烯酯含量测定方法来测定，阻燃性能按照GB8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级来测定，结果如下，并与现行技术要求进行比对。
通过上述结果，可以看出实例1所制备的阻燃防水板的性能完全满足铁路隧道现行规范要求，同时燃烧性能满足B1级(难燃级)。
实施例2
(1)将40重量份高密度聚乙烯、15重量份线性低密度聚乙烯、18重量份茂金属聚乙烯、22重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、35重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯、30重量份阻燃母料加入至高速搅拌混合器内，高速搅拌20分钟，搅拌均匀。
(2)所述步骤(1)的混合料加入到塑料板材挤出生产线的料仓中。
(3)调整模具，挤出板材厚度控制在2mm左右。
(4)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度。
主机温度1-7区分别为192℃、199℃、206℃、216℃、222℃、231℃、236℃，温差范围(±5℃)。
辅机温度为192℃、198℃、208℃、212℃、217℃、221℃、232℃，温差范围(±5℃)。
模头温度216℃、207℃、212℃、213℃、213℃、216℃、221℃、216℃、212℃、214℃、210℃、206℃、217℃，温差范围(±10℃)。
中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃。
牵引速度控制在18～35HZ，压延速度控制在18～25HZ。
(5)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。得到产品。
其中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为28.5％。阻燃母料由45wt％-80wt％的六溴环十二烷和20wt％-55wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物组成。
得到的阻燃防水板具有良好的性能，满足各项指标要求。
实施例3
(1)将40重量份高密度聚乙烯、20重量份线性低密度聚乙烯、20重量份茂金属聚乙烯、25重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、40重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯、30重量份阻燃母料加入至高速搅拌混合器内，高速搅拌20分钟，搅拌均匀。
(2)所述步骤(1)的混合料加入到塑料板材挤出生产线的料仓中。
(3)调整模具，挤出板材厚度控制在2mm左右。
(4)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度。
主机温度1-7区分别为192℃、199℃、206℃、216℃、222℃、231℃、236℃，温差范围(±5℃)。
辅机温度为192℃、198℃、208℃、212℃、217℃、221℃、232℃，温差范围(±5℃)。
模头温度216℃、207℃、212℃、213℃、213℃、216℃、221℃、216℃、212℃、214℃、210℃、206℃、217℃，温差范围(±10℃)。
中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃。
牵引速度控制在18～35HZ，压延速度控制在18～25HZ。
(5)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。得到产品。
其中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为29.5％。阻燃母料由15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝和40wt％-75wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物组成。
得到的阻燃防水板具有良好的性能，满足各项指标要求。
对比例1
(1)将40重量份高密度聚乙烯、20重量份线性低密度聚乙烯、20重量份茂金属聚乙烯、25重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、40重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯、30重量份阻燃剂加入至高速搅拌混合器内，高速搅拌20分钟，搅拌均匀。
(2)所述步骤(1)的混合料加入到塑料板材挤出生产线的料仓中。
(3)调整模具，挤出板材厚度控制在2mm左右。
(4)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度。
主机温度1-7区分别为192℃、199℃、206℃、216℃、222℃、231℃、236℃，温差范围(±5℃)。
辅机温度为192℃、198℃、208℃、212℃、217℃、221℃、232℃，温差范围(±5℃)。
模头温度216℃、207℃、212℃、213℃、213℃、216℃、221℃、216℃、212℃、214℃、210℃、206℃、217℃，温差范围(±10℃)。
中辊温度控制50～70℃，底辊温度控制在35～45℃。
牵引速度控制在18～35HZ，压延速度控制在18～25HZ。
(5)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。得到产品。
其中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为18％。阻燃剂选自三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、六溴环十二烷中的至少一种。
得到的阻燃防水板各项物理性能差，不能满足各项指标要求。
由对比例1可知，乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量过低、直接采用未与高分子材料混合的阻燃剂，会导致最终获得产品性能差，无法满足施工指标要求。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (17)

1.一种阻燃防水板，包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和阻燃母料。
2.根据权利要求1所述的阻燃防水板，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为28.5％-30％。
3.根据权利要求1所述的阻燃防水板，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为3％-6％。
4.根据权利要求1所述的阻燃防水板，其特征在于，所述阻燃防水板厚度为0.5mm–2.5mm。
5.根据权利要求1-4的任一项所述的阻燃防水板，其特征在于，所述阻燃母料包括高分子化合物和下述两者的至少一种：具有阻燃性能的有机物和具有阻燃性能的无机物。
6.根据权利要求5所述的阻燃防水板，其特征在于，所述高分子化合物包括乙烯-乙酸乙烯共聚物。
7.根据权利要求6所述的阻燃防水板，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量不低于8％，优选不低于10％，进一步优选为12％-14％。
8.根据权利要求5所述的阻燃防水板，其特征在于，所述具有阻燃性能的有机物包括六溴环十二烷。
9.根据权利要求5所述的阻燃防水板，其特征在于，所述具有阻燃性能的无机物包括三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的阻燃防水板，其特征在于，所述阻燃母料包括30wt％-50wt％的六溴环十二烷、15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝、5wt％-15wt％的氯化聚乙烯和10wt％-20wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。
11.根据权利要求1-10的任一项所述的阻燃防水板，其特征在于，所述阻燃防水板包括20-45重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-25重量份茂金属聚乙烯、15-30重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、20-45重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和15-35重量份阻燃母料。
12.根据权利要求11所述的阻燃防水板，其特征在于，所述阻燃防水板包括25-40重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-20重量份茂金属聚乙烯、20-25重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、30-40重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和20-30重量份阻燃母料。
13.一种阻燃防水板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯、阻燃母料投入到高速搅拌混合罐中，搅拌均匀后输送至挤板生产线的料仓；
(2)开启单螺杆挤出机的加热与冷却系统，设置各区温度，主机温度控制在190℃-240℃，模头温度控制在210℃-220℃，中辊温度控制在50℃-70℃，底辊温度控制在35℃-45℃；
(3)设置温度到达后，开启主机，压延辊，牵引机，收卷切割后包装。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯酯(VA)的重量百分含量为28.5％-30％。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述阻燃母料包括高分子化合物和下述两者的至少一种：具有阻燃性能的有机物和具有阻燃性能的无机物。
16.根据权利要求13-15任一项所述的方法，其特征在于，所述阻燃母料包括30wt％-50wt％的六溴环十二烷、15wt％-30wt％的三氧化二锑、5wt％-15wt％的硼酸锌、5wt-15wt％的氢氧化铝、5wt％-15wt％的氯化聚乙烯和10wt％-20wt％的乙烯-乙酸乙烯共聚物。
17.根据权利要求13-15任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)的原料包括20-45重量份高密度聚乙烯、5-20重量份线性低密度聚乙烯、10-25重量份茂金属聚乙烯、15-30重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物、20-45重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚乙烯和15-35重量份阻燃母料。
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