CN107351490B - 水利工程自排气防水卷材的生产工艺 - Google Patents

水利工程自排气防水卷材的生产工艺 Download PDF

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Abstract

水利工程自排气防水卷材的生产工艺，首先将准备好的原材料放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基后将胎基送入压延机中压合成胎体，再将胎体的上下表面覆膜后进行牵引、裁边、收卷即可。本发明所生产的防水卷材排气和防水性能俱佳，搭接方便且搭接处排气性能和防水性能不受影响，防水卷材的弹力高，柔韧性高，不易开裂。

Description

水利工程自排气防水卷材的生产工艺
技术领域
本发明涉及水利工程防水技术领域，具体涉及水利工程自排气防水卷材的生产工艺。
背景技术
水利工程是用于控制和调配自然界的地表水及地下水，达到除害兴利目的的工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要，只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人们生产和生活的需要。
水利工程具有很强的系统性和综合性，一般规模大，技术复杂，工期较长，投资多，因此兴建时必须使用质量过关的材料进行建设。水利工程规划的目的是全面考虑、合理安排地面和地下水资源的控制、开发和使用方式，最大限度地做到安全、经济、高效。
中国地貌广阔，水利工程项目众多，水利工程承担挡水、蓄水和泄水的任务，因而对水工建筑物的稳定、承压、防渗、抗冲、耐磨、抗冻、抗裂等性能都有特殊要求，水利工程一旦渗水，造成的后果非常严重。
目前在水利工程中，施工结构处所覆盖的防水卷材，其透气性能不能满足所需，造成封闭在施工结构内部的气体无法和外部环境进行疏通，导致施工结构与防水卷材之间出现气胀问题。在出现气胀的情况下，防水卷材会出现一定位移，而现有的防水卷材弹力小，柔韧性能差，导致防水卷材经常出现开裂现象，进而容易造成工程失败。
在水利工程中，需要将防水卷材进行大规模铺设并形成一体。现有技术中将相邻两块防水卷材搭接起来通常采取以下两种方法。第一种方法是将两块防水卷材直接粘接起来，但是该搭接方法不牢靠，容易开裂，进而影响防水效果。第二种方法是将一块防水卷材的边缘重合搭设到另一块防水卷材的边缘上，再将二者焊接起来，通过焊接虽然保证了搭接的可靠性和牢固性，但是导致了相邻两块防水卷材的连接处厚度增加，从而使该处的排气性能大打折扣。
现有专利申请号为“201210237350.0”的专利申请文件公开了一种水利工程自排气防水卷材的生产工艺，该工艺中在覆膜时，将覆面体边缘超过胎体边缘15-25厘米，并将超过部分用于施工搭接边。但此种搭接方式造成相邻两块防水卷材接缝处有间隙，容易造成渗漏，防水效果大大降低，并不能满足水利工程中的防水需要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供水利工程自排气防水卷材的生产工艺，所生产的防水卷材排气和防水性能俱佳，搭接方便且搭接处排气性能和防水性能不受影响，防水卷材的弹力高，柔韧性高，不易开裂。
本发明所采用的技术方案是：水利工程自排气防水卷材的生产工艺，首先将准备好的原材料放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基后将胎基送入压延机中压合成胎体，再将胎体的上下表面覆膜后进行牵引、裁边、收卷即可，所述原材料按照重量份数包括100-150份废旧轮胎粉、20-40份改性硅藻土、3-5份钛白粉和0.5-0.7份抗氧剂330；所述改性硅藻土将硅藻土加入到其重量3-5倍且浓度为0.15-0.16g/ml硝酸铈铵水溶液中，并在30-35℃温度下搅拌2-3h以制成硅藻土浆，再将硅藻土浆进行抽滤并用水洗涤直至水中不含硝酸铈铵，得到改性硅藻土；所述将胎基送入压延机后，先按成品所需厚度要求来调节压延机的辊距，当压延出成品所需长度要求的中间胎体后再次调节压延机的辊距，使压延机压出搭接用边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为成品所需厚度的1/2，边缘薄胎体的长度为成品所需长度的5％-7％，通过循环调节压延机的辊距从而压出依次连接的中间胎体和边缘薄胎体，所述裁边时沿边缘薄胎体中线进行裁割。
进一步的，所述将胎体的上下表面覆膜的具体过程为，首先准备无纺布、氟硅树脂和甲乙酮作为覆膜用的原材料，然后按照重量比将1-2份的氟硅树脂和10-16份的甲乙酮混合均匀，并在65-80℃温度下加热直至氟硅树脂在甲乙酮中完全溶解，从而得到备用溶液，将备用溶液通过高压静电纺丝装置喷丝堆积在无纺布上，从而在无纺布上形成纤维层，并与无纺布复合形成隔离膜，再对隔离膜进行加热烘干直至没有甲乙酮残留，最后将烘干后的隔离膜没有纤维层的一面贴设在胎体表面上即可。
进一步的，所述纤维层的厚度为7GSM-9GSM。
进一步的，所述无纺布通过压光辊进行压光处理，从而得到具有光滑附着面的无纺布，压光处理中压光辊的压力为0.4-0.6MPa，温度为80℃-90℃，所述备用溶液喷涂于所述无纺布的光滑附着面上。
进一步的，所述防水卷材的成品所需厚度为2-4mm，防水卷材的成品所需长度为8-15m。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、利用本发明所述工艺制成防水卷材，仅仅水蒸气分子可通过，液态的水分子无法通过，能够实现卓越的防水透气性，使水利工程中封闭在施工结构内部的气体有效排出，从而防止施工结构与防水卷材之间出现气胀问题，防水卷材弹性高、柔韧性高，当施工结构内部气体过多，堆积于施工结构与防水卷材之间时，能够抵御一定程度的位移，防水卷材不易开裂，给予堆积气体充分时间排出，满足水利工程中的需要；
二、通过调节压延机的辊距从而使制成的防水卷材具有边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为所需成品防水卷材厚度的一半，在水利工程中将相邻两个防水卷材搭接时，将两个防水卷材的边缘薄胎体重合压叠在一起后焊接，搭接十分牢固，且使搭接处厚度与成品防水卷材厚度相同，不影响排气，并使多个防水卷材搭接后成为一体，防水效果大大提高；
三、本发明中的硅藻土经过改性后，容易分散，使得废旧轮胎粉与改性硅藻土之间的相容性能和亲和性能大大提高，从而使制成的胎体受力均匀，平整度好，进而使排气和防水效果更佳；
四、本发明中覆膜所采用的隔离膜具有良好的防水透气性能，隔离膜的纤维层是由硅氟树脂和甲乙酮制成的备用溶液通过高压静电纺丝装置喷丝堆积在无纺布上的，引入的氟元素和硅元素一方面用于降低静电纺丝过程中纤维的表面张力，加快甲乙酮的挥发速度；另一方面降低纤维的表面张力，增大纤维层的水接触角，根据拉普斯方程，水接触角增大后会提高纤维层的耐水压，进而大大提高了隔离膜的防渗透效果；
五、无纺布通过光压辊进行压光处理，并将备用溶液喷涂于无纺布压光处理后的光滑附着面上，使纤维更容易附着，并使形成的纤维层更加均匀，从而强化了隔离膜的防水和透气性能。
具体施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，本发明的保护范围不局限于以下实施例。实施本发明的过程、条件、试剂等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
水利工程自排气防水卷材的生产工艺，包括以下步骤：
(1)制备胎体
取硅藻土后将硅藻土加入到其重量3倍且浓度为0.15g/ml硝酸铈铵水溶液中，并在30℃温度下搅拌2h以制成硅藻土浆，再将硅藻土浆进行抽滤并用水洗涤直至水中不含硝酸铈铵，得到改性硅藻土，按照重量比取100份废旧轮胎粉、20份改性硅藻土、3份钛白粉和0.5份抗氧剂330放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基，将胎基送入压延机中，按成品所需厚度为2mm来调节压延机的辊距，当压延出成品所需长度为8m的中间胎体后再次调节压延机的辊距，使压延机压出搭接用边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为成品所需厚度的1/2，边缘薄胎体的长度为成品所需长度的5％，通过循环调节压延机的辊距从而压出依次连接的中间胎体和边缘薄胎体；
(2)制备隔离膜
准备无纺布、氟硅树脂和甲乙酮作为覆膜用的原材料，将无纺布在压光辊的压力为0.4MPa、温度为80℃的条件下进行压光处理，从而得到具有光滑附着面的无纺布，然后按照重量比将1份的氟硅树脂和10份的甲乙酮混合均匀，并在65℃温度下加热直至氟硅树脂在甲乙酮中完全溶解，从而得到备用溶液，将备用溶液通过高压静电纺丝装置喷丝堆积在无纺布的光滑附着面上，从而在无纺布上形成厚度为7GSM的纤维层，并与无纺布复合形成隔离膜，再对隔离膜进行加热烘干直至没有甲乙酮残留；
(3)覆膜、牵引、裁边和收卷
将隔离膜没有纤维层的一面贴设在胎体上下表面上，牵引后沿边缘薄胎体中线进行裁割，裁割后收卷即制成防水卷材。
实施例2
水利工程自排气防水卷材的生产工艺，包括以下步骤：
(1)制备胎体
取硅藻土后将硅藻土加入到其重量4倍且浓度为0.15g/ml硝酸铈铵水溶液中，并在33℃温度下搅拌2.5h以制成硅藻土浆，再将硅藻土浆进行抽滤并用水洗涤直至水中不含硝酸铈铵，得到改性硅藻土，按照重量比取135份废旧轮胎粉、30份改性硅藻土、4份钛白粉和0.6份抗氧剂330放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基，将胎基送入压延机中，按成品所需厚度为3mm来调节压延机的辊距，当压延出成品所需长度为11m的中间胎体后再次调节压延机的辊距，使压延机压出搭接用边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为成品所需厚度的1/2，边缘薄胎体的长度为成品所需长度的6％，通过循环调节压延机的辊距从而压出依次连接的中间胎体和边缘薄胎体；
(2)制备隔离膜
准备无纺布、氟硅树脂和甲乙酮作为覆膜用的原材料，将无纺布在压光辊的压力为0.5MPa、温度为85℃的条件下进行压光处理，从而得到具有光滑附着面的无纺布，然后按照重量比将1.5份的氟硅树脂和13份的甲乙酮混合均匀，并在70℃温度下加热直至氟硅树脂在甲乙酮中完全溶解，从而得到备用溶液，将备用溶液通过高压静电纺丝装置喷丝堆积在无纺布的光滑附着面上，从而在无纺布上形成厚度为8GSM的纤维层，并与无纺布复合形成隔离膜，再对隔离膜进行加热烘干直至没有甲乙酮残留；
(3)覆膜、牵引、裁边和收卷
将隔离膜没有纤维层的一面贴设在胎体上下表面上，牵引后沿边缘薄胎体中线进行裁割，裁割后收卷即制成防水卷材。
实施例3
水利工程自排气防水卷材的生产工艺，包括以下步骤：
(1)制备胎体
取硅藻土后将硅藻土加入到其重量5倍且浓度为0.16g/ml硝酸铈铵水溶液中，并在35℃温度下搅拌3h以制成硅藻土浆，再将硅藻土浆进行抽滤并用水洗涤直至水中不含硝酸铈铵，得到改性硅藻土，按照重量比取150份废旧轮胎粉、40份改性硅藻土、5份钛白粉和0.7份抗氧剂330放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基，将胎基送入压延机中，按成品所需厚度为4mm来调节压延机的辊距，当压延出成品所需长度为15m的中间胎体后再次调节压延机的辊距，使压延机压出搭接用边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为成品所需厚度的1/2，边缘薄胎体的长度为成品所需长度的7％，通过循环调节压延机的辊距从而压出依次连接的中间胎体和边缘薄胎体；
(2)制备隔离膜
准备无纺布、氟硅树脂和甲乙酮作为覆膜用的原材料，将无纺布在压光辊的压力为0.6MPa、温度为90℃的条件下进行压光处理，从而得到具有光滑附着面的无纺布，然后按照重量比将2份的氟硅树脂和16份的甲乙酮混合均匀，并在80℃温度下加热直至氟硅树脂在甲乙酮中完全溶解，从而得到备用溶液，将备用溶液通过高压静电纺丝装置喷丝堆积在无纺布的光滑附着面上，从而在无纺布上形成厚度为9GSM的纤维层，并与无纺布复合形成隔离膜，再对隔离膜进行加热烘干直至没有甲乙酮残留；
(3)覆膜、牵引、裁边和收卷
将隔离膜没有纤维层的一面贴设在胎体上下表面上，牵引后沿边缘薄胎体中线进行裁割，裁割后收卷即制成防水卷材。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
所述改性硅藻土还可以通过以下方式得到，将硅藻土采用水浴加热至80-90℃，保温20-30min，然后进行研磨，研磨温度控制在55-60℃，研磨10min后，采用350W的微波处理15s，再继续研磨10min，然后采用400W微波处理10s，再将其和为硅藻土重量0.05倍的铝锆偶联剂一同添加到质量浓度为5.7％的硬脂酸溶液中，并在33-35℃温度下以500r/min转速搅拌2-3h，然后过滤，将过滤物在33-35℃温度下进行干燥，干燥后冷却至室温即得到改性硅藻土，利用该方式得到的改性硅藻土分散性更强。
所述原材料按照重量份数包括100-150份废旧轮胎粉、20-40份改性硅藻土、3-5份钛白粉和0.5-0.7份抗氧剂330和0.1-0.3份抗氧剂618。
所述防水卷材其中一侧的防水卷材上设置有凹槽，另一侧设置有与该凹槽匹配的凸块，通过相邻两个防水卷材的凹槽和凸块的配合，使搭接时两个防水卷材更容易定位，搭接更牢固，一体化更强。

Claims (4)

1.水利工程自排气防水卷材的生产工艺，首先将准备好的原材料放入搅拌机中混合均匀，再将混合好的混合料放入密炼机中密炼成膏状体，然后将膏状体放入挤出机中挤压成胎基后将胎基送入压延机中压合成胎体，再将胎体的上下表面覆膜后进行牵引、裁边、收卷即可，其特征在于：所述原材料按照重量份数包括100-150份废旧轮胎粉、20-40份改性硅藻土、3-5份钛白粉和0.5-0.7份抗氧剂330；所述改性硅藻土将硅藻土加入到其重量3-5倍且浓度为0.15-0.16g/ml硝酸铈铵水溶液中，并在30-35℃温度下搅拌2-3h以制成硅藻土浆，再将硅藻土浆进行抽滤并用水洗涤直至水中不含硝酸铈铵，得到改性硅藻土；所述将胎基送入压延机后，先按成品所需厚度要求来调节压延机的辊距，当压延出成品所需长度要求的中间胎体后再次调节压延机的辊距，使压延机压出搭接用边缘薄胎体，边缘薄胎体的厚度为成品所需厚度的1/2，边缘薄胎体的长度为成品所需长度的5％-7％，通过循环调节压延机的辊距从而压出依次连接的中间胎体和边缘薄胎体，所述裁边时沿边缘薄胎体中线进行裁割；
所述将胎体的上下表面覆膜的具体过程为，首先准备无纺布、氟硅树脂和甲乙酮作为覆膜用的原材料，然后按照重量比将1-2份的氟硅树脂和10-16份的甲乙酮混合均匀，并在65-80℃温度下加 热直至氟硅树脂在甲乙酮中完全溶解，从而得到备用溶液，将备用溶液通过高压静电纺丝 装置喷丝堆积在无纺布上，从而在无纺布上形成纤维层，并与无纺布复合形成隔离膜，再对 隔离膜进行加热烘干直至没有甲乙酮残留，最后将烘干后的隔离膜没有纤维层的一面贴设 在胎体表面上即可。
2.如权利要求1所述的水利工程自排气防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述纤维层的克重为7GSM-9GSM。
3.如权利要求1所述的水利工程自排气防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述无纺布通过压光辊进行压光处理，从而得到具有光滑附着面的无纺布，压光处理中压光辊的压力为0.4-0.6MPa，温度为80℃-90℃，所述备用溶液喷涂于所述无纺布的光滑附着面上。
4.如权利要求1所述的水利工程自排气防水卷材的生产工艺，其特征在于：所述防水卷材的成品所需厚度为2-4mm，防水卷材的成品所需长度为8-15m。
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含氟硅嵌段共聚物静电纺丝制备特殊浸润性表面的研究;孟晓美;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20140815;参见第31-34、46页

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