CN107521195A - 一种高分子复合防水卷材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高分子复合防水卷材的制备方法，所述的高分子复合防水卷材包括高分子片材层、功能层和表面保护膜层；所述的功能层覆盖在高分子片材层的上表面，所述的保护膜层覆盖在所述功能层的上表面，所述的高分子片材层包括低极性或非极性树脂材料，所述的制备方法包括对所述的高分子片材层进行电晕处理的步骤。经过该工艺生产出的防水卷材功能层与防水层之间结合紧密，卷材耐久性和均匀性都得到大大提升。

Description

一种高分子复合防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子复合防水卷材及其制备方法，属于建筑防水领域。
背景技术
高分子自粘防水卷材是一种新的环保型高分子防水材料，由于其优异的物理力学性能、可靠的安装性及经过长期使用所证实的卓越表现，高分子自粘防水卷材已经获得了广泛认可。现代新型建筑的发展，对防水材料提出了更高的要求，新型防水材料不仅需要有良好的防水性能，对于不同的应用领域，还必须具有相应的功能，如预铺工艺卷材自粘性，外露卷材自洁性，种植屋面卷材耐根穿刺性，多功能型性高分子防水材料是新型防水材料发展的一个重要方向。但高分子自粘卷材由于卷材原材料的LDPE、TPO、POE等材料为无极性或低极性高分子材料，高分子片材层与表面粘结层之间的粘结性较差，导致高分子功能层与高分子片材层之间的复合加工性能差，不利于制备性能稳定的多功能复合防水卷材。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种高分子复合防水卷材及其制备方法，本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种高分子复合多功能防水卷材的生产工艺，经过该工艺生产出的防水卷材功能层与防水层之间结合紧密，卷材耐久性和均匀性都得到大大提升。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高分子复合防水卷材的制备方法，所述的高分子复合防水卷材包括高分子片材层、功能层和表面保护膜层；所述的功能层覆盖在高分子片材层的上表面，所述的保护膜层覆盖在所述功能层的上表面，所述的高分子片材层包括低极性或非极性树脂材料，所述的制备方法包括对所述的高分子片材层进行电晕处理的步骤。
优选的，包括如下步骤：
步骤a：将制作高分子片材层的原料混合后经挤出机塑化挤出，挤出片材经压延得到片材层；
步骤b：对高分子片材层进行电晕处理；
步骤c：将电晕处理后的高分子片材层进行涂胶处理；
步骤d：涂胶后的卷材经过风冷处理后经覆膜后，卷取。
优选的，所述的步骤a为将混合好的原料经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中双螺杆挤出机的机筒温度为190士10℃，双螺杆挤出机的模头温度为200士10℃，双螺杆挤出机的机头温度为220士10℃，挤出片材经三辗压延机压延成片材。
优选的，所述的步骤c中热熔胶的涂布温度约为140℃，涂布的粘度为6000CPS-8000CPS，软化点温度为95℃-105℃，热熔胶密度为0.95g/cm3-1.05g/cm3，涂胶厚度为300微米-400微米。
优选的，所述的电晕处理中放电电极距离高分子片材层约为4mm，电晕电压为280V-350V,电晕功率为4KV.A-6KV.A。
一种上述的高分子复合防水卷材，其特征在于，所述的功能层厚度为0.4～0.5mm、所述的高分子片材层的厚度为0.7～1.5mm。
优选的，所述的高分子片材层包括以下组分：热塑性聚烯烃弹性体、低密度聚乙烯、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸以及钛白粉。
进一步的，所述的高分子片材层的组分以重量份计算包括：50份热塑性聚烯烃弹性体、25份低密度聚乙烯、25份经过硅烷偶联剂活性处理的轻质碳酸钙、0.2份的UV-9紫外线吸收剂、0.1份的1010主抗氧剂、0.2份的168辅抗氧剂、0.3份的硬脂酸以及3份钛白粉。
优选的，所述的低极性或非极性树脂材料包括聚乙烯PE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯UHMWPE、聚烯烃弹性体POE、聚丙烯PP、三元乙丙橡胶EPDM、乙丙橡胶EPM和热塑性聚烯烃TPO中的一种或几种。
本方法在传统的制备方法上引入电晕工艺，在高分子片材复合功能层之前对其进行电晕处理，从而改变高分子片材表面极性，增强功能层在其表面的润湿性以增强附着力，从而达到增强高分子片材层与功能层紧密结合的目标。该方法简单高效，既不影响产品原有的各项性能且不改变原来的生产工艺和生产设备，具有重要的应用价值。
与已有的高分子防水卷材生产工艺相比，本发明的电晕处理有如下优势：
1、电晕处理可使高分子片材表面浸润性大大提高，高分子片材表面更易于热熔胶、沥青粘结剂等功能层的复合。
2、电晕处理后的高分子片材表面产生极性基团，可以和功能层如自粘层中的树脂产生化学吸附，反应等增加他们之间的粘结强度，从而提高高分子片材与功能层的粘结强度。
3、电晕处理只是在高分子片材表面进行改性处理，并不会影响高分子片材基体原有的物理、化学性能以及使用性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种TPO自粘卷材的制备
步骤a：TPO高分子片材的制备：以重量份计算，其中包括：50份主要成分为热塑性聚烯烃弹性体(POE)、25份低密度聚乙烯(LDPE)、25份经过硅烷偶联剂活性处理的轻质碳酸钙、0.2份的UV-9紫外线吸收剂、0.1份的1010主抗氧剂、0.2份的168辅抗氧剂、0.3份的硬脂酸以及3份钛白粉。将混合好的原料经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在190士10℃，模头温度控制在200士10℃，机头温度控制在220士10℃，挤出片材经三辗压延机压延成TPO片材；
步骤b：热熔胶涂胶工艺：经压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理；
步骤c：覆膜：涂胶后的卷材经过风冷处理后经覆膜后，卷取，入库。
实施例2：
一种TPO自粘卷材的制备
步骤a：TPO高分子片材的制备：以重量份计算，其中包括：50份主要成分为热塑性聚烯烃弹性体(POE)、25份低密度聚乙烯(LDPE)、25份经过硅烷偶联剂活性处理的轻质碳酸钙、0.2份的UV-9紫外线吸收剂、0.1份的1010主抗氧剂、0.2份的168辅抗氧剂、0.3份的硬脂酸以及3份钛白粉。将混合好的原料经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在190士10℃，模头温度控制在200士10℃，机头温度控制在220士10℃，挤出片材经三辗压延机压延成TPO片材；
步骤b：TPO片材表面电晕处理工艺：
步骤c：热熔胶涂胶工艺：经压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理；
步骤d：覆膜：涂胶后的卷材经过风冷处理后经覆膜后，卷取，入库。
上述两个本实施例均采用武汉中轻塑料机械有限公司SJSZ92复合挤出机机组。
上述两个实施例热熔胶的涂布温度在140℃左右，涂布的粘度应在6000-8000CPS之间，软化点控制在95-105℃之间，热熔胶密度不低于0.95-1.05g/cm3之间，涂胶厚度控制在300-400微米厚度。
将依照上述两个实施例制备出来的高分子自粘防水卷材进行性能检测，经检测得出的数据可知，经过电晕处理的高分子自粘防水卷材的剥离强度明显要优于未经处理的高分子自粘防水卷材，其他各项力学性能基本一致。说明电晕处理不会影响到高分子片材的力学方面的性能，而通过表面增加化学极性来提高防水卷材的剥离强的。
表1.高分子自粘卷材的物理力学性能
电晕处理工艺，可根据片材的宽度，厚度和生产速度选择合适的电晕参数，以片材表面电晕处理后的表面张力值作为主要控制参数，表面值在38-41mN/m才能达到后期复合要求，具体数值通过达因笔测试。采用达因笔(又叫表面张力测试笔，电晕笔，塑料薄膜测试笔，电晕值测试笔，达因测试笔等)可以准确测试薄膜表面达因值或表面润湿张力电晕笔进行表征。
达因笔的分析结果：
a、电晕处理后的片材若画线很平均地分布，不起任何珠点，则说明该片材表面达因高于或等于达因笔上所标出的指数。
b、电晕处理后的片材若画线慢慢地收缩，则说明该片材表面达因，接近但低于达因笔上所标出的指数。
c、没有电晕处理或处理程度不够的片材若画线立即收缩，并且形成珠点，则说明片材表面达因远低于达因笔所标出的指数。
电晕效果实例：
电晕实例1：1.2mm厚，2.0mm宽聚乙烯PE高分子防水卷材，放电电极距离4mm，电晕电压350V,电晕功率6KV.A。
电晕实例2：1.0mm厚，2.0mm宽热塑性聚烯烃TPO高分子防水卷材，放电电极距离4mm，电晕电压300V,电晕功率5KV.A。
电晕实例3：1.0mm厚，1.2mm宽三元乙丙EPDM高分子防水卷材，放电电极距离4mm，电晕电压280V,电晕功率4KV.A。
表2.电晕前后片材的极性以及剥离强度
本发明通过高分子片材复合功能层之前对其进行电晕处理，从而改变高分子片材表面极性，增强粘结层在其表面的润湿性以增强附着力，从而达到增强高分子片材层与功能层紧密结合的目标，使卷材同时具有优异的防水性能和其他多种特定应用功能。
上述的高分子复合多功能防水卷材，包括高分子片材层，功能层和表面保护膜层；功能层覆盖在高分子片材层上表面，保护膜层覆盖在功能上表面。
为了保证高分子片材层与功能层更好的结合，在高分子片材的表面进行适当的电晕处理，增强功能层在其表面的润湿性以增强附着力，从而达到增强高分子片材层与功能层紧密结合。
功能层包含但不限于自粘层、自洁层、耐根穿刺层、防火层、涂膜保护层等中的一种或几种；
保护膜层可适用于PE隔离膜、PET隔离膜、PVA隔离膜、沙石隔离层等、树脂喷涂隔离层；
功能层中，所用的材料用来满足高分子防水卷材在某个方面的特定性能，所述功能可为阻燃、耐化学腐蚀、耐光老化、耐根穿刺、自洁净性等中的一种或几种功能。
在上述高分子片材电晕处理时，电晕电压和电晕后的高分子片材表面达因值，可由本领域技术人员现场实验确定。
高分子片材层结构并不受特定限制，可为单层均质型结构、双层背衬型结构、中间织物增强型结构中的任何一种。
在本发明的防水卷材中，各层的厚度并不受到特别限制，通常总厚度为1.20～2.00mm；其中功能层度为0.4～0.5mm、高分子片材层的厚度均为0.7～1.5mm。

Claims (10)

1.一种高分子复合防水卷材的制备方法，所述的高分子复合防水卷材包括高分子片材层、功能层和表面保护膜层；所述的功能层覆盖在高分子片材层的上表面，所述的保护膜层覆盖在所述功能层的上表面，其特征在于，所述的高分子片材层包括低极性或非极性树脂材料，所述的制备方法包括对所述的高分子片材层进行电晕处理的步骤。
2.根据权利要求1所述的高分子复合防水卷材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a：将制作高分子片材层的原料混合后经挤出机塑化挤出，挤出片材经压延得到片材层；
步骤b：对高分子片材层进行电晕处理；
步骤c：将电晕处理后的高分子片材层进行涂胶处理；
步骤d：涂胶后的卷材经过风冷处理后经覆膜后，卷取。
3.根据权利要求2所述的高分子复合防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的步骤a为将混合好的原料经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中双螺杆挤出机的机筒温度为190士10℃，双螺杆挤出机的模头温度为200士10℃，双螺杆挤出机的机头温度为220士10℃，挤出片材经三辗压延机压延成片材。
4.根据权利要求2或3所述的高分子复合防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的步骤c中热熔胶的涂布温度约为140℃，涂布的粘度为6000CPS-8000CPS，软化点温度为95℃-105℃，热熔胶密度为0.95g/cm3-1.05g/cm3，涂胶厚度为300微米-400微米。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高分子复合防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的电晕处理中放电电极距离高分子片材层约为4mm，电晕电压为280V-350V,电晕功率为4KV.A-6KV.A。
6.根据权利要求5所述的高分子复合防水卷材的制备方法，其特征在于，所述的电晕处理后的高分子片材表面达因值范围为38mN/m-41mN/m。
7.一种如权利要求1所述的高分子复合防水卷材，其特征在于，所述的功能层厚度为0.4～0.5mm、所述的高分子片材层的厚度为0.7～1.5mm。
8.一种如权利要求2或3所述的高分子复合防水卷材，其特征在于，所述的高分子片材层包括以下组分：热塑性聚烯烃弹性体、低密度聚乙烯、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸以及钛白粉。
9.根据权利要求8所述的高分子复合防水卷材，其特征在于，所述的高分子片材层的组分以重量份计算包括：50份热塑性聚烯烃弹性体、25份低密度聚乙烯、25份经过硅烷偶联剂活性处理的轻质碳酸钙、0.2份的UV-9紫外线吸收剂、0.1份的1010主抗氧剂、0.2份的168辅抗氧剂、0.3份的硬脂酸以及3份钛白粉。
10.一种如权利要求1所述的高分子复合防水卷材，其特征在于，所述的低极性或非极性树脂材料包括聚乙烯PE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯UHMWPE、聚烯烃弹性体POE、聚丙烯PP、三元乙丙橡胶EPDM、乙丙橡胶EPM和热塑性聚烯烃TPO中的一种或几种。
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