CN108530769A - 一种可焊接的橡塑止水带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体5~40份；塑性体5~40份；填充剂5~40份；补强剂3~40份；纳米活化剂0.5~15份；偶联剂0.2~7份；防老剂0.5~7份；其中，所述橡胶弹性体为三元乙丙橡胶（EPDM）、POE塑料、热塑性聚烯烃中的一种或多种组合。本发明所提供的止水带具有可焊接性能，止水带之间通过焊接达到本体之间的结合，真正成为一体，搭接边牢固，且制备方法简单，制品性能稳定，能耗低，适合进行批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及工程防水领域，具体涉及一种可焊接的橡塑止水带及其制备方法。
背景技术
随着现代社会的发展，我国基础设施建设进一步加快，建筑、地铁、涵洞、隧道、暗渠、挡水坝、蓄水池等工程越来越多，由于止水带主要用于现浇混凝土工程中建筑物和构筑物的变形缝、施工缝和后浇带防水，被基建工程、地下设施、隧道、污水处理厂、水利、地铁等工程中，且止水带还是防水堵漏的理想产品。
现有止水带产品的材质多采用纯铜片、钢板、橡胶、塑料等。其中，铜片止水带和钢板止水带容易生锈，从而导致止水带质量下降，同时现场安装也很复杂，因此现在较常使用的是橡胶止水带和塑料止水带产品，但是橡塑止水带搭接困难，搭接边位置容易渗水、窜水而降低产品质量。虽然目前已有人开始研发自粘型橡塑止水带来解决橡塑止水带搭接困难的问题，但目前仍未解决自粘层老化的问题，因此自粘型橡塑止水带的自粘层不能达到与橡塑止水带同寿命，同样搭接边采用自粘胶粘接止水带，两相体系不相容，会面临胶层老化、止水带“轻组分”析出导致脱粘、产品性能下降等问题，从而失去产品效能。
发明内容
基于上述的现有的技术缺陷，本发明提供了一种可焊接的橡塑止水带，能有效解决橡塑止水带搭接困难以及搭接边性能下降的问题。
本发明还提供了上述可焊接的橡塑止水带的制备方法。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：
橡胶弹性体10～35份；
塑性体10～35份；
填充剂10～40份；
补强剂5～35份；
纳米活化剂1～10份；
偶联剂0.5～5份；
防老剂1～5份。
其中，所述橡胶弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM)、POE塑料、热塑性聚烯烃(TPO)中的一种或多种组合。
本发明通过采用能够用于焊接的橡胶弹性体与其他原料复合得到了一种可焊接的橡塑止水带，在施工应用时通过热焊即可实现止水带之间的搭接，搭接的止水带在搭接部位真正相互融为一体，搭接牢固紧密性好，且不会随着时间推移发生脱离。另外，本方案采用橡胶弹性体与塑性体为主料，再配合填充剂、补强剂、纳米活化剂和偶联剂，偶联剂能显著改善填充剂、补强剂以及纳米活化剂的表面性能，增强其与有机物料的相容性，补强效果优异，且制品的拉伸强度、断裂伸长率高。由于填充剂、补强剂和防老剂之间的配合作用，制品分子间隙小，抗老化、耐磨性能好，机械性能优异。本发明的止水带具有优异的防水性能，硬度适宜，低温性能优异，与混凝土能形成刚-柔防水，防水效果更为优异。
进一步地，所述塑性体为聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种组合；所述填充剂为硬质陶土、活性碳酸钙或纳米级高岭土中的一种或多种组合；所述补强剂为炭黑或白炭黑的一种或多种组合；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合；所述防老剂为防老剂264、防老剂2246中的一种或多种组合，所述防老剂还可以采用防老剂1010、防老剂1076、防老剂168中一种或多种组合。
本发明所提供的止水带强度高，拉伸强度＞20MPa，能有效保证施工过程的安全稳固性；本发明延伸性好，断裂伸长率＞500％，可以很好地应对现浇混凝土因形变产生的变形等问题。
优选地，所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一种或多种，聚丙烯为共聚聚丙烯；所述炭黑为N234、N326、N330、N550、N660中的一种或多种组合，所述白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。
一种上述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：捏合：按配方重量份数将橡胶弹性体、一部分塑性体、填充剂、补强剂、纳米活化剂、防老剂加入到高速捏合机内捏合，捏合机内温度控制在85～110℃，捏合时间为5～10分钟；将偶联剂均匀加入到高速捏合机中，保持捏合机内捏合温度为85～110℃，恒温捏合1～2分钟，捏合过程中捏合机内压力为0.4±0.1MPa，确保以上物料分散均匀；
S2：造粒：将捏合后的物料通过双螺杆挤出造粒机造粒，制得母料颗粒备用；
S3：挤出压延：将剩余部分塑性体与母料混合均匀，投入双螺杆挤出机中塑化挤出，随后经压延系统定型得到一定形状、规格的止水带；
S4：冷却：将止水带经风冷却、压辊冷却，最后按所需规格收卷、入库备用。
本发明所采用的制备方法通过将部分塑性体与橡胶弹性体、填充剂、补强剂、纳米活化剂、防老剂先加入捏合机，经过捏合是物料分散均匀之后造粒，然后再将剩余部分塑性体与捏合造粒母料同时加入挤出机，挤出冷却成型得到止水带。由于有些橡胶弹性体的塑化能力低于塑性体，也即流动性稍差，本发明通过分两步加入塑性体，能够有效地提高整体配方的混料均匀性，使生产出的橡塑止水带的性能更为稳定，同时该制备方法简单，能耗低，适合大批量生产。
进一步地，步骤S1中，所加入的塑性体为塑性体总质量的1/3～2/3。
进一步地，步骤S2中，造粒时控制双螺杆机筒温度保持在150～190℃，机头温度设定在170～185℃。
进一步地，步骤S3中，挤出过程中，所述双螺杆挤出机的机筒温度控制在180～220℃，模头温度控制在190～210℃，机头温度控制在210～230℃。优选地，所述双螺杆挤出机的机头温度由中间向两侧逐渐升高。
与现有技术比较，本发明的有益效果具体为：
(1)本发明的止水带具有可焊接性能，达到本体之间的结合，真正成为一体，搭接边牢固，且不容易因为老化而导致搭接部位性能下降。
(2)本发明的止水带强度高，其拉伸强度＞20MPa，保证施工过程的安全稳固性。
(3)本发明的止水带延伸性好，其断裂伸长率＞500％，可以很好地应对现浇混凝土因形变产生的变形等问题。
(4)本发明的止水带具有优异的防水性能，硬度低，低温性能优异，易于施工，且能够与混凝土形成刚-柔防水结构，防水效果更为优异。
(5)本发明的制备方法简单，制品性能稳定，能耗低，适合进行批量生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体10份；塑性体10份；填充剂10份；补强剂5份；纳米活化剂1份；偶联剂0.5份；防老剂1份。
其中，所述橡胶弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM)；所述塑性体为聚乙烯；所述填充剂为硬质陶土；所述补强剂为炭黑；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述防老剂为防老剂264和防老剂2246以3:1的比例混合的混合物。
一种上述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：捏合：按配方重量份数将橡胶弹性体、一半塑性体、填充剂、补强剂、纳米活化剂、防老剂加入到高速捏合机内捏合，捏合机内温度控制在85～110℃，捏合时间为5～10分钟；将偶联剂均匀加入到高速捏合机中，保持捏合机内捏合温度为85～110℃，恒温捏合1～2分钟，捏合过程中捏合机内压力为0.4±0.1MPa，确保以上物料分散均匀；
S2：造粒：将捏合后的物料通过双螺杆挤出造粒机造粒，制得母料颗粒备用；造粒时控制双螺杆机筒温度保持在150～190℃，机头温度设定在170～185℃；
S3：挤出压延：将剩余部分塑性体与母料混合均匀，投入双螺杆挤出机中塑化挤出，双螺杆挤出机机筒温度控制在180～220℃，模头温度控制在190～210℃，机头温度控制在210～230℃，机头温度由中间向两侧逐渐升高；随后经压延系统定型得到一定形状、规格的止水带；
S4：冷却：将止水带经风冷却、压辊冷却，最后按所需规格收卷、入库备用。
实施例2
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体15份；塑性体25份；填充剂20份；补强剂25份；纳米活化剂5份；偶联剂1份；防老剂3份。
其中，所述橡胶弹性体为热塑性聚烯烃(TPO)；所述塑性体为聚乙烯和聚丙烯以1:1混合的混合物；所述填充剂为纳米级高岭土；所述补强剂为炭黑和白炭黑以1:1的比例混合；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述防老剂为防老剂1010、防老剂168和防老剂1076以1:2:3的比例混合。
上述可焊接的橡塑止水带的制备方法同实施例1。
实施例3
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体15份；塑性体35份；填充剂35份；补强剂25份；纳米活化剂5份；偶联剂5份；防老剂5份。
其中，所述橡胶弹性体为POE塑料；所述塑性体为聚丙烯；所述填充剂为活性碳酸钙；所述补强剂为白炭黑；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂以2:1的比例混合的混合物；所述防老剂为防老剂264。
上述可焊接的橡塑止水带的制备方法同实施例1。
实施例4
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体15份；塑性体30份；填充剂20份；补强剂25份；纳米活化剂6份；偶联剂4份；防老剂3份。
其中，所述橡胶弹性体为热塑性聚烯烃(TPO)；所述塑性体为聚乙烯；所述填充剂为硬质陶土、活性碳酸钙和纳米级高岭土以2:3:1的比例混合；所述补强剂为炭黑；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述防老剂为防老剂1076和防老剂168以1:5的比例混合。
上述可焊接的橡塑止水带的制备方法除步骤S1加入的塑性体为塑性体总量的1/3，其他与实施例1相同。
实施例5
一种可焊接的橡塑止水带，由以下按重量份数计的原料组成：橡胶弹性体35份；塑性体35份；填充剂40份；补强剂35份；纳米活化剂10份；偶联剂5份；防老剂5份。
其中，所述橡胶弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM)和热塑性聚烯烃(TPO)以4:1的比例混合；所述塑性体为聚丙烯；所述填充剂为活性碳酸钙；所述补强剂为炭黑；所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述防老剂为防老剂1010。
上述可焊接的橡塑止水带的制备方法除步骤S1加入的塑性体为塑性体总量的2/3，其他与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的差别在于，橡胶弹性体的重量份数为20份。
对比例2
与实施例1的差别在于，塑性体的重量份数为25份。
对比例3
与实施例1的差别在于，其制备方法中，步骤S1加入的塑性体为塑性体总量的1/4。
对比例4
与实施例1的差别在于，其制备方法中，步骤S1加入的塑性体为塑性体总量的3/4。
对比例5
与实施例1的差别在于，可焊接的橡塑止水带的制备方法，具体包括以下步骤：
S1：捏合：按配方重量份数将一半橡胶弹性体、塑性体、填充剂、补强剂、纳米活化剂、防老剂加入到高速捏合机内捏合，捏合机内温度控制在85～110℃，捏合时间为5～10分钟；将偶联剂均匀加入到高速捏合机中，保持捏合机内捏合温度为85～110℃，恒温捏合1～2分钟，捏合过程中捏合机内压力为0.4±0.1MPa，确保以上物料分散均匀；
S2：造粒：将捏合后的物料通过双螺杆挤出造粒机造粒，制得母料颗粒备用；造粒时控制双螺杆机筒温度保持在150～190℃，机头温度设定在170～185℃；
S3：挤出压延：将剩余部分的橡胶弹性体与母料混合均匀，投入双螺杆挤出机中塑化挤出，双螺杆挤出机机筒温度控制在180～220℃，模头温度控制在190～210℃，机头温度控制在210～230℃，机头温度由中间向两侧逐渐升高；随后经压延系统定型得到一定形状、规格的止水带；
S4：冷却：将止水带经风冷却、压辊冷却，最后按所需规格收卷、入库备用。
性能测试
将实施1～5以及对比例1～5所得到的可焊接的橡塑止水带按GB/T18173.2-2014《高分子防水材料第2部分止水带》测试相关理化性能指标，另外，对于止水带的可焊接性能采用止水带与止水带之间接缝剥离强度表示，按GB/T328.21-2007《建筑防水卷材试验方法第21部分高分子防水卷材接缝剥离性能》进行测试。具体测试结果如表1所示。
根据表1所示的测试结果可知，实施例1～5所提供的橡塑止水带的各个性能均符合GB/T18173.2-2014以及GB/T 328.21-2007的标准要求，止水带的焊接性能优异，剥离强度高，接缝的剥离都发生在止水带上，同时其拉伸强度高和延伸性好，拉伸强度＞20Mpa，断裂伸长率＞500％。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可焊接的橡塑止水带，其特征在于，由以下按重量份数计的原料组成：
橡胶弹性体 10~35份；
塑性体 10~35份；
填充剂 10~40份；
补强剂 5~35份；
纳米活化剂 1~10份；
偶联剂 0.5~5份；
防老剂 1~5份；
其中，所述橡胶弹性体为三元乙丙橡胶、POE塑料、热塑性聚烯烃中的一种或多种组合。
2.根据权利要求1所述的可焊接的橡塑止水带，其特征在于，所述塑性体为聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种组合；和/或所述填充剂为硬质陶土、活性碳酸钙或纳米级高岭土中的一种或多种组合；和/或所述补强剂为炭黑或白炭黑的一种或多种组合；和/或所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌；和/或所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合；和/或所述防老剂为防老剂264、防老剂2246中的一种或多种组合，或者为防老剂1010、防老剂1076、防老剂168中一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的可焊接的橡塑止水带，其特征在于，所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一种或多种，聚丙烯为共聚聚丙烯。
4.根据权利要求2所述的可焊接的橡塑止水带，其特征在于，所述炭黑为N234、N326、N330、N550、N660中的一种或多种组合，所述白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。
5.根据权利要求1~4任一项所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：捏合：按配方重量份数将橡胶弹性体、一部分塑性体、填充剂、补强剂、纳米活化剂、防老剂加入到高速捏合机内捏合，捏合机内温度控制在85~110℃，捏合时间为 5~10 分钟；将偶联剂加入到高速捏合机中，保持捏合机内捏合温度为 85~110℃，恒温捏合 1~2 分钟，捏合过程中捏合机内压力为 0.4±0.1MPa，确保以上物料分散均匀；
S2：造粒：将捏合后的物料通过双螺杆挤出造粒机造粒，制得母料颗粒备用；
S3：挤出压延：将剩余部分塑性体与母料混合均匀，投入双螺杆挤出机中塑化挤出，随后经压延系统定型得到止水带；
S4：冷却：将止水带经风冷却、压辊冷却，最后按所需规格收卷、入库备用。
6.根据权利要求5所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所加入的塑性体为塑性体总质量的1/3~2/3。
7.根据权利要求5所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所加入的塑性体为塑性体总质量的1/2。
8.根据权利要求5所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，步骤S2中，造粒时控制双螺杆机筒温度保持在 150~190℃，机头温度设定在 170~185℃。
9.根据权利要求5所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，步骤S3中，挤出过程中，所述双螺杆挤出机的机筒温度控制在 180~220℃，模头温度控制在190~210℃，机头温度控制在 210~230℃。
10.根据权利要求9所述的可焊接的橡塑止水带的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的机头温度由中间向两侧逐渐升高。
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