CN109161088A - 一种改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法 - Google Patents

一种改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及功能防水材料技术领域，尤其涉及一种改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法。本发明采用如下技术方案：以改性蒙脱土为增强剂、马来酸酐接枝聚乙烯为增溶剂，以乙烯‑醋酸乙烯酯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯为基材，经单螺杆注塑成片制得。本发明的优点在于：制备方法简单，聚合物之间分子围绕无机蒙脱土纳米片层缠绕增强，由此有效解决各聚合物分子间相容差的难题，制得的自粘膜防水卷材具强度高、制品均匀、有韧性好、模量均高等优点。

Description

一种改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能防水材料技术领域，尤其涉及一种改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法。
背景技术
在地铁、隧道等场合，通常采用自粘型防水板技术进行施工。在隧道防水施工中，对防水板的强度、伸长率、耐穿刺能力及施工工艺方面有较高的要求。传统的自粘型防水材料如自粘沥青卷材、EVA涂覆自粘沥青防水板、ECB涂覆自粘沥青防水板等。然而，上述这些传统自粘卷材难以兼顾以上性能方面的要求。比如EVA和ECB通常只有厚制品方能满足力学性能要求，无法兼顾力学强度和施工要求。发明专利CN 102010543 A公开了一种EVA/LLDPE复合高分子防水板，解决了HDPE卷材弯折性差，不易施工，以及ECB防水板材抗刺穿和耐折性差的难题。但是做制备的复合材料制品不均匀、剥离强度和抗撕裂强度等不能完全满足现有地铁、隧道等条件下施工要求。
纳米蒙脱土作为一种纳米材料，比表面积大，加入高分子材料中能有效提高材料的拉伸强度、阻隔性能、结晶温度，并且降低剪切粘度，大大提高材料的加工成型性能。同时由于蒙脱土能够和马来酸酐接枝聚乙烯协同增容，大大提高复合材料的综合性能。
针对现有技术的存在的问题，申请人研究开发一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法，这种新型的防水卷材具有制品均匀、性能稳定、高空刺穿、耐裂隙强度高、耐酸碱、施工简单便利及强弹性等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材及其制备方法，试用于地下于隧道工程的预铺反粘防水工程，具有防水层施工完成后无需保护层直接绑扎钢筋浇混凝土的抗冲击性能简单快捷、工法灵活多样。
本发明的创造的构思：采用树脂类高分子片材为主体防水材料，以蒙脱土作为增强剂，同时协同马来酸酐接枝聚乙烯增容混合物体系，在高分子防水基材上覆非沥青自粘胶材的高分子防水卷材。卷材自粘层与液态混凝土浆料反应固结后，形成防水层与混凝土结构的无间隙结合，杜绝层间窜水隐患，能有效提高防水系统的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
本发明的制备所需的原料质量配比为：
线性低密度聚乙烯：50~80份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：20~30份
高密度聚乙烯：15~25份
改性蒙脱土：1~5份
增溶剂：0.1~1份
抗氧化剂：0.1~0.5份
本发明的制备过程为：
S1.配料：将各原料按所述质量配比配置；
S2.混料：将配置好的原料加入高速搅拌机中混合搅拌均匀；
S3.共挤出片材：采用单杆挤出机共挤出，单杆挤出机的自动控制温系统采用如下技术参数：一区温度175 ℃，二区温度180 ℃，三区温度190 ℃，四区至九区温度190-200 ℃；
S4.成型：物料经过挤出后过换网过滤器过滤，熔体计量泵增压泵送，过T型模头成片，模具自动控温：分22区，温度为200 ℃；再经过三辊压光机压光水温冷却自动控温成型，上辊温度35 ℃，中辊温度60 ℃，下辊温度65 ℃；
S5.牵引、涂胶；
S6.收卷：热熔胶熔箱后，获得产品。
其中，改性蒙脱土的制备过程如下：
S01.称取适量的层状无机颗粒（蒙脱土）分散在适量的去离子水中，置于设定温度的超级恒温水浴锅中，搅拌速度为某一定值下连续搅拌一段时间，静止2.5 h；
S02.量取一定量改性剂且溶于少量水中后，将其溶液缓慢滴加到层状颗粒分散水溶液中，超级恒温水浴加热，通入N2下，离子交换反应24 h；
S03.倒出、过滤、反复多次清洗至用0.1 mol/L的AgNO3未能检测出Cl-的存在；
S04.真空干燥，即获得改性蒙脱土。
本发明的一种原位反应增容法制备高分子复合防水卷材，其组分按重量配比如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-30份、线性低密度聚乙烯50-80份、高密度聚乙烯15-25份、改性蒙脱土1-5份、增溶剂0.1~1份、抗氧化剂0.1~0.5份。
进一步的，上述的改性蒙脱土由改性剂对蒙脱土进行改性获得，其中的改性剂为有机阳离子表面活性剂。
优选的，上述改性剂可以为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
更进一步的，上述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2.3-3.1，高密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2。
本发明所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材是由线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸酯共聚物和高密度聚乙烯为基材与改性蒙脱土为增强剂主要成分构成的高分子纳米复合混合体系。
进一步的，上述的增溶剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
进一步的，上述的抗氧化剂选用硫代二丙酸二月桂酸脂、β-(3,5 -二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八酸醇脂复配。
本发明的有益结果是：
制备方法简单，聚合物之间分子围绕无机蒙脱土纳米片层缠绕增强，由此有效解决各聚合物分子间相容差的难题，制得的自粘膜防水卷材具强度高、制品均匀、有韧性好、模量均高等优点。
具体实施方式
以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：透明型的改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材，由以下质量配比的原料制成：
线性低密度聚乙烯：60份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25份
高密度聚乙烯：15份
改性蒙脱土：2份
增溶剂：0.5份
抗氧化剂：0.2份
其中，改性蒙脱土由改性剂对蒙脱土进行改性获得，其中的改性剂为有机阳离子表面活性剂，具体的，改性剂选用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵复配。
改性蒙脱土的制备方法如下：
S01.称取适量的层状无机颗粒（蒙脱土）分散在适量的去离子水中，置于设定温度的超级恒温水浴锅中，搅拌速度为某一定值下连续搅拌一段时间，静止2.5 h。
S02.量取一定量改性剂且溶于少量水中后，将其溶液缓慢滴加到层状颗粒分散水溶液中，超级恒温水浴加热，通入N2下，离子交换反应24 h。
S03.倒出、过滤、反复多次清洗至用0.1 mol/L的AgNO3未能检测出Cl-的存在。
S04.真空干燥，即获得改性蒙脱土。
具体的，线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2.7，高密度聚乙烯的熔融指数为1.0；增溶剂是马来酸酐接枝聚乙烯；抗氧化剂选用硫代二丙酸二月桂酸脂、β-（3,5 -二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八酸醇脂复配。
本实施例的防水卷材的制备工艺包括以下步骤：
S1.配料：将各原料按所述质量配比配置；
S2.混料：将配置好的原料加入高速搅拌机中混合搅拌均匀；
S3.共挤出片材：采用单杆挤出机共挤出，单杆挤出机的自动控制温系统采用如下技术参数：一区温度175 ℃，二区温度180 ℃，三区温度190 ℃，四区至九区温度190-200 ℃；
S4.成型：物料经过挤出后过换网过滤器过滤，熔体计量泵增压泵送，过T型模头成片，模具自动控温：分22区，温度为200 ℃；再经过三辊压光机压光水温冷却自动控温成型，上辊温度35 ℃，中辊温度60 ℃，下辊温度65 ℃；
S5.牵引、涂胶；
S6.收卷：热熔胶熔箱后，获得产品。
本实施例的复合高分子自粘膜防水卷材按照GB/T18173.1要求测试主要性能指标及检测结果如下表：
实施例2: 不透明型的改性蒙脱土复合高分子自粘膜防水卷材，由以下质量配比的原料制成：
线性低密度聚乙烯：55份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25份
高密度聚乙烯：20份
改性蒙脱土：4份
增溶剂：0.5份
抗氧化剂：0.2份
其中，改性蒙脱土由改性剂对蒙脱土进行改性获得，其中的改性剂为有机阳离子表面活性剂，具体的，改性剂选用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵复配。
改性蒙脱土的制备方法如下：
S01.称取适量的层状无机颗粒（蒙脱土）分散在适量的去离子水中，置于设定温度的超级恒温水浴锅中，搅拌速度为某一定值下连续搅拌一段时间，静止2.5 h。
S02.量取一定量改性剂且溶于少量水中后，将其溶液缓慢滴加到层状颗粒分散水溶液中，超级恒温水浴加热，通入N2下，离子交换反应24 h。
S03.倒出、过滤、反复多次清洗至用0.1 mol/L的AgNO3未能检测出Cl-的存在。
S04.真空干燥，即获得改性蒙脱土。
具体的，线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2.7，高密度聚乙烯的熔融指数为1.0；增溶剂是马来酸酐接枝聚乙烯；抗氧化剂选用硫代二丙酸二月桂酸脂、β-（3,5 -二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八酸醇脂复配。
本实施例的防水卷材的制备工艺包括以下步骤：
S1.配料：将各原料按所述质量配比配置；
S2.混料：将配置好的原料加入高速搅拌机中混合搅拌均匀；
S3.共挤出片材：采用单杆挤出机共挤出，单杆挤出机的自动控制温系统采用如下技术参数：一区温度175 ℃，二区温度180 ℃，三区温度190 ℃，四区至九区温度190-200 ℃；
S4.成型：物料经过挤出后过换网过滤器过滤，熔体计量泵增压泵送，过T型模头成片，模具自动控温：分22区，温度为200 ℃；再经过三辊压光机压光水温冷却自动控温成型，上辊温度35 ℃，中辊温度60 ℃，下辊温度65 ℃；
S5.牵引、涂胶；
S6.收卷：热熔胶熔箱后，获得产品。
本实施例的复合高分子自粘膜防水卷材按照TB/T18173.1要求测试主要性能指标及检测结果如下表：
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于：其组分按重量配比如下：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-30份、线性低密度聚乙烯50-80份、高密度聚乙烯15-25份、改性蒙脱土1-5份、增溶剂0.1~1份、抗氧化剂0.1~0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于：所述改性蒙脱土由改性剂对蒙脱土进行改性获得，其中的改性剂为有机阳离子表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于：所述改性剂可以为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于：所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为2.3-3.1，高密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2。
5.根据权利要求4所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于，所述的增溶剂是马来酸酐接枝聚乙烯。
6.根据权利要求5所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于，所述的抗氧化剂选用硫代二丙酸二月桂酸脂、β-（3,5 -二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八酸醇脂复配。
7.根据权利要求6所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材，其特征在于：本防水卷材是由线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸酯共聚物和高密度聚乙烯为基材与改性蒙脱土为增强剂主要成分构成的高分子纳米复合混合体系。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种新型复合高分子自粘膜防水卷材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.配料：将各原料按所述质量配比配置；
S2.混料：将配置好的原料加入高速搅拌机中混合搅拌均匀；
S3.共挤出片材：采用单杆挤出机共挤出，单杆挤出机的自动控制温系统采用如下技术参数：一区温度175 ℃，二区温度180 ℃，三区温度190 ℃，四区至九区温度190-200 ℃；
S4.成型：物料经过挤出后过换网过滤器过滤，熔体计量泵增压泵送，过T型模头成片，模具自动控温：分22区，温度为200 ℃；再经过三辊压光机压光水温冷却自动控温成型，上辊温度35 ℃，中辊温度60 ℃，下辊温度65 ℃；
S5.牵引、涂胶；
S6.收卷：热熔胶熔箱后，获得产品。
9.根据权利要求8所述的一种改性蒙脱土增强复合高分子自粘膜防水卷材的制备方法，其特征在于：其中改性蒙脱土的制备方法如下：
S01.称取适量的层状无机颗粒（蒙脱土）分散在适量的去离子水中，置于设定温度的超级恒温水浴锅中，搅拌速度为某一定值下连续搅拌一段时间，静止2.5 h；
S02.量取一定量改性剂且溶于少量水中后，将其溶液缓慢滴加到层状颗粒分散水溶液中，超级恒温水浴加热，通入N2下，离子交换反应24 h；
S03.倒出、过滤、反复多次清洗至用0.1 mol/L的AgNO3未能检测出Cl-的存在；
S04.真空干燥，即获得改性蒙脱土。
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