CN109439218A - 一种提高高分子卷材表面极性的片材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65‑80份、轻质碳酸钙15‑30份、紫外线吸收剂0.1‑0.25份、主抗氧剂0.05‑0.12份、辅抗氧剂0.1‑0.25份、硬脂酸0.2‑0.4份、铁白粉0.5‑2份；本发明公开了一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：混合均匀、塑化挤出、压延成型、涂胶和热熔；本发明在原料中掺入一定比例的线性低密度聚乙烯接枝聚合物(LLDPE‑G)，通过提高高分子片材表面极性的方法来提高其剥离强度，LLDPE‑G的加入可改善LDPE高分子片材的表面极性并增强其剥离强度，使得高分子自粘防水卷材的整体性能得以大幅度提升。

Description

一种提高高分子卷材表面极性的片材及其制备方法
技术领域
本发明涉及片材技术领域，具体为一种提高高分子卷材表面极性的片材及其制备方法。
背景技术
非沥青基高分子自粘防水卷材是一种新型的环保型防水材料，由于其优异的物理力学性能、可靠的安装性和经过长期使用所证实的卓越表现已经获得了广泛认可，在预铺防水施工过程中，非沥青基高分子自粘防水卷材具有自愈功能，能与液态混凝土浆料反应固结后形成的防水层与混凝土结构无间隙结合，杜绝防水层间窜水隐患，能有效提高防水系统的有效性；高分子自粘防水卷材的用低密度聚乙烯(LDPE)为非极性树脂，制得的高分子片材表面能低，自粘层难以在其表面得到高粘结强度的结合界面；为此，我们提出一种提高高分子卷材表面极性的片材及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高高分子卷材表面极性的片材及其制备方法，以解决背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65-80份、轻质碳酸钙15-30份、紫外线吸收剂0.1-0.25份、主抗氧剂0.05-0.12份、辅抗氧剂0.1-0.25份、硬脂酸0.2-0.4份、铁白粉0.5-2份。
优选的，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65份、轻质碳酸钙30份、紫外线吸收剂0.25份、主抗氧剂0.12份、辅抗氧剂0.25份、硬脂酸0.4份、铁白粉2份。
优选的，包括以下成分(以重量份计算)：树脂75份、轻质碳酸钙25份、紫外线吸收剂0.2份、主抗氧剂0.1份、辅抗氧剂0.2份、硬脂酸0.3份、铁白粉1.5份。
优选的，包括以下成分(以重量份计算)：树脂70份、轻质碳酸钙20份、紫外线吸收剂0.15份、主抗氧剂0.08份、辅抗氧剂0.15份、硬脂酸0.25份、铁白粉1份。
优选的，包括以下成分(以重量份计算)：树脂80份、轻质碳酸钙15份、紫外线吸收剂0.1份、主抗氧剂0.05份、辅抗氧剂0.1份、硬脂酸0.2份、铁白粉0.5份。
优选的，所述树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为75：0、70：5、65：10和60：15。
优选的，所述轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
优选的，所述主抗氧剂为2，6二叔丁基对甲酚或丙酸十八醇酯的任意一种；所述辅抗氧剂为亚磷酸酯或硫代二丙酸二月桂酸酯的任意一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-O或紫外线吸收剂UV-531的任意一种。
一种如上所述的提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为60-80分钟，控制高混机内温度40-55℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A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℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
优选的，所述步骤三中熔融温度为180-195℃，涂胶温度为130-145℃，涂胶厚度为0.35-0.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在原料中掺入一定比例的线性低密度聚乙烯接枝聚合物(LLDPE-G)，通过提高高分子片材表面极性的方法来提高其剥离强度，LLDPE-G的加入可改善LDPE高分子片材的表面极性并增强其剥离强度，高分子片材的表面极性随着LLDPE-G含量的增加而增加，表面能变大，使得热熔胶容易对其进行润湿；高分子片材的剥离强度随着LLDPE-G的含量的增高而增高，拉伸强度、撕裂强度随着LLDPE-G的加入有一定程度的提高，高分子自粘防水卷材的整体性能得以大幅度提升。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
实施例一：
一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65份、轻质碳酸钙30份、紫外线吸收剂0.25份、主抗氧剂0.12份、辅抗氧剂0.25份、硬脂酸0.4份、铁白粉2份。
进一步地，树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为75：0。
进一步地，轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
进一步地，主抗氧剂为2，6二叔丁基对甲酚；辅抗氧剂为亚磷酸酯；紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-O。
一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为60分钟，控制高混机内温度40℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在180℃，模头温度控制在190℃，机头温度控制在210℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
进一步地，步骤三中熔融温度为180℃，涂胶温度为130℃，涂胶厚度为0.35mm。
实施例二：
一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂75份、轻质碳酸钙25份、紫外线吸收剂0.2份、主抗氧剂0.1份、辅抗氧剂0.2份、硬脂酸0.3份、铁白粉1.5份。
进一步地，树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为70：5。
进一步地，轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
进一步地，主抗氧剂为丙酸十八醇酯；辅抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酸酯；紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为70分钟，控制高混机内温度45℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在185℃，模头温度控制在195℃，机头温度控制在215℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
进一步地，步骤三中熔融温度为185℃，涂胶温度为135℃，涂胶厚度为0.38mm。
实施例三：
一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂70份、轻质碳酸钙20份、紫外线吸收剂0.15份、主抗氧剂0.08份、辅抗氧剂0.15份、硬脂酸0.25份、铁白粉1份。
进一步地，树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为65：10。
进一步地，轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
进一步地，主抗氧剂为2，6二叔丁基对甲酚；辅抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酸酯；紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为75分钟，控制高混机内温度50℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在190℃，模头温度控制在200℃，机头温度控制在220℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
进一步地，步骤三中熔融温度为190℃，涂胶温度为140℃，涂胶厚度为0.4mm。
实施例四：
一种提高高分子卷材表面极性的片材，包括以下成分(以重量份计算)：树脂80份、轻质碳酸钙15份、紫外线吸收剂0.1份、主抗氧剂0.05份、辅抗氧剂0.1份、硬脂酸0.2份、铁白粉0.5份。
进一步地，树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为60：15。
进一步地，轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
进一步地，主抗氧剂为丙酸十八醇酯；辅抗氧剂为亚磷酸酯；紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为80分钟，控制高混机内温度55℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A经双螺杆挤出机塑化挤出，挤出过程中机筒温度控制在200℃，模头温度控制在210℃，机头温度控制在230℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
进一步地，步骤三中熔融温度为195℃，涂胶温度为145℃，涂胶厚度为0.5mm。
以上四组实施例均可制得该片材，其中实施例三为优选，并且本发明通过在原料中掺入一定比例的线性低密度聚乙烯接枝聚合物(LLDPE-G)，通过提高高分子片材表面极性的方法来提高其剥离强度，LLDPE-G的加入可改善LDPE高分子片材的表面极性并增强其剥离强度，高分子片材的表面极性随着LLDPE-G含量的增加而增加，表面能变大，使得热熔胶容易对其进行润湿；高分子片材的剥离强度随着LLDPE-G的含量的增高而增高，拉伸强度、撕裂强度随着LLDPE-G的加入有一定程度的提高，高分子自粘防水卷材的整体性能得以大幅度提升。
本发明的测试方法如下：
拉伸强度和断裂伸长率按GB/T328.9-2007方法A进行，夹具间距120mm，记录最大拉力(N)和片材断裂时的伸长率(％)，取五个试件的平均值，拉力单位为N/50mm；
撕裂强度按GB/T529-2008进行,测试试样的直角撕裂强度；
低温弯折性能按GB/T328.15-2007进行，全部采用纵向试件；
片材剥离强度在(23±2)℃条件下，按GB/T 328.21-2007进行，一个试件的下表面与另一个试件的上表面粘结，粘合面为50mm×75mm，用质量为2kg宽度(50～60)mm的压滚反复滚压三次，粘合后放置24h测试剥离强度，单位N/mm，取五个试件结果的算术平均值作为试验结果。
表面能的测试用舒曼达因笔进行测试，测试间距为2N/m。
实验结果
片材表面能的测定
对依照上述工艺制备出来的高分子片材表面能的测试结果如表l所示，由检测得出的数据可以看出，高分子片材表面能随着LLDPE-G的含量的增高而增高。
表1.高分子片材表明能的测定值
PE:LLDPE-G 75：0 70：5 65：10 60：15
表面能N/m 32 36 38 40
粘结剂对高分子片材的黏附首先是一个润湿过程，润湿过程是气固界面和气液界面被液固界面所取代的过程，描述固气、固液、液气界面自由能γSV，γSL，γLV与接触角θ之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为：γSV-γSL＝γLVCOSθ。增大固体表面极性可使得液体在固体表面的润湿角减小，润湿性变好，润湿更加容易进行。一般PE材质的基材不经任何处理其表面能在31-33N/m[2]，因而在其表面进行喷涂，丝印，复合，粘结都比较困难，如果使其表面能达到38-44N/m之间，则可以满足大部分工艺需求。
从上述的实验结果来看，当片材中LDPE：LLDPE-G的比达到60：15时，高分子片材的表面能可达40N/m，涂胶过程中发现热熔胶在其表面具有很好的润湿性。
片材的剥离强度
对依照上述工艺制备出来的高分子片材剥离强度的测试结果如表2所示，由表中的数据可以看出，高分子片材的剥离强度随着LLDPE-G的含量的增高而增高。
表2.高分子片材的剥离强度
PE:LLDPE-G 75：0 70：5 65：10 60：15
剥离强度N/mm 1.52 1.86 2.12 2.64
热熔压敏胶通过热熔涂敷在基材上，使用时施加一定的压力，使其粘结在被粘物上。压敏胶的压敏性是由其黏附特性来表现的，通过增加高分子片材的表面极性，可以增大片材和粘结剂之间的结合力，添加一定比例LLDPE-G高分子片材和压敏胶剥离测试过程中，只有小部分脱粘发生在高分子片材的表面，大部分热熔胶发生内聚破坏，对同一压敏胶材料来说，其内聚强度并未发生改变，粘结潜力得到有效发挥，因此粘结强度增大。尤其是添加高比列极性树脂的片材剥离时，剥离破坏几乎全部在压敏胶内部发生，其粘结强度可以得到充分发挥，自粘卷材的剥离强度可达2.64N/mm。
物理力学性能
对依照上述工艺制备出来的高分子自粘防水卷材进行各项物理力学性能检测，其检测结果列入表3。
表3.高分子自粘卷材的物理力学性能(对比GB/T23457-2009指标)
由表3的检测数据可知，添加一定比例的LLDPE-G树脂后，高分子片材的拉伸强度和撕裂强度都得以提高，断裂伸长率有小幅度降低，这是因为极性分子可以更加有效的包裹无极填料，形成较好的填充结构，从而提高其物理力学强度。但随着LLDPE-G含量的增加，拉伸强度的提高却并不十分明显，这可能是只要少量的极性树脂就足够对填料进行有效的包裹。由前面的分析可知，LLDPE-G的含量的增加主要改善了高分子片材的整体极性，提高片材的表面能，使热熔胶在其表面更加容易润湿。极性树脂在此添加范围内所制备的高分子片材都可以通过-40℃的低温弯折性测试。综合考虑加工操作性和成本价格，PE:LLDPE-G＝65:10的综合性能为最佳。
最终得出：LLDPE-G对高分子自粘防水卷材的性能影响如下：高分子片材的表面极性随着LLDPE-G含量的增加而增加，表面能变大，使得热熔胶容易对其进行润湿；高分子片材的剥离强度随着LLDPE-G的含量的增高而增高；拉伸强度、撕裂强度随着LLDPE-G的加入有一定程度的提高，但随含量的增加提高幅度并不明显；断裂伸长率仅有小幅度降低；高分子自粘防水卷材的整体性能得以大幅度提升。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65-80份、轻质碳酸钙15-30份、紫外线吸收剂0.1-0.25份、主抗氧剂0.05-0.12份、辅抗氧剂0.1-0.25份、硬脂酸0.2-0.4份、铁白粉0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于，包括以下成分(以重量份计算)：树脂65份、轻质碳酸钙30份、紫外线吸收剂0.25份、主抗氧剂0.12份、辅抗氧剂0.25份、硬脂酸0.4份、铁白粉2份。
3.根据权利要求1所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于，包括以下成分(以重量份计算)：树脂75份、轻质碳酸钙25份、紫外线吸收剂0.2份、主抗氧剂0.1份、辅抗氧剂0.2份、硬脂酸0.3份、铁白粉1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于，包括以下成分(以重量份计算)：树脂70份、轻质碳酸钙20份、紫外线吸收剂0.15份、主抗氧剂0.08份、辅抗氧剂0.15份、硬脂酸0.25份、铁白粉1份。
5.根据权利要求1所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于，包括以下成分(以重量份计算)：树脂80份、轻质碳酸钙15份、紫外线吸收剂0.1份、主抗氧剂0.05份、辅抗氧剂0.1份、硬脂酸0.2份、铁白粉0.5份。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于：所述树脂中LDPE：LLDPE-G的比例分别为75：0、70：5、65：10和60：15。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于：所述轻质碳酸钙经过硅烷偶联剂进行表面处理。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材，其特征在于：所述主抗氧剂为2，6二叔丁基对甲酚或丙酸十八醇酯的任意一种；所述辅抗氧剂为亚磷酸酯或硫代二丙酸二月桂酸酯的任意一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-O或紫外线吸收剂UV-531的任意一种。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：配对既定量树脂、轻质碳酸钙、紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、硬脂酸和铁白粉，将上述材料置入高混机中混合均匀，混合时间为60-80分钟，控制高混机内温度40-55℃，得到混合料A；
步骤二：将步骤一中得到的混合料A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℃，挤出片材经三滚压延机压延成型；
步骤三：将步骤二中压延成型的高分子片材在涂胶机上进行涂胶处理，粘结层采用SIS压敏热熔胶即可完成。
10.根据权利要求9所述的一种提高高分子卷材表面极性的片材的制备方法，其特征在于：所述步骤三中熔融温度为180-195℃，涂胶温度为130-145℃，涂胶厚度为0.35-0.5mm。
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