CN111086280B - 一种耐腐蚀性hdpe土工膜及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐腐蚀性HDPE土工膜,包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,所述耐腐蚀性HDPE土工膜拉伸屈服强度65‑70N/mm,拉伸断裂强度90‑100N/mm,抗穿刺强度>1200N;所述防渗层所需母料包括HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:PE‑HD乙烯‑乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙。本发明还提供了其制备方法,包括:HDPE防渗层的制备、底层预处理、湿法压合和复合。本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜,在低温冲击脆化性能满足国标要求的前提下,拉伸强度和抗穿刺强度均得以提升,伸长率也有所提高,而且各层之间结合力强,吸水后不易分层,具有巨大的市场价值。
Description
技术领域
本发明属于土工膜技术领域,涉及一种防渗土工膜,具体涉及一种耐腐蚀性HDPE土工膜及其加工工艺。
背景技术
复合土工膜,又叫复合防渗膜,分为一布一膜和两布一膜,宽幅4-6m,重量为200-1500g/平方米,抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高,产品具有强度高,延伸性能较好,变形模量大,耐酸碱、抗腐蚀,耐老化,防渗性能好等特点。能满足水利、市政、建筑、交通,地铁、隧道、工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等土木工程需要。常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理,以及废料场的防污处理。
申请号为201210250982.0的中国专利提供了一种HDPE土工膜及其加工工艺,其采用:将高密度聚乙烯树脂作为土工膜主料,添加助剂,进行搅拌,并将其注入无纺布和土工膜之间,再将上述复合好防渗层烘干、压膜处理成型。将无纺布、土工膜的生产,以及两者的粘合一次性热复合成膜,降低对无纺布、土工膜的损耗,提高了防渗土工膜的防渗能力、化学稳定性、耐老化能力、抗穿刺能力等,但其抗低温性能不够。
申请号为2019101514753的中国专利提供了一种HDPE土工膜及其加工工艺,其采用多层压合的方法得到HDPE土工膜,其中的基层吸水后体积发生膨胀,膨胀后有吸水层上开设的若干通孔内凸出,形成若干与施工坡面形成凸出的触点,提高了与施工坡面的附着力,解决了土工膜在坡面上施工后不易固定易滑动的问题。但其压合采用干法压合,解决不了吸水后容易分层的缺陷。
申请号为CN03151245.3的中国专利公开了一种宽幅复合土工材料制造方法,其制造过程为a.机织布、无纺布送卷,b.针刺复合成复合底布,c.复合底布送卷,d.膨润土铺设,e.膨润土均匀,f.无纺布、铺设膨润土的复合底布送卷,g.针刺复合成型,h.卷取,i.成品包装,整个生产过程中安全系数高,生成工艺简单,对生产设备要求不高,有利于广泛推广和普及,以形成大规模批量生产,再者,虽然原料成本低,但加工过程繁琐,加工费用提高,实用性降低。
综上所述,现有的HDPE土工膜具有以下缺陷:(1)多层复合结构的HDPE土工膜各层之间结合力弱,吸水后易分层;(2)抗低温脆性欠佳;(3)耐腐蚀性能一般。
发明内容
本发明为解决现有无纺布以上技术问题,提供了一种耐腐蚀性HDPE土工膜及其加工工艺,实现以下目的:
(1)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,在低温冲击脆化性能满足国标要求的前提下,拉伸强度和抗穿刺强度均得以提升,伸长率也有所提高;
(2)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,各层之间结合力强,吸水后不易分层;
(3)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,耐腐蚀性能好。
为解决上述技术问题,采用以下技术方案:
一种耐腐蚀性HDPE土工膜,拉伸屈服强度65-70N/mm,拉伸断裂强度90-100N/mm,抗穿刺强度>1200N。
以下罗列了本发明较优选的实施方式:
本发明还提供了一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括:HDPE防渗层的制备、底层预处理、湿法压合和复合。
所述HDPE防渗层的制备,HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
所述HDPE防渗层的制备,一次挤出的挤出温度控制在165-190℃,螺杆转速控制在77-90rmd/min;
二次挤出的挤出出温度控制在184-200℃,螺杆转速控制在100-115rmd/min。
所述HDPE防渗层的制备,吹塑成膜的温度依次升高:107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在100-120rmd/min,吹胀比为2∶3-5。
所述底层预处理,预处理后的底层含水量为44-52%,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
所述湿法压合,压合辊压力为8-12MPa,压合辊温度为80-90℃,缓慢干燥至含水率在12-15%之间,干燥时间控制在3-12h。
所述湿法压合,压孔的密度为15-35个/m2,孔径直径大小为0.5-1cm
所述HDPE防渗层的制备,得到的HDPE防渗层,断裂伸长率755-950%,热合强度15.6-18.5。
所得到的耐腐蚀性HDPE土工膜,由底层、表层和中间的HDPE防渗层组成,底层与HDPE防渗层间的强力为2605-2750N,吸水2倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2550-2600N。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,具体地,本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜为由底层的玻璃纤维布层和中间层的HDPE防渗层和表层的非织造布层组成。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括以下步骤:
所述HDPE防渗层的制备,包括:(1)备料。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,包括:PE-HD、乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙和抗静电剂。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
所述PE-HD,密度0.961g/cm3,熔体流动速率0.80g/10min(ASTMD-1238,190℃/2.16kg),熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa。
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋。
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5。
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10。
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃。
所述HDPE防渗层的制备,包括熔融挤压:所述熔融挤压包括一次挤出和二次挤出。
所述1)一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在165-190℃,螺杆转速控制在77-90rmd/min,挤出后温度保持在95-105℃。
所述2)二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在184-200℃,螺杆转速控制在100-115rmd/min,挤出后温度保持在100-125℃。
所述HDPE防渗层的制备,包括(3)吹塑成膜。
采用挤出吹膜机组吹塑成膜,按照加料口到机头方向,挤出温度逐渐升高。
挤出工艺条件为:挤出时的温度控制分为前中后三段,分别控制在107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在100-120rmd/min,吹胀比为2∶3-5。
所述HDPE防渗层的制备,包括(4)水冷固化。
采用4-10℃的冷水进行冷却固化,冷水流速控制在22-48L/min,得到防渗层。
所述HDPE防渗层,比重0.944-0.975g/cm3,断裂伸长率755-950%,穿刺强度656-790N,热合强度15.6-18.5。
所述底层预处理:将玻璃纤维布为底层平铺于工作台面上进行喷液处理,喷液处理后的含水量为44-52%,喷液量4-7kg/吨,所喷液体为蒸馏水、甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的混合物,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
所述湿法压合:将玻璃纤维布与HDPE防渗层湿法压合,压合辊压力为8-12MPa,压合辊温度为80-90℃,缓慢干燥至含水率在12-15%之间,干燥时间控制在3-12h;
然后压孔,压孔的密度为15-35个/m2,孔径直径大小为0.5-1cm。
所述复合:将不织布层平铺于摊铺后的压合层上,并通过普通的超声波压合技术压实复合,得到本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜。
本发明采用以上技术方案,与现有技术相比,具有以下优点:
本发明得到的耐腐蚀性HDPE土工膜,在低温冲击脆化性能满足国标要求的前提下,拉伸强度和抗穿刺强度均得以提升,伸长率也有所提高;具体为:
(1)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,拉伸屈服强度65-70N/mm,拉伸断裂强度90-100N/mm,抗穿刺强度达1200N以上;
(2)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,屈服伸长率45-55%;
(3)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,全部通过-70℃低温冲击脆化试验。
(4)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,各层之间结合力强,吸水后不易分层:不吸水时HDPE防渗层与底层间的强力达2605-2750N、吸水2倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2550-2600N,吸水5倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2515N以上。
具体实施方式
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,具体地,本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜为由底层的玻璃纤维布层和中间层的HDPE防渗层和表层的非织造布层组成。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括以下步骤:
步骤1:HDPE防渗层的制备
(1)备料
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,包括:PE-HD、乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙和抗静电剂。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
所述PE-HD,密度0.961g/cm3,熔体流动速率0.80g/10min(ASTMD-1238,190℃/2.16kg),熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa。
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋。
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5。
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10。
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃。
(2)熔融挤压
1)一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在165-190℃,螺杆转速控制在77-90rmd/min,挤出后温度保持在95-105℃。
2)二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在184-200℃,螺杆转速控制在100-115rmd/min,挤出后温度保持在100-125℃。
(3)吹塑成膜
采用挤出吹膜机组吹塑成膜,按照加料口到机头方向,挤出温度逐渐升高。
挤出工艺条件为:挤出时的温度控制分为前中后三段,分别控制在107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在100-120rmd/min,吹胀比为2∶3-5。
(4)水冷固化
采用4-10℃的冷水进行冷却固化,冷水流速控制在22-48L/min,得到防渗层。
经检测,本实施例的HDPE防渗层比重0.944-0.975g/cm3,断裂伸长率755-950%,穿刺强度656-790N,热合强度15.6-18.5。
步骤2:底层预处理
将玻璃纤维布为底层平铺于工作台面上进行喷液处理,喷液处理后的含水量为44-52%,喷液量4-7kg/吨,所喷液体为蒸馏水、甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的混合物,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
步骤3:湿法压合
将玻璃纤维布与HDPE防渗层湿法压合,压合辊压力为8-12MPa,压合辊温度为80-90℃,缓慢干燥至含水率在12-15%之间,干燥时间控制在3-12h;
然后压孔,压孔的密度为15-35个/m2,孔径直径大小为0.5-1cm。
步骤4:复合
将不织布层平铺于摊铺后的压合层上,并通过普通的超声波压合技术压实复合,得到本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜。
实施例1一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,具体地,本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜为由底层的玻璃纤维布层和中间层的HDPE防渗层和表层的非织造布层组成。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括以下步骤:
步骤1:HDPE防渗层的制备
(1)备料
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,包括:PE-HD、乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙和抗静电剂。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
具体地,在本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80份的PE-HD,20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10份的月桂烯,12份的炭黑,20份的醋酸乙烯酯共聚物,4份的偶联剂,0.01份的氯化钙,4份的抗静电剂。
所述PE-HD,密度0.961g/cm3,熔体流动速率0.80g/10min(ASTMD-1238,190℃/2.16kg),熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa。
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋。
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5。
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10。
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃。
(2)熔融挤压
1)一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在165℃,螺杆转速控制在90rmd/min,挤出后温度保持在95℃。
2)二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在184℃,螺杆转速控制在115rmd/min,挤出后温度保持在100℃。
(3)吹塑成膜
采用挤出吹膜机组吹塑成膜,按照加料口到机头方向,挤出温度逐渐升高。
挤出工艺条件为:挤出时的温度控制分为前中后三段,分别控制在107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在100rmd/min,吹胀比为2∶5。
(4)水冷固化
采用4-10℃的冷水进行冷却固化,冷水流速控制在22-48L/min,得到防渗层。
经检测,本实施例的HDPE防渗层比重0.945g/cm3,断裂伸长率855%,穿刺强度690N,热合强度17.1。
步骤2:底层预处理
将玻璃纤维布为底层平铺于工作台面上进行喷液处理,喷液处理后的含水量为44%,喷液量7kg/吨,所喷液体为蒸馏水、甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的混合物,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
步骤3:湿法压合
将玻璃纤维布与HDPE防渗层湿法压合,压合辊压力为8MPa,压合辊温度为90℃,缓慢干燥至含水率在12%之间,干燥时间控制在12h;
然后压孔,压孔的密度为15个/m2,孔径直径大小为0.5cm。
步骤4:复合
将不织布层平铺于摊铺后的压合层上,并通过普通的超声波压合技术压实复合,得到本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜。
实施例2一种耐腐蚀性HDPE土工膜及其加工工艺
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,具体地,本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜为由底层的玻璃纤维布层和中间层的HDPE防渗层和表层的非织造布层组成。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括以下步骤:
步骤1:HDPE防渗层的制备
(1)备料
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,包括:PE-HD、乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙和抗静电剂。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
具体地,在本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:95份的PE-HD,13份的乙烯-乙烯醇共聚物,16份的月桂烯,2份的炭黑,35份的醋酸乙烯酯共聚物,1.3份的偶联剂,0.03份的氯化钙,2.0份的抗静电剂。
所述PE-HD,密度0.961g/cm3,熔体流动速率0.80g/10min(ASTMD-1238,190℃/2.16kg),熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa。
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋。
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5。
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10。
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃。
(2)熔融挤压
1)一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在174℃,螺杆转速控制在80rmd/min,挤出后温度保持在100℃。
2)二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在195℃,螺杆转速控制在106rmd/min,挤出后温度保持在103℃。
(3)吹塑成膜
采用挤出吹膜机组吹塑成膜,按照加料口到机头方向,挤出温度逐渐升高。
挤出工艺条件为:挤出时的温度控制分为前中后三段,分别控制在107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在110rmd/min,吹胀比为1∶2。
(4)水冷固化
采用6℃的冷水进行冷却固化,冷水流速控制在25L/min,得到防渗层。
经检测,本实施例的HDPE防渗层比重0.962g/cm3,断裂伸长率879%,穿刺强度968N,热合强度18.7。
步骤2:底层预处理
将玻璃纤维布为底层平铺于工作台面上进行喷液处理,喷液处理后的含水量为49%,喷液量6kg/吨,所喷液体为蒸馏水、甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的混合物,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
步骤3:湿法压合
将玻璃纤维布与HDPE防渗层湿法压合,压合辊压力为10MPa,压合辊温度为85℃,缓慢干燥至含水率在12-15%之间,干燥时间控制在10h;
然后压孔,压孔的密度为26个/m2,孔径直径大小为0.8cm。
步骤4:复合
将不织布层平铺于摊铺后的压合层上,并通过普通的超声波压合技术压实复合,得到本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜。
实施例3一种耐腐蚀性HDPE土工膜及其加工工艺
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜包括底层、表层和中间的HDPE防渗层,具体地,本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜为由底层的玻璃纤维布层和中间层的HDPE防渗层和表层的非织造布层组成。
本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括以下步骤:
步骤1:HDPE防渗层的制备
(1)备料
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,包括:PE-HD、乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯、炭黑、醋酸乙烯酯共聚物、偶联剂、氯化钙和抗静电剂。
所述耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂。
具体地,在本实施例中的耐腐蚀性HDPE土工膜HDPE防渗层所需的母料,按重量份,包括:120份的PE-HD,10份的乙烯-乙烯醇共聚物,45份的月桂烯,1份的炭黑,75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1份的偶联剂,0.08份的氯化钙,0.1份的抗静电剂。
所述PE-HD,密度0.961g/cm3,熔体流动速率0.80g/10min(ASTMD-1238,190℃/2.16kg),熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa。
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋。
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5。
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10。
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃。
(2)熔融挤压
1)一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在190℃,螺杆转速控制在77rmd/min,挤出后温度保持在105℃。
2)二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;
挤出工艺条件为:挤出温度控制在200℃,螺杆转速控制在100rmd/min,挤出后温度保持在125℃。
(3)吹塑成膜
采用挤出吹膜机组吹塑成膜,按照加料口到机头方向,挤出温度逐渐升高。
挤出工艺条件为:挤出时的温度控制分为前中后三段,分别控制在107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在120rmd/min,吹胀比为2∶3。
(4)水冷固化
采用10℃的冷水进行冷却固化,冷水流速控制在21L/min,得到防渗层。
经检测,本实施例的HDPE防渗层比重0.965g/cm3,断裂伸长率855%,穿刺强度739N,热合强度18.1。
步骤2:底层预处理
将玻璃纤维布为底层平铺于工作台面上进行喷液处理,喷液处理后的含水量为52%,喷液量4kg/吨,所喷液体为蒸馏水、甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的混合物,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1。
步骤3:湿法压合
将玻璃纤维布与HDPE防渗层湿法压合,压合辊压力为12MPa,压合辊温度为80℃,缓慢干燥至含水率在15%之间,干燥时间控制在3h;
然后压孔,压孔的密度为35个/m2,孔径直径大小为0.5±0.01cm。
步骤4:复合
将不织布层平铺于摊铺后的压合层上,并通过普通的超声波压合技术压实复合,得到本发明的耐腐蚀性HDPE土工膜。
本发明一种耐腐蚀性HDPE土工膜的效果指标
(1)按照实施例1-3所述的加工工艺得到的耐腐蚀性HDPE土工膜(厚度为3mmm),指标如下表所示;
(2)本发明实施例1-3所得到的耐腐蚀性HDPE土工膜(厚度为3mm)中不吸水时HDPE防渗层与底层间的强力、吸水2倍后HDPE防渗层与底层间的强力和吸水5倍后HDPE防渗层与底层间的强力测定值。测量采用弹簧拉力计,试样尺寸为10cm×1cm×3mm。
本发明得到的耐腐蚀性HDPE土工膜,在低温冲击脆化性能满足国标要求的前提下,拉伸强度和抗穿刺强度均得以提升,伸长率也有所提高;此外,本发明的HDPE土工膜耐腐蚀性能比市场上同类产品耐腐蚀时间提高了至少10%。具体为:
(1)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,拉伸屈服强度65-70N/mm,拉伸断裂强度90-100N/mm,抗穿刺强度达1200N以上;
(2)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,屈服伸长率45-55%;
(3)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,全部通过-70℃低温冲击脆化试验;
(4)本发明的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,各层之间结合力强,吸水后不易分层:不吸水时HDPE防渗层与底层间的强力达2605-2750N、吸水2倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2550-2600N,吸水5倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2515N以上。
除非另有说明,本发明所采用的百分数均为重量百分数,本发明所述的比例,均为质量比例。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种耐腐蚀性HDPE土工膜,其特征在于,
所述一种耐腐蚀性HDPE土工膜,拉伸屈服强度65-70N/mm,拉伸断裂强度90-100N/mm,抗穿刺强度>1200N;
所述一种耐腐蚀性HDPE土工膜的加工工艺,包括:HDPE防渗层的制备、底层预处理、湿法压合和复合;
所述HDPE防渗层的制备,母料按重量份,包括:80-120份的PE-HD,10-20份的乙烯-乙烯醇共聚物,10-45份的月桂烯,1-12份的炭黑,20-75份的醋酸乙烯酯共聚物,0.1-4份的偶联剂,0.01-0.08份的氯化钙,0.1-4份的抗静电剂;
所述PE-HD,密度0.961g/cm3;根据ASTMD-1238,190℃/2.16kg测定得到的熔体流动速率0.80g/10min;熔点133℃,维卡软化点131℃,脆化温度小于-76℃,屈服拉伸强度为32Mpa;
所述醋酸乙烯酯共聚物,进口自美国杜邦,牌号880,规格为吹塑级,25KG/袋;
所述偶联剂,为甲基丙烯酸六氟丁酯与二辛基焦磷酸酰氧基的混合物,质量比为12:5;
所述炭黑,进口自日本三菱,型号为MA-100,粒径为24Nm,氮附着比表面积为110m2,挥发量为1.5%,PH值为3.5,聚氯乙烯黑度为10;
所述抗静电剂,有效物含量≥98%,胺值65-75KOHmg/g,挥发份2.0%,分解温度>300℃,熔点53-60℃;
所述HDPE防渗层的制备,包括熔融挤压;所述熔融挤压包括一次挤出和二次挤出;
所述一次挤出:将上述PE-HD,乙烯-乙烯醇共聚物,月桂烯,炭黑,醋酸乙烯酯共聚物原料按照比例混合,高温熔融,经单螺杆挤出机挤出;挤出工艺条件为:挤出温度控制在165-190℃,螺杆转速控制在77-90rmd/min,挤出后温度保持在95-105℃;
所述二次挤出:再加入偶联剂、氯化钙和抗静电剂混合均匀后经双螺杆挤出机熔融共混挤出;挤出工艺条件为:挤出温度控制在184-200℃,螺杆转速控制在100-115rmd/min,挤出后温度保持在100-125℃;
所述底层预处理,预处理后的底层含水量为44-52%,甘油脂肪酸酯和2-甲氧基-2-甲基庚烷的质量比为7:1;
所述湿法压合,压合辊压力为8-12MPa,压合辊温度为80-90℃,缓慢干燥至含水率在12-15%之间,干燥时间控制在3-12h。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,其特征在于,
所述HDPE防渗层的制备,包括吹塑成膜,所述吹塑成膜的温度依次升高:107-142℃、140-175℃、170-220℃;螺杆转速控制在100-120rmd/min,吹胀比为2∶3-5。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,其特征在于,
所述湿法压合,压孔的密度为15-35个/m 2 ,孔径直径大小为0.5-1cm。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,其特征在于,
所述HDPE防渗层的制备,得到的HDPE防渗层,断裂伸长率755-950%,热合强度15.6-18.5。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀性HDPE土工膜,其特征在于,
所得到的耐腐蚀性HDPE土工膜,由底层、表层和中间的HDPE防渗层组成,底层与HDPE防渗层间的强力为2605-2750N,吸水2倍后HDPE防渗层与底层间的强力达2550-2600N。
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