CN115179626B - 一种防腐耐震型防水材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防腐耐震型防水材料及其制备方法和应用,涉及建筑材料技术领域。本发明提供的防腐耐震型防水材料中,无纺布两面分别涂覆有PE膜和EAA膜,EAA膜可以防护无纺布减轻或免受腐蚀介质的侵蚀,改善了普通无纺布的耐腐蚀性能,减弱隧道内腐蚀介质对防水层的侵害;PE膜为无纺布与胶粘层的粘接提供界面。胶粘层实现防腐无纺布与耐震防水层的物理粘接。耐震防水层中的两层EVA防水层的防水效果优异,两层EVA防水层中间的聚氨酯层具有吸震性强、强度高、减震缓冲的特性,从而达到减震效果。与现有技术相比,本发明提供的防腐耐震型防水材料具有优异的力学性能、耐震性、粘结性能和耐酸碱腐蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种防腐耐震型防水材料及其制备方法和应用。
背景技术
隧道等地下工程的主体是处于天然介质环境中的人工地下结构,易被衬砌腐蚀。尤其在南方富含腐蚀性介质地区,地下水容易沿衬砌的孔洞渗流到衬砌内侧成为隧道渗漏水,对衬砌混凝土产生侵蚀作用,造成衬砌腐蚀。地下工程的防水层一般采用缓冲层(如无纺布)和防水板组合。
地震作用力主要为水平剪切和竖向拉伸,其对地下工程的防水结构破坏较大,易产生洞口仰坡坍塌、巨石破坏、衬砌开裂错断坍塌、仰拱隆起开裂、透水、瓦斯泄露等隧道震害问题。而传统的防水板本体硬度较大,受地震作用力时很容易被破坏,加之普通无纺布缓冲层对于酸性物质不具有过滤作用,很容易造成腐蚀性水质侵蚀防水板,从而造成防水层失效。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种防腐耐震型防水材料及其制备方法和应用,本发明提供的材料具有优异的耐腐蚀性和耐震性能。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种防腐耐震型防水材料,包括依次层叠的防腐无纺布层、胶粘层和耐震防水层;
所述防腐无纺布层包括依次层叠的乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜;所述聚乙烯膜与所述胶粘层接触;
所述耐震防水层包括依次层叠的第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层;所述耐震防水层的第一EVA防水层或第二EVA防水层与所述胶粘层接触。
优选地,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜包括以下质量份数的制备原料:线性低密度聚乙烯10~40份,乙烯-丙烯酸共聚物60~90份,光稳定剂0.5~1.5份和抗氧剂0.5~1.5份;
所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的厚度为0.02~0.05mm。
优选地,所述无纺布的克重为300~380g/m2。
优选地,所述聚乙烯膜的厚度为0.01~0.03mm。
优选地,所述第一EVA防水层和第二EVA防水层独立地包括以下质量份数的制备原料:乙烯-醋酸乙烯共聚物20~30份,茂金属聚乙烯30~40份,线性低密度聚乙烯20~40份,乙烯-丙烯酸共聚物3~8份,光稳定剂0.5~1.5份和抗氧剂0.5~1.5份;
所述第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度独立地为0.5~0.7mm。
优选地,所述聚氨酯层的厚度为0.3~0.5mm。
本发明提供了上述技术方案所述的防腐耐震型防水材料的制备方法,包括以下步骤:
将乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜依次层叠后第一热压,得到防腐无纺布层;
在所述防腐无纺布层的聚乙烯膜表面粘附胶粘层;
将第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层依次层叠后第二热压,得到耐震防水层;
在所述胶粘层的另一表面粘附所述耐震防水层,得到所述防腐耐震型防水材料。
优选地,所述第一热压的温度为120~170℃,压力为0.2~0.8MPa,时间为2~10min。
优选地,所述第二热压的温度为120~160℃,压力为0.2~0.8MPa,时间为0.5~5min。
本发明还提供了上述技术方案所述的防腐耐震型防水材料在建筑行业中的应用。
本发明提供了一种防腐耐震型防水材料,包括依次层叠的防腐无纺布层、胶粘层和耐震防水层;所述防腐无纺布层包括依次层叠的乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜;所述聚乙烯膜与所述胶粘层接触;所述耐震防水层包括依次层叠的第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层;所述耐震防水层的第一EVA防水层或第二EVA防水层与所述胶粘层接触。与现有技术相比,本发明提供的防腐耐震型防水材料中,无纺布两面分别涂覆有聚乙烯膜(PE膜)和乙烯-丙烯酸共聚物膜(EAA膜),其中EAA膜可以防护无纺布减轻或免受腐蚀介质的侵蚀,改善了普通无纺布的耐腐蚀性能,减弱隧道内腐蚀介质对防水层的侵害;PE膜为无纺布与胶粘层的粘接提供界面。胶粘层实现防腐无纺布与耐震防水层的物理粘接。耐震防水层中的第一EVA防水层和第二EVA防水层的防水效果优异,两层EVA防水层中间的聚氨酯层具有吸震性强、强度高、减震缓冲的特性,从而达到减震效果,在建筑行业的防水、防腐和耐震方面具有很好的应用前景。
如实施例测试结果所示,本发明提供的防腐耐震型防水材料的纵向断裂拉伸强度在23.1MPa以上,横向断裂拉伸强度在21.6MPa以上,纵向扯断伸长率在750%以上,横向扯断伸长率在800%以上,纵向撕裂强度在111MPa以上,横向撕裂强度在107MPa以上;防腐耐震型防水材料的粘结强度在2.6N/cm2以上;防腐耐震型防水材料的阻尼比在0.0078以上。防腐无纺布的耐酸性纵向强力保持率在86%以上,横向强力保持率在87%以上,纵向伸长率保持率在89%以上,横向伸长率保持率在88%以上;防腐无纺布的耐碱性纵向强力保持率在92%以上,横向强力保持率在91%以上,纵向伸长率保持率在94%以上,横向伸长率保持率在92%以上。说明,本发明提供的防腐耐震型防水材料具有优异的力学性能、耐震性、粘结性能和耐酸碱腐蚀性。
进一步的,本发明提供的防腐耐震型防水材料的制备原料中,乙烯-丙烯酸共聚物具有羧基团以及氢键,不仅可以进一步改善EVA防水层与聚氨酯层、两层EVA防水层与胶粘层的相容性,增加其粘接性能,而且可以进一步增加EVA防水层的韧性,提高其力学性能。
本发明提供了上述技术方案所述的防腐耐震型防水材料的制备方法。本发明提供的制备方法操作简单,制备成本低,适宜工业化生产。
附图说明
图1为防腐耐震型防水材料的结构示意图;
图2为耐震防水层的制备工艺流程图;
图3为防腐耐震型防水材料施工示意图;
图中,1为乙烯-丙烯酸共聚物膜,2为无纺布,3为聚乙烯膜,4为胶粘层,5为第一EVA防水层,6为聚氨酯层,7为第二EVA防水层,8为防腐无纺布层,9为耐震防水层,d1为相邻两条胶粘带中心的间距,d2为边缘胶粘带与防腐耐震型防水材料边缘的间距。
具体实施方式
本发明提供了一种防腐耐震型防水材料(结构示意图如图1所示),包括依次层叠的防腐无纺布层8、胶粘层4和耐震防水层9;
所述防腐无纺布层包括依次层叠的乙烯-丙烯酸共聚物膜1、无纺布2和聚乙烯膜3;所述聚乙烯膜3与所述胶粘层4接触;
所述耐震防水层包括依次层叠的第一EVA防水层5、聚氨酯层6和第二EVA防水层7;所述耐震防水层的第一EVA防水层5或第二EVA防水层7与所述胶粘层4接触。
在本发明中,若无特殊说明,所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
以质量份数计,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料优选包括乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)60~90份,更优选为65~85份,进一步优选为70~80份。在本发明中,所述乙烯-丙烯酸共聚物中丙烯酸的含量优选为5~20wt%,更优选为6~15wt%,进一步优选为8~12wt%;在本发明的具体实施例中,所述EAA优选为美国陶氏3440,所述美国陶氏3440中羧基团的存在以及氢键作用,使其具有很高的粘接性能。
以所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量份数计,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料优选包括线性低密度聚乙烯10~40份,优选为15~35份,更优选为15~30份。在本发明中,所述线性低密度聚乙烯的密度优选为0.916~0.921g/cm3,熔体流动速率优选为0.6~1.1g/10min(190℃,2.16kg);在本发明的具体实施例中,所述线性低密度聚乙烯优选为大庆石化LLDPE9047。
以所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量份数计,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料优选包括光稳定剂0.5~1.5份,更优选为0.5~1.2份,进一步优选为0.5~1份。在本发明中,所述光稳定剂优选包括受阻胺光稳定剂、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯、硫代双酚类光稳定剂、三嗪类光稳定剂和二苯甲酮类光稳定剂中的一种或几种,更优选包括光稳定剂AM-101和三嗪类紫外吸收剂的混合物、HALS480、GW-540和光稳定剂UV-9中的至少一种。
以所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量份数计,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料优选包括抗氧剂0.5~1.5份,更优选为0.5~1.2份,进一步优选为0.5~1份。在本发明中,所述抗氧剂优选包括醇酯类抗氧剂和苯酚类抗氧剂中的至少一种,更优选包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、硫代二丙酸二硬脂醇酯、抗氧剂2246和抗氧剂264中的至少一种。
在本发明中,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的厚度优选为0.02~0.05mm,更优选为0.03~0.04mm。
在本发明中,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备方法优选包括以下步骤:将线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、光稳定剂和抗氧剂依次进行熔融塑化、挤出和冷却,得到乙烯-丙烯酸共聚物膜。本发明对于所述混合没有特殊限定,能够将制备原料混合均匀即可。在本发明中,所述熔融塑化优选在搅拌条件下进行;所述熔融塑化的温度优选为180~250℃,更优选为200~230℃;所述熔融塑化包括依次进行加料段、压缩段和均化段,所述加料段的温度优选为185~200℃,更优选为190~195℃;所述压缩段的温度优选为200~215℃,更优选为205~210℃;所述均化段的温度优选为215~230℃,更优选为220~225℃。在本发明中,所述挤出的温度优选为185~225℃,更优选为190~220℃;在本发明的具体实施例中,所述挤出优选在单螺杆挤出机中进行,所述挤出机的螺杆长径比优选为30,频率优选为10~15Hz,更优选为12~13Hz;所述挤出采用的模具优选为平面狭缝型口模具。在本发明中,所述冷却优选为冷却辊冷却,所述冷却辊冷却的水温优选为5~10℃,更优选为6~8℃。
在本发明中,所述无纺布的克重优选为300~380g/m2,更优选为320~360g/m2。在本发明中,所述无纺布优选为针刺短丝无纺布,所述无纺布优选利用针刺将纤网加固得到;本发明对于所述利用针刺将纤网加固制备无纺布的具体操作没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的利用针刺将纤网加固制备无纺布的方法即可。
在本发明中,所述聚乙烯膜的制备原料优选包括线性低密度聚乙烯95~100份,光稳定剂1~5份和抗氧剂2~5份。在本发明中,所述线性低密度聚乙烯的质量份数更优选为96~99份,进一步优选为97~98份。在本发明中,所述光稳定剂的质量份数更优选为2~4份,进一步优选为3份。在本发明中,所述抗氧剂的质量份数更优选为3~4份,进一步优选为3.5份。在本发明中,所述线性低密度聚乙烯、光稳定剂和抗氧剂的种类优选与所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料中的线性低密度聚乙烯、光稳定剂和抗氧剂的种类相同,在此不再一一赘述。
在本发明中,所述聚乙烯膜的厚度优选为0.01~0.03mm,更优选为0.02~0.03mm。在本发明中,所述聚乙烯膜的制备方法与所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备方法的区别仅在于制备原料不同,本发明对于聚乙烯膜的制备方法不再赘述。
在本发明中,所述胶粘层优选为胶粘带层,更优选为热塑性压敏胶带层;所述胶粘层的厚度优选为0.5~1mm,更优选为0.6~0.9mm,进一步优选为0.7~0.8mm。
在本发明中,所述胶粘层优选包括以下质量份数的制备原料:合成橡胶SIS嵌段共聚物90~100份,增黏树脂50~80份,软化剂45~60份,抗氧剂0.5~3份。在本发明中,所述合成橡胶SIS嵌段共聚物的质量份数更优选92~98份,进一步优选为95~96份;所述合成橡胶SIS嵌段共聚物优选为岳阳石化SIS1105。在本发明中,所述增黏树脂的质量份数更优选为55~75份,进一步优选为60~70份;所述增黏树脂优选为Wingtack 95。在本发明中,所述软化剂的质量份数更优选为48~58,进一步优选为50~55份;所述软化剂优选为Wingtack 10。在本发明中,所述抗氧剂的质量份数更优选为1~2.5份,进一步优选为1.5~2份;所述抗氧剂优选为抗氧剂1010。
在本发明中,所述胶粘带层采用的胶粘带的制备方法优选包括以下步骤:在保护气氛下,将合成橡胶SIS嵌段共聚物、软化剂和部分增黏树脂熔融后加入剩余增黏树脂和抗氧化剂混合,进行挤出,得到胶黏剂;将所述胶黏剂涂覆在第一防粘层表面后干燥,得到具有单面防粘层的胶粘带;将第二防粘层覆合在所述具有单面防粘层的胶粘带的胶黏剂面,卷曲,复卷,裁切,得到具有双面防粘层的胶粘带。在本发明中,所述部分增黏树脂的质量优选占增黏树脂总质量的30~50%,更优选为35~45%,进一步优选为40%。本发明对于所述保护气氛没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的保护气氛即可,具体如氮气、氩气或氦气。在本发明中,所述熔融和混合的温度独立地优选为140~160℃,更优选为145~155℃,进一步优选为150℃;速度为20~60r/min,更优选为30~50r/min,进一步优选为35~40r/min。在本发明中,所述挤出的温度优选145~165℃,更优选为150~160℃,进一步优选为155℃;所述挤出优选在密闭双螺杆混合挤出机中进行。在本发明中,所述第一防粘层和第二防粘层独立地为涂有硅油的PET薄膜,其中,硅油面与胶黏剂接触。在本发明中,所述干燥的温度优选为50~80℃,更优选为55~70℃;所述干燥的时间优选为3~8min,更优选为5~7min。本发明对于所述卷曲、复卷和裁切没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的卷曲、复卷和裁切操作即可。在本发明中,所述胶粘带的宽度优选为30~100mm,更优选为50~70mm。在本发明中,所述胶粘层中相邻两条胶粘带中心的间距优选为70~110cm,更优选为90~100cm;边缘胶粘带与防腐耐震型防水材料边缘的间距优选为20~50cm,更优选为30~40cm。
以质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)20~30份,更优选为21~28份,进一步优选为21~25份。在本发明中,所述EVA中醋酸乙烯酯(VA)的含量优选为18~30wt%,更优选为20~25wt%。在本发明的具体实施例中,所述EVA优选为扬子石化EVA5110J;所述EVA5110J中具有极性基团,能够增加与胶粘层的粘结性能。
以所述EVA的质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括茂金属聚乙烯30~40份,更优选为32~38份,进一步优选为32~35份。在本发明中,所述茂金属聚乙烯密度优选为0.915~0.925g/cm3,熔体流动速率优选为5~10g/10min(190℃,21.6kg);在本发明的具体实施例中,所述茂金属聚乙烯优选为杜邦Fusabond E528。
以所述EVA的质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括线性低密度聚乙烯20~40份,更优选为22~35份,进一步优选为22~30份。在本发明中,所述线性低密度聚乙烯优选与所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料中的线性低密度聚乙烯相同,在此不再赘述。
以所述EVA的质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)3~8份,更优选为4~7份,进一步优选为5~7份。在本发明中,所述EAA优选与所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料中的EAA相同,在此不再赘述。
以所述EVA的质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括光稳定剂0.5~1.5份,优选为0.5~1.2份,进一步优选为0.5~1份。在本发明中,所述光稳定剂优选为受阻胺光稳定剂和/或邻羟基二苯甲酮类紫外吸收剂,更优选为HALS480、Tinuvin 622和UV-9中的一种或几种。
以所述EVA的质量份数计,所述第一EVA防水层的制备原料优选包括抗氧剂0.5~1.5份,更优选为0.5~1.2份,进一步优选为0.5~1份。在本发明中,所述抗氧剂优选包括醇酯类抗氧剂,更优选为抗氧剂1010。
在本发明中,所述第一EVA防水层的厚度优选为0.5~0.7mm,更优选为0.5~0.6mm。
在本发明中,所述第一EVA防水层的制备方法优选包括以下步骤:将乙烯-醋酸乙烯共聚物、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、光稳定剂和抗氧剂混合,依次进行上料、熔融塑化、挤出和冷却,得到第一EVA防水层。本发明对于所述混合的方式没有特殊限定,能够将制备原料混合均匀即可,具体如搅拌混合;所述混合的温度优选为室温;所述混合的时间优选为10~20min,更优选为15min。在本发明中,所述熔融塑化的温度(主机螺杆加热温度)优选为170~230℃,更优选为180~200℃。在本发明中,所述挤出的温度优选为210~250℃,更优选为220~230℃;在本发明的具体实施例中,所述挤出优选在单螺杆挤出机设备中进行,所述挤出机的螺杆频率优选为10~14Hz,更优选为12Hz;所述挤出的模口优选为平面狭缝式模口。在本发明中,所述冷却优选为冷却辊冷却,所述冷却辊冷却的水温优选为40~65℃,更优选为45~60℃,进一步优选为50~55℃。在本发明中,所述第一EVA防水层的厚度优选为0.5~0.7mm,更优选为0.5~0.6mm。
在本发明中,所述第二EVA防水层的制备原料、制备方法和厚度与所述第一EVA防水层的制备原料、制备方法和厚度相同,在此不再一一赘述。在本发明中,所述耐震防水层的第一EVA防水层或第二EVA防水层与所述胶粘层接触。
在本发明中,所述聚氨酯层优选为聚醚型聚氨酯层(TPU层)。在本发明中,所述聚氨酯层的制备原料优选包括聚氨酯弹性体和防老剂。在本发明中,所述聚氨酯弹性体优选为聚醚型聚氨酯弹性体(TPU颗粒);在本发明的具体实施例中,所述聚氨酯弹性体优选为科思创9380A;所述科思创9380A是一种强极性高分子化合物,具有吸震性强、强度高和减震缓冲性能优异的特点,能够提高耐震防水层的耐震性能和力学性能。在本发明中,所述防老剂优选包括苯并三唑类和受阻胺类,更优选为UVP-327。在本发明中,所述聚氨酯弹性体和防老剂的质量比优选为1:(0.01~0.05),更优选为1:(0.02~0.03)。
在本发明中,所述聚氨酯层优选采用压延挤出工艺进行制备;所述聚氨酯层的制备方法优选包括以下步骤:将聚氨酯弹性体和防老剂进行混合,依次进行熔融塑化和挤出,得到聚氨酯层。本发明对于所述混合的方式没有特殊限定,能够将制备原料混合均匀即可,具体如搅拌混合;所述混合的温度优选为95~110℃,更优选为100~105℃;所述混合的时间优选为120~150min,更优选为130~140min。在本发明中,所述熔融塑化的温度优选为170~220℃,更优选为180~205℃。在本发明中,所述挤出的温度优选为185~200℃;在本发明的具体实施例中,所述挤出优选在单螺杆挤出机中进行,所述螺杆转速优选为30~40rpm,更优选为35rpm;所述挤出的模口优选为平头模口。在本发明中,所述冷却优选为冷却辊冷却,所述冷却辊的温度优选为40~65℃,更优选为45~60℃,进一步优选为50~55℃。在本发明中,所述聚氨酯层的厚度优选为0.3~0.5mm,更优选为0.3~0.4mm。
本发明提供了上述技术方案所述的防腐耐震型防水材料的制备方法,包括以下步骤:
将乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜依次层叠后第一热压,得到防腐无纺布层;
在所述防腐无纺布层的聚乙烯膜表面粘附胶粘层;
将第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层依次层叠后第二热压,得到耐震防水层;
在所述胶粘层的另一表面粘附所述耐震防水层,得到所述防腐耐震型防水材料。
本发明将乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜依次层叠后第一热压,得到防腐无纺布层。在本发明中,所述第一热压的温度优选为120~170℃,更优选为130~160℃;所述第一热压的压力优选为0.2~0.8MPa,更优选为0.3~0.7MPa;所述第一热压的时间优选为2~10min,更优选为3~7min。
得到防腐无纺布层后,本发明在所述防腐无纺布层的聚乙烯膜表面粘附胶粘层。在本发明的具体实施例中,优选先将具有双面防粘的胶粘层的一面防粘层揭开后粘附在所述防腐无纺布层表面。
本发明将第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层依次层叠后第二热压,得到耐震防水层。在本发明中,所述第二热压的温度优选为120~160℃,更优选为125~140℃;所述第二热压的压力优选为0.2~0.8MPa,更优选为0.3~0.7MPa;所述第二热压的时间优选为0.5~5min,更优选为0.5~3min。在本发明的具体实施例中,为了操作简便,优选将第一EVA防水层的制备过程中所述挤出所得第一挤出物料覆合在所述聚氨酯层的一面,第二EVA防水层的制备过程中所述挤出所得第二挤出物料覆合在所述聚氨酯层的另一面,进行热压覆合,得到耐震防水层。在本发明中,所述热压覆合的工艺条件优选与所述第二热压的工艺条件相同,在此不再赘述;所述热压覆合优选为过辊压延,更优选为三辊压延。完成所述第三热压后还包括冷却,所述冷却优选为冷却辊冷却,所述冷却辊的温度优选为40~65℃,更优选为50~60℃。
得到耐震防水层后,本发明在所述胶粘层的另一表面粘附所述耐震防水层,得到所述防腐耐震型防水材料。在本发明的具体实施例中,优选先将具有双面胶粘层的另一面防粘层揭开后粘附所述耐震防水层。
本发明提供了上述技术方案所述的防腐耐震型防水材料在建筑行业中的应用。在本发明中,所述建筑行业优选包括地下工程。在本发明中,所述防腐耐震型防水材料在应用时乙烯-丙烯酸共聚物膜与所述建筑基底接触。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
以下实施例和对比例中,各制备原料如下:线性低密度聚乙烯为大庆石化LLDPE9047,EAA为美国陶氏3440,EVA为扬子石化EVA5110J,茂金属聚乙烯为杜邦FusabondE528,聚氨酯弹性体为科思创9380A,光稳定剂为HALS480,抗氧剂为抗氧剂1010,防老剂为UVP-327,合成橡胶SIS嵌段共聚物为岳阳石化SIS1105,增黏树脂为Wingtack 95,软化剂为Wingtack 10。乙烯-丙烯酸共聚物膜、第一EVA防水层和第二EVA防水层均在单螺杆挤出机中制备,热塑性压敏胶带层在密闭双螺杆混合挤出机中制备。
实施例1
(1)乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯15份,EAA 85份,抗氧剂0.5份,光稳定剂1份。
将线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段195℃,压缩段210℃,均化段温度220℃,螺杆频率为12Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为215℃),进入冷却辊冷却(水温为6℃),牵引使用胶辊防止粘附,得到乙烯-丙烯酸共聚物膜(厚度为0.03mm)。
(2)聚乙烯膜的制备原料:线性低密度聚乙烯98份,抗氧剂3份,光稳定剂3份。
将线性低密度聚乙烯、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段185℃,压缩段205℃,均化段温度215℃,螺杆频率为13Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为210℃),进入冷却辊冷却(水温为6℃),得到聚乙烯膜(厚度为0.02mm)。
(3)将针刺短丝无纺布利用针刺的穿刺作用,将蓬松的纤网加固成布,得到无纺布(350g/m2);在无纺布的一面覆盖乙烯-丙烯酸共聚物膜,另一面覆盖聚乙烯膜,在140℃、0.4MPa条件下热压3.5min,得到防腐无纺布层。
(4)将聚氨酯弹性体和防老剂按照1:0.02的质量比加入到料仓中,在100℃条件下烘干并混合135min,所得混料进入主机螺杆进行熔融塑化,将所得熔体经平头模口挤出,在80℃、0.1MPa条件下三辊压延1min,在32℃条件下冷却辊冷却定型,卷曲,裁切,得到厚度为0.3mm的TPU层,其中,熔融塑化的进料口到计量段温度由低到高设置,温度依次为175℃(进料口)、195℃(压缩段)、205℃(计量段),计量段到模口由高到低设置,温度依次为200℃(换网器)197℃(齿轮泵)、195℃(分配器)、190℃(模口温度)。
(5)第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 21份,茂金属聚乙烯35份,线性低密度聚乙烯25份,EAA 5份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份,第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度均为0.5mm。
按照图2所示的工艺流程图制备耐震防水层,具体步骤如下:将EVA、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂在室温条件下混料15min,上料至料筒,主机螺杆加料区温度为175℃,压缩段200℃,计量段220℃,模头加热温度为215℃,螺杆频率为12Hz,采用平面狭缝式模口,待双螺杆双模头挤出后与TPU层的两面进行覆合,双模头挤出速度保持一致,在130℃、0.3MPa条件下三辊热压1min,在40~65℃条件下冷却辊冷却,得到耐震防水层。
(6)热塑性压敏胶带层的制备原料:将合成橡胶SIS嵌段共聚物96份、增黏树脂70份、软化剂50份、抗氧剂1.0份。
将在有氮气保护的反应釜中加入合成橡胶SIS、软化剂和40wt%的增黏树脂,在145℃条件下加热熔化完全,继续加入剩余增黏树脂及抗氧剂,继续混合搅拌均匀,其中,搅拌速度为35r/min,连续送入温度为152℃的密闭双螺杆混合挤出机中挤出,将得到的胶黏剂涂布在覆有硅油的PET薄膜上,在55℃条件下烘干箱干燥5min,然后将覆有硅油的PET薄膜覆合胶黏剂的另一表面,卷曲,复卷,裁切,得到具有双面防粘层的胶粘带,其中,胶粘带的厚度为0.8mm,宽度为60mm。
(7)将所述具有双面防粘层的胶粘带的一面防粘层揭开,粘附所述防腐无纺布层,将胶粘带的另一面防粘层揭开,粘附所述耐震防水层,得到防腐耐震型防水材料。
实施例2
按照实施例1的方法制备防腐耐震型防水材料,与实施例1的区别仅在于:
乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯25份,EAA 75份,抗氧剂0.5份,光稳定剂1份;
第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 21份,茂金属聚乙烯32份,线性低密度聚乙烯26份,EAA 7份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份;
TPU层的厚度为0.4mm。
实施例3
按照实施例1的方法制备防腐耐震型防水材料,与实施例1的区别仅在于:
第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 25份,茂金属聚乙烯35份,线性低密度聚乙烯20份,EAA 5份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份,第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度均为0.6mm;
TPU层的厚度为0.4mm。
实施例4
(1)乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯10份,EAA 90份,抗氧剂0.5份,光稳定剂1份;
将线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段185℃,压缩段200℃,均化段温度215℃,螺杆频率为10Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为185℃),进入冷却辊冷却(水温为5℃),牵引使用胶辊防止粘附,得到乙烯-丙烯酸共聚物膜(厚度为0.02mm)。
(2)聚乙烯膜的制备原料:线性低密度聚乙烯100份,抗氧剂2份,光稳定剂5份。
将线性低密度聚乙烯、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段185℃,压缩段200℃,均化段温度215℃,螺杆频率为10Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为185℃),进入冷却辊冷却(水温为5℃),得到聚乙烯膜(厚度为0.01mm)。
(3)将针刺短丝无纺布利用针刺的穿刺作用,将蓬松的纤网加固成布,得到无纺布(300g/m2);在无纺布的一面覆盖乙烯-丙烯酸共聚物膜,另一面覆盖聚乙烯膜,在120℃、0.8MPa条件下热压10min,得到防腐无纺布层。
(4)将聚氨酯弹性体和防老剂按照1:0.05的质量比加入到料仓中,在110℃条件下烘干并混合120min,所得混料进入主机螺杆进行熔融塑化,将所得熔体经平头模口挤出,在40℃、0.1MPa条件下三辊压延0.5min,在32℃条件下冷却辊冷却定型,卷曲,裁切,得到厚度为0.5mm的TPU层,其中,熔融塑化的进料口到计量段温度由低到高设置,温度依次为170℃(进料口)、200℃(压缩段)、215℃(计量段),计量段到模口由高到低设置,温度依次为210℃(换网器)207℃(齿轮泵)、204℃(分配器)、200℃(模口温度)。
(5)第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 20份,茂金属聚乙烯40份,线性低密度聚乙烯20份,EAA 3份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份,第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度均为0.7mm。
按照图2所示的工艺流程图制备耐震防水层,具体步骤如下:将EVA、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂在室温条件下混料15min,上料至料筒,主机螺杆加料区温度为170℃,压缩段210℃,计量段215℃,模头加热温度为210℃,螺杆频率为10Hz,采用平面狭缝式模口,待双螺杆双模头挤出后与TPU层的两面进行覆合,双模头挤出速度保持一致,在120℃、0.8MPa条件下三辊热压0.5min,在40~65℃条件下冷却辊冷却,得到耐震防水层。
(6)热塑性压敏胶带层的制备原料:将合成橡胶SIS嵌段共聚物90份、增黏树脂80份、软化剂45份、抗氧剂1.0份。
将在有氮气保护的反应釜中加入合成橡胶SIS、软化剂和40wt%的增黏树脂,在140℃条件下加热熔化完全,继续加入剩余增黏树脂及抗氧剂,继续混合搅拌均匀,其中,搅拌速度为30r/min,连续送入温度为145℃的密闭双螺杆混合挤出机中挤出,将得到的胶黏剂涂布在覆有硅油的PET薄膜上,在50℃条件下烘干箱干燥8min,然后将覆有硅油的PET薄膜覆合胶黏剂的另一表面,卷曲,复卷,裁切,得到具有双面防粘层的胶粘带,其中,胶粘带的厚度为0.8mm,宽度为100mm。
(7)将所述具有双面防粘层的胶粘带的一面防粘层揭开,粘附所述防腐无纺布层,将胶粘带的另一面防粘层揭开,粘附所述耐震防水层,得到防腐耐震型防水材料。
实施例5
(1)乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯40份,EAA 60份,抗氧剂0.5份,光稳定剂1份;
将线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段200℃,压缩段215℃,均化段温度230℃,螺杆频率为15Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为225℃),进入冷却辊冷却(水温为10℃),牵引使用胶辊防止粘附,得到乙烯-丙烯酸共聚物膜(厚度为0.05mm)。
(2)聚乙烯膜的制备原料:线性低密度聚乙烯95份,抗氧剂5份,光稳定剂1份。
将线性低密度聚乙烯、光稳定剂和抗氧剂混合,进行加热熔融塑化(机筒加热温度为:加料段200℃,压缩段215℃,均化段温度230℃,螺杆频率为15Hz),然后由平面狭缝口模具挤出(挤出温度为225℃),进入冷却辊冷却(水温为10℃),得到聚乙烯膜(厚度为0.03mm)。
(3)将针刺短丝无纺布利用针刺的穿刺作用,将蓬松的纤网加固成布,得到无纺布(380g/m2);在无纺布的一面覆盖乙烯-丙烯酸共聚物膜,另一面覆盖聚乙烯膜,在170℃、0.2MPa条件下热压2min,得到防腐无纺布层。
(4)将聚氨酯弹性体和防老剂按照1:0.01的质量比加入到料仓中,在95℃条件下烘干并混合150min,所得混料进入主机螺杆进行熔融塑化,将所得熔体经平头模口挤出,在65℃、0.1MPa条件下三辊压延0.5min,在32℃条件下冷却辊冷却定型,卷曲,裁切,得到厚度为0.3mm的TPU层,其中,熔融塑化的进料口到计量段温度由低到高设置,温度依次为180℃(进料口)、190℃(压缩段)、220℃(计量段),计量段到模口由高到低设置,温度依次为215℃(换网器)、205℃(齿轮泵)、195℃(分配器)、185℃(模口温度)。
(5)第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 30份,茂金属聚乙烯30份,线性低密度聚乙烯40份,EAA 8份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份,第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度均为0.6mm;
按照图2所示的工艺流程图制备耐震防水层,具体步骤如下:将EVA、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、EAA、光稳定剂和抗氧剂在室温条件下混料15min,上料至料筒,主机螺杆加料区温度为185℃,压缩段200℃,计量段230℃,模头加热温度为250℃,螺杆频率为14Hz,采用平面狭缝式模口,待双螺杆双模头挤出后与TPU层的两面进行覆合,双模头挤出速度保持一致,在160℃、0.2MPa条件下三辊热压5min,在40~65℃条件下冷却辊冷却,得到耐震防水层。
(6)热塑性压敏胶带层的制备原料:将合成橡胶SIS嵌段共聚物100份、增黏树脂50份、软化剂60份、抗氧剂1.0份。
将在有氮气保护的反应釜中加入合成橡胶SIS、软化剂和40wt%的增黏树脂,在160℃条件下加热熔化完全,继续加入剩余增黏树脂及抗氧剂,继续混合搅拌均匀,其中,搅拌速度为60r/min,连续送入温度为165℃的密闭双螺杆混合挤出机中挤出,将得到的胶黏剂涂布在覆有硅油的PET薄膜上,在80℃条件下烘干箱干燥3min,然后将覆有硅油的PET薄膜覆合胶黏剂的另一表面,卷曲,复卷,裁切,得到具有双面防粘层的胶粘带,其中,胶粘带的厚度为0.8mm,宽度为30mm。
(7)将所述具有双面防粘层的胶粘带的一面防粘层揭开,粘附所述防腐无纺布层,将胶粘带的另一面防粘层揭开,粘附所述耐震防水层,得到防腐耐震型防水材料。
实施例6
按照实施例5的方法制备防腐耐震型防水材料,与实施例5的区别仅在于:
乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯15份,EAA 85份,抗氧剂1份,光稳定剂1.5份;
第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 28份,茂金属聚乙烯33份,线性低密度聚乙烯37份,EAA 4份,光稳定剂1份,抗氧剂1.5份;
合成橡胶SIS嵌段共聚物95份、增黏树脂60份、软化剂50份、抗氧剂0.5份。
实施例7
按照实施例5的方法制备防腐耐震型防水材料,与实施例5的区别仅在于:
乙烯-丙烯酸共聚物膜的制备原料:线性低密度聚乙烯33份,EAA 67份,抗氧剂1.5份,光稳定剂0.5份;
第一EVA防水层和第二EVA防水层制备原料:EVA 27份,茂金属聚乙烯35份,线性低密度聚乙烯35份,EAA 6份,光稳定剂1.5份,抗氧剂0.5份;
合成橡胶SIS嵌段共聚物95份、增黏树脂60份、软化剂50份、抗氧剂3份。
对比例1
按照实施例1的方法制备防腐耐震型防水材料,与实施例1的区别仅在于:
聚乙烯膜的厚度为0.03mm;
省略步骤(4);
EVA防水层制备原料:EVA 30份,茂金属聚乙烯35份,线性低密度聚乙烯20份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1份,EVA防水层的厚度为1.3mm。
测试例1
将实施例1~7和对比例1制备的防腐耐震型防水材料进行物理性能检测性能检测,物理力学裁取防水层试样,其中拉伸试验参照GB/T 528的规定进行,拉伸速度为(250±50)mm/min;撕裂强度参照GB/T 529中无割口直角型试样进行,拉伸速度为(250±50)mm/min。粘接强度试样取防腐无纺布、胶粘层、耐震防水层制得,参照GB/T 5210规定的拉开法附着力试验原理进行,测试结果如表1所示。防腐无纺布的耐酸碱试验根据GB/T 17632进行,测试结果如表2所示:
表1 实施例1~7和对比例1制备的防腐耐震型防水材料的性能测试结果
表2 实施例1~7和对比例1制备的防腐无纺布的性能测试结果
由表1可知,本发明提供的防腐耐震型防水材料的纵向断裂拉伸强度在23.1MPa以上,横向断裂拉伸强度在21.6MPa以上,纵向扯断伸长率在750%以上,横向扯断伸长率在800%以上,纵向撕裂强度在111MPa以上,横向撕裂强度在107MPa以上,粘结强度在2.6N/cm2以上,阻尼比在0.0078以上。由表2可知,本发明制备的防腐无纺布的耐酸性纵向强力保持率在86%以上,横向强力保持率在87%以上,纵向伸长率保持率在89%以上,横向伸长率保持率在88%以上;防腐无纺布的耐碱性纵向强力保持率在92%以上,横向强力保持率在91%以上,纵向伸长率保持率在94%以上,横向伸长率保持率在92%以上。说明,本发明提供的防腐耐震型防水材料具有优异的力学性能、耐震性、粘结性能和耐酸碱腐蚀性能。
应用例1
防腐耐震型防水材料施工示意图如图3所示;
图3中,8为防腐无纺布层,4为胶粘层,9为耐震防水层,d1为相邻两条胶粘带中心的间距,d2为边缘胶粘带与防腐耐震型防水材料边缘的间距。
防腐耐震型防水材料的长度为4米,胶粘带厚度为1.0mm、宽度为20cm,粘贴布置为d1=950~1000mm,d2=200~300mm。
在基底表面铺设防腐无纺布层,其中,乙烯-丙烯酸共聚物膜与基底接触,将具有双面防粘层的胶粘带的一面防粘层揭开,粘附在防腐无纺布层表面,将另一面防粘层揭开,粘附铺挂耐震防水层,用橡胶锤进行紧固,在基底表面形成防腐耐震型防水材料。
本发明提供的防腐耐震型防水材料的施工摒弃了传统的热熔施工,规避了防水层物理破坏的风险,采用胶粘带将防腐无纺布与耐震防水层联结,节约工时,降低了劳动强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防腐耐震型防水材料,包括依次层叠的防腐无纺布层、胶粘层和耐震防水层;
所述防腐无纺布层包括依次层叠的乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜;所述聚乙烯膜与所述胶粘层接触;
所述耐震防水层包括依次层叠的第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层;所述耐震防水层的第一EVA防水层或第二EVA防水层与所述胶粘层接触;
所述第一EVA防水层和第二EVA防水层独立地包括以下质量份数的制备原料:乙烯-醋酸乙烯共聚物20~30份,茂金属聚乙烯30~40份,线性低密度聚乙烯20~40份,乙烯-丙烯酸共聚物3~8份,光稳定剂0.5~1.5份和抗氧剂0.5~1.5份。
2.根据权利要求1所述的防腐耐震型防水材料,其特征在于,所述乙烯-丙烯酸共聚物膜包括以下质量份数的制备原料:线性低密度聚乙烯10~40份,乙烯-丙烯酸共聚物60~90份,光稳定剂0.5~1.5份和抗氧剂0.5~1.5份;
所述乙烯-丙烯酸共聚物膜的厚度为0.02~0.05mm。
3.根据权利要求1所述的防腐耐震型防水材料,其特征在于,所述无纺布的克重为300~380g/m2。
4.根据权利要求1所述的防腐耐震型防水材料,其特征在于,所述聚乙烯膜的厚度为0.01~0.03mm。
5.根据权利要求1所述的防腐耐震型防水材料,其特征在于,所述第一EVA防水层和第二EVA防水层的厚度独立地为0.5~0.7mm。
6.根据权利要求1所述的防腐耐震型防水材料,其特征在于,所述聚氨酯层的厚度为0.3~0.5mm。
7.权利要求1~6任一项所述的防腐耐震型防水材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将乙烯-丙烯酸共聚物膜、无纺布和聚乙烯膜依次层叠后第一热压,得到防腐无纺布层;
在所述防腐无纺布层的聚乙烯膜表面粘附胶粘层;
将第一EVA防水层、聚氨酯层和第二EVA防水层依次层叠后第二热压,得到耐震防水层;
在所述胶粘层的另一表面粘附所述耐震防水层,得到所述防腐耐震型防水材料。
8.根据权利要求7所述的防腐耐震型防水材料的制备方法,其特征在于,所述第一热压的温度为120~170℃,压力为0.2~0.8MPa,时间为2~10min。
9.根据权利要求7所述的防腐耐震型防水材料的制备方法,其特征在于,所述第二热压的温度为120~160℃,压力为0.2~0.8MPa,时间为0.5~5min。
10.权利要求1~6任一项所述的防腐耐震型防水材料在建筑行业中的应用。
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CN115179626A (zh) | 2022-10-14 |
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