CN117343420B - 高分子防水材料以及复合防水卷材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防水卷材技术领域，提出了一种高分子防水材料以及复合防水卷材及其制备方法和应用，复合防水卷材包括第一隔离层、第一压敏胶层、高分子防水片材层、第二压敏胶层、第二隔离层，高分子防水片材层的原料包括以下重量份组分：40‑55份超高分子量聚乙烯、20‑30份线性低密度聚乙烯、10‑15份聚丙烯、10‑15份高密度聚乙烯、6‑12份聚乙烯蜡、2‑4份对乙酰氧基苯乙烯、5‑10份无机填料、0.2‑0.5份抗氧剂。通过上述技术方案，解决了现有技术中复合防水卷材中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及防水卷材技术领域，具体的，涉及高分子防水材料以及复合防水卷材及其制备方法和应用。
背景技术
复合防水卷材主要由高分子防水片材层、压敏胶层、隔离层等复合而成，主要用于建筑墙体、屋面、地下工程等场所，可以作为工程基础和建筑物之间的无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，在整个工程中起着至关重要的作用。
超高分子量聚乙烯是指分子量100万以上的聚乙烯，其链结构与普通的聚乙烯相同，但是由于其具有超长的分子链，因此结晶行为与普通PE有着很大的差异，会形成单链多晶结构，使超高分子量聚乙烯具有优异的耐磨性、耐环境应力开裂性、抗老化性能等。但由于超高分子量聚乙烯的分子量很大，分子链超长，分子之间存在大量的缠结，熔体粘度极高，熔体流动速率很低，所以不易加工成型，将超高分子量聚乙烯应用在复合防水卷材其中的高分子防水片材层，除了加工性差不易成型外，还会影响高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度及延伸率，从而影响复合防水卷材的应用。
发明内容
本发明提出高分子防水材料以及复合防水卷材及其制备方法和应用，解决了相关技术中复合防水卷材中高分子防水片材层缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率低的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出了一种高分子防水材料，包括以下重量份组分：40-55份超高分子量聚乙烯、20-30份线性低密度聚乙烯、10-15份聚丙烯、10-15份高密度聚乙烯、6-12份聚乙烯蜡、2-4份对乙酰氧基苯乙烯、5-10份无机填料、0.2-0.5份抗氧剂。
作为进一步技术方案，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或多种。
作为进一步技术方案，所述聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯的质量比为2:1-5:1。
作为进一步技术方案，所述聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯的质量比为3:1。
本发明发现当聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯的质量比为3:1时，可以进一步提高高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度及延伸率。
作为进一步技术方案，所述无机填料为高岭土、滑石粉中的一种。
作为进一步技术方案，所述无机填料的粒径为1250-2000目。
作为进一步技术方案，所述无机填料的粒径为1500目。
将无机填料添加到本发明高分子防水片材层制备过程中的共混体系中可以改善共混体系的流动性，提高高分子防水片材层的拉伸强度、缺口悬梁冲击强度，本发明发现，当无机填料为高岭土，粒径为1500目时，可以进一步提高高分子防水片材层的拉伸强度、缺口悬梁冲击强度，并保持较高的延伸率。
本发明还提出了一种复合防水卷材，包括由上至下依次设置的第一隔离层、第一压敏胶层、高分子防水片材层、第二压敏胶层、第二隔离层，所述高分子防水片材层的原料为所述的高分子防水材料。
作为进一步技术方案，所述高分子防水片材层的制备方法，包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯蜡、对乙酰氧基苯乙烯、无机填料和抗氧剂混合均匀后，经熔融挤出、压延，得到高分子防水片材层。
作为进一步技术方案，所述熔融挤出为使用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机在加料段、熔融段、计量段的温度分别为175-185℃、185-195℃、195-210℃。
作为进一步技术方案，所述第一压敏胶层和第二压敏胶层的材料均为聚氨酯胶，所述第一隔离层的材料为PE材料，所述第二隔离层的材料为矿物颗粒。
作为进一步技术方案，所述矿物颗粒为莫来石。
本发明还包括一种复合防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
S1、向高分子防水片材层的一面依次涂覆第一压敏胶层和第一隔离层的材料后，辗压成型，得到半成品复合防水材料；
S2、向高分子防水片材层的另一面依次涂覆第二压敏胶层和第二隔离层的材料后，辗压成型，得到复合防水材料。
作为进一步技术方案，所述第一隔离层的厚度为0.038mm、第一压敏胶层的厚度为0.3-0.5mm、高分子防水片材层的厚度为0.8-1.6mm、第二压敏胶层的厚度为0.3-0.5mm、第二隔离层的厚度为0.2-0.4mm。
本发明还提出了所述复合防水卷材在地下工程中的应用。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明中在高分子防水片材层中添加了具有低熔点、低粘度的线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯与超高分子量聚乙烯共混，当共混体系加热至熔点温度以上时，超高分子量聚乙烯会悬浮在共混体系中，提高超高分子量聚乙烯的加工流动性，但是由于线性低密度聚乙烯和聚丙烯的加入在冷却后会形成较大的球晶，球晶表面上分子链排布不同，导致高分子防水片材层缺口悬梁冲击强度、拉伸强度的下降，因本发明在高分子防水片材层中还添加了无机填料、对乙酰氧基苯乙烯和聚乙烯蜡，无机填料、对乙酰氧基苯乙烯和聚乙烯蜡的加入不仅提高了共混体系的流动性，还显著改善了因线性低密度聚乙烯、聚丙烯冷却后带来的强度下降的现象，提高了高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度和拉伸强度，保持高分子防水片材层具有较高的延伸率。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例与对比例中：
第一压敏胶层和第二压敏胶层的材料均为聚氨酯胶，型号A01，厂家：安徽春晓化工有限公司；第一隔离层的材料为莫来石，粒径为40目；第二隔离层的材料为PE隔离膜，厚度为0.038mm，购自潍坊市顺恒新材料科技有限公司；
高岭土购自石家庄韵石新型建材有限公司；
超高分子量聚乙烯，货号：L5000，厂家：日本三井化学；
线性低密度聚乙烯：货号：9730，厂家：韩国韩华；
聚丙烯：货号：R370Y，厂家：韩国SK；
高密度聚乙烯：货号：DGDB-6097，厂家：大庆石化。
实施例1
复合防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
S1、将40份超高分子量聚乙烯、20份线性低密度聚乙烯、10份聚丙烯、10份高密度聚乙烯、9份聚乙烯蜡、3份对乙酰氧基苯乙烯、5份高岭土（粒径为1250目）、0.2份抗氧剂1010混合均匀后，熔融后经双螺杆挤出机挤出、压延，得到高分子防水片材层；其中双螺杆挤出机加料段、熔融段、计量段的温度分别为175℃、185℃、195℃；
S2、向高分子防水片材层的一面依次涂覆第一压敏胶层和第一隔离层的材料后，辗压成型，得到半成品复合防水材料；
S3、向高分子防水片材层的另一面依次涂覆第二压敏胶层和第二隔离层的材料后，辗压成型，得到复合防水材料；
其中，第一隔离层的厚度为0.038mm、第一压敏胶层的厚度为0.3mm、高分子防水片材层的厚度为0.8mm、第二压敏胶层的厚度为0.3mm、第二隔离层的厚度为0.2mm。
实施例2
复合防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
S1、将50份超高分子量聚乙烯、25份线性低密度聚乙烯、13份聚丙烯、13份高密度聚乙烯、6份聚乙烯蜡、2份对乙酰氧基苯乙烯、8份滑石粉（粒径为1500目）、0.3份抗氧剂168混合均匀后，经熔融挤出、压延，得到高分子防水片材层；其中双螺杆挤出机加料段、熔融段、计量段的温度分别为180℃、190℃、200℃；
S2、向高分子防水片材层的一面依次涂覆第一压敏胶层和第一隔离层的材料后，辗压成型，得到半成品复合防水材料；
S3、向高分子防水片材层的另一面依次涂覆第二压敏胶层和第二隔离层的材料后，辗压成型，得到复合防水材料；
其中，第一隔离层的厚度为0.038mm、第一压敏胶层的厚度为0.4mm、高分子防水片材层的厚度为1.2mm、第二压敏胶层的厚度为0.4mm、第二隔离层的厚度为0.4mm。
实施例3
复合防水卷材的制备方法，包括以下步骤：
S1、将55份超高分子量聚乙烯、30份线性低密度聚乙烯、15份聚丙烯、15份高密度聚乙烯、12份聚乙烯蜡、4份对乙酰氧基苯乙烯、10份滑石粉（粒径为2000目）、0.5份抗氧剂1076混合均匀后，经熔融挤出、压延，得到高分子防水片材层；其中双螺杆挤出机加料段、熔融段、计量段的温度分别为185℃、195℃、210℃；
S2、向高分子防水片材层的一面依次涂覆第一压敏胶层和第一隔离层的材料后，辗压成型，得到半成品复合防水材料；
S3、向高分子防水片材层的另一面依次涂覆第二压敏胶层和第二隔离层的材料后，辗压成型，得到复合防水材料；
其中，第一隔离层的厚度为0.038mm、第一压敏胶层的厚度为0.5mm、高分子防水片材层的厚度为1.6mm、第二压敏胶层的厚度为0.5mm、第二隔离层的厚度为0.3mm。
实施例4
与实施例1相比，实施例4的不同之处在于，10份聚乙烯蜡、2份对乙酰氧基苯乙烯。
实施例5
与实施例1相比，实施例5的不同之处在于，8份聚乙烯蜡、4份对乙酰氧基苯乙烯。
实施例6
与实施例1相比，实施例6的不同之处在于，高岭土的粒径为2000目。
实施例7
与实施例1相比，实施例7的不同之处在于，高岭土的粒径为1500目。
对比例1
与实施例1相比，对比例1不添加聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯。
对比例2
与实施例1相比，对比例2不添加聚乙烯蜡。
对比例3
与实施例1相比，对比例3不添加对乙酰氧基苯乙烯。
对比例4
与实施例1相比，对比例4的不同之处在于，不添加高岭土。
对比例5
与实施例1相比，对比例5的不同之处在于，将线性低密度聚乙烯、聚丙烯替换为等量的高密度聚乙烯。
对比例6
与实施例1相比，对比例6的不同之处在于，将聚丙烯、高密度聚乙烯替换为等量的线性低密度聚乙烯。
对比例7
与实施例1相比，对比例7的不同之处在于，将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯替换为等量的聚丙烯。
试验例
测定实施例1-7及对比例1-4中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率，测定方法如下：
缺口悬梁冲击强度：依据GB/T1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》中的方法测定缺口悬梁抗冲击强度；
拉伸强度：依据GB/T 328.9-2007《建筑防水卷材试验方法 第9部分：高分子防水卷材 拉伸性能》中的方法测定纵向拉伸强度；
延伸率：依据GB/T 328.9-2007《建筑防水卷材试验方法 第9部分：高分子防水卷材 拉伸性能》中的方法测定延伸率；
测定结果如表1所示。
表1实施例1-7及对比例1-4中高分子防水片材层的性能测定结果
与实施例1相比，对比例4不添加无机填料，结果对比例4中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度和拉伸强度均低于实施例1，说明无机填料添加到超高分子量聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丙烯的共混体系中，可以提高高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度和拉伸强度。
与实施例1相比，实施例6-7改变高岭土的粒径，结果实施例7中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率均高于实施例1、实施例6，说明当高岭土的粒径为1500目时可以更好的提高高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率。
与实施例1相比，对比例1不添加聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯，对比例2不添加聚乙烯蜡，对比例3不添加对乙酰氧基苯乙烯，结果对比例1-3中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率均低于实施例1。说明同时添加聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯可以提高高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率。
与实施例1相比，实施例4-5改变聚乙烯蜡和乙酰氧基苯乙烯的质量比，结果实施例4-5中高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率均低于实施例1，说明当聚乙烯蜡和乙酰氧基苯乙烯的质量比3:1时，能更进一步提高高分子防水片材层的缺口悬梁冲击强度、拉伸强度和延伸率。
与实施例1相比，对比例5仅添加高密度聚乙烯、对比例6仅添加线性低密度聚乙烯、对比例7仅添加聚丙烯，结果相比于实施例1，对比例5-7中各组分熔融后不易挤出，加工性能低于实施例1，说明本发明通过加入高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丙烯提高了高分子防水片材层的加工性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)
1.一种高分子防水材料，其特征在于，包括以下重量份组分：40-55份超高分子量聚乙烯、20-30份线性低密度聚乙烯、10-15份聚丙烯、10-15份高密度聚乙烯、6-12份聚乙烯蜡、2-4份对乙酰氧基苯乙烯、5-10份无机填料、0.2-0.5份抗氧剂；
所述无机填料为高岭土、滑石粉中的一种；
所述无机填料的粒径为1250-2000目。
2.根据权利要求1所述的一种高分子防水材料，其特征在于，所述聚乙烯蜡和对乙酰氧基苯乙烯的质量比为2:1-5:1。
3.一种复合防水卷材，其特征在于，包括由上至下依次设置的第一隔离层、第一压敏胶层、高分子防水片材层、第二压敏胶层、第二隔离层，所述高分子防水片材层的原料为权利要求1-2中任意一项所述的高分子防水材料。
4.根据权利要求3所述的一种复合防水卷材，其特征在于，所述高分子防水片材层的制备方法，包括以下步骤：将超高分子量聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯蜡、对乙酰氧基苯乙烯、无机填料和抗氧剂混合均匀后，经熔融挤出、压延，得到高分子防水片材层。
5.根据权利要求4所述的一种复合防水卷材，其特征在于，所述熔融挤出为使用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机在加料段、熔融段、计量段的温度分别为175-185℃、185-195℃、195-210℃。
6.根据权利要求3所述的一种复合防水卷材，其特征在于，所述第一压敏胶层和第二压敏胶层的材料均为聚氨酯胶，所述第一隔离层的材料为PE材料，所述第二隔离层的材料为矿物颗粒。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种复合防水卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向高分子防水片材层的一面依次涂覆第一压敏胶层和第一隔离层的材料后，辗压成型，得到半成品复合防水材料；
S2、向高分子防水片材层的另一面依次涂覆第二压敏胶层和第二隔离层的材料后，辗压成型，得到复合防水材料。
8.一种复合防水卷材在地下工程中的应用，其特征在于，所述复合防水卷材为权利要求3-6中任意一项所述的复合防水卷材。
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