CN1209242C - 高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺，防水基层采用高低密度聚乙烯与橡胶共混聚合物材料制成，防水基层表面分别复合固定一层带排水通道的加强筋网层，制造工艺为原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边、收卷；防水基层与加强筋网层采用流涎膜直压复合，卷材不仅使用寿命长、韧性好，而且无污染，隧洞防水时筋网层形成排水通道，使隧洞壁渗水顺畅排出施工更加简便，还能用来加工苫布、篷布及各类雨具。

Description

高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺

本发明涉及一种卷材制造工艺，更具体地说是涉及一种高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺，适合于生产建筑及工程的防水卷材。

目前，在建筑及工程上通常采用改性沥青油毡来进行防水防渗处理，但是改性沥青油毡不仅对温度敏感，而且抗拉强度和延伸率都很底、耐老化性能差，很难达到使用耐久、年限长的要求。同时，在改性沥青油毡的制造和建筑工程的防水施工中还会给环境带来污染。虽然也有使用纯橡胶型或纯塑料型防水卷材的，但应用范围窄，纯橡胶防水卷材除了强度低外，还存在表面光洁、粗糙度低，无法与水泥材料(在水泥凝固过程中)直接粘合，且由于橡胶卷材表面光滑在应用于水利工程时与土壤摩擦力小，会使得土坝安息角度小而增加工程费用，而纯塑料防水卷材则延伸性和弹性又较差。虽然也有在防水卷材上采用二次加热工艺复合无纺布层的，但这样却大大降低了卷材的耐老化性能，造成卷材使用寿命短，当用在隧洞防水时，在卷材的防水层无法形成排水通道，从隧洞壁渗出的水无法顺畅排出，很难满足建筑工程防水施工的要求，并且上述防水卷材使用麻烦，更无法用来加工苫布、篷布及各类雨具用材，给使用者带来了不便。为了克服上述卷材各自存在的缺点，提高合成高分子防水卷材的综合性能，最有效的办法是将它们进行共混改性处理，即将两种或多种合成橡胶及合成树脂进行共混改性，使橡胶型防水卷材中具有塑料成分，而塑料型防水卷材中具有橡胶的成分，使卷材既具有合成树脂的高强度和优异的耐老化性能，又具有合成橡胶的高弹性，高延伸性以及耐高低温性能。

本发明的目的是提供一种高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺，生产出的卷材不仅延伸率高、抗老化、使用寿命长、韧性好，而且无污染、还具有良好的粗糙度，可以在水泥凝固过程中与水泥直接粘合，与土壤接触摩擦增大，当在隧洞防水时，防水卷材的加强筋网可形成良好的排水通道，使施工更加简便，同时还能方便的用来加工苫布、篷布及各类雨具。

本发明的目的是这样实现的，一种防水卷材及其制造工艺，它包括防水基层，其特征在于防水基层表面还设有加强筋网排水层；高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺如下：

一、防水基层的聚烯烃混合物料的制备：

将制造卷材防水基层聚烯烃混合物料的各组分按组分重量份比例均匀混合密炼，经挤出、拉条、造粒制成颗粒原料，各组分及组分重量份比例如下：

高密度聚乙烯  38-48      低密度聚乙烯  35-45

聚硫橡胶      4-10       丙烯酸酯橡胶  7-13

防焦剂        0.2-1.0    抗氧剂        0.05-0.1

增塑剂        1.8-5.0    碳黑          0.2-2.0

硅烷偶联剂    0.6-1.3    硫黄、气相白碳黑和石蜡少量

二、加强筋网的选用：

丙纶长丝无纺布、涤纶长丝无纺布、针刺无纺布或聚酯网；

三、防水卷材的复合制造工艺：

原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边并中分、收卷；

四、生产工艺条件是：

(1)、将聚烯烃颗粒原料加热塑化；

(2)、塑化挤出温度                     170-200℃；

(3)、复膜辊间线压                     140-190N/cm；

(4)、复合线速度                       3-6m/min；

(5)、无纺布预热温度                   25-35℃；

(6)、冷却方式为空冷+水冷，冷却水温度  8-25℃；

(7)、复合冷辊直径为                   280-550mm；

(8)、复合温度                         130-150℃。

在上述工艺方案中，选高密度聚乙烯加低密度聚乙烯为密炼料主料(重量份数前者稍高于后者)，以充分发挥高密度聚乙烯强度高、耐溶剂性能好，低密度聚乙烯延伸率高、熔化温度低和柔软性好的优点；克服高密度聚乙烯延伸率低、熔化温度高，低密度聚乙烯强度低、耐溶剂差的缺点；但是这种聚烯烃在常温下会发生很慢的氧化降解或者在受热状态下发生缓慢氧化；为此，在密炼过程中加入光屏蔽剂、热稳定剂和抗氧化剂；本发明采用碳黑作光屏蔽剂，碳黑加抗氧化剂300可大大提高聚烯烃抗光老化性能，并可提高其在塑化挤出时的热稳定性。

为了提高聚烯烃的塑性和柔性，降底其熔融温度和熔体的粘度以增加其流动性，本发明采用了邻苯二甲酸二正辛酯作增塑剂，同时亦可防止聚烯烃的霉变；此外，为使碳黑能与聚烯烃很好粘合并均匀分散，还要添加重量份数为0.6-1.3％的硅烷(磺酰叠氮硅烷)偶联剂。

在上述工艺方案的基础上，为进一步提高聚烯烃的性能，使拉伸强度、延伸率和耐应力开裂性有更大的改善；并为增加整体的柔韧性和弹性，在密炼时还需加入聚硫橡胶和丙烯酸酯橡胶，采用聚硫橡胶来改善整体流动性，而采用丙烯酸酯橡胶是用以“补强”并提高耐温性能；为防止密炼过程中聚烯烃中橡胶硫化-即焦烧，需添加防焦剂CTP；而且为使橡胶“补强”以改善橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性，本发明中还加有气相白碳黑和硫黄；为使聚烯烃混合物在塑化挤出时容易，密炼料中加有少量石蜡作为润滑剂。

本发明加筋网层和加强筋网增糙层采用的是丙纶无纺布、涤纶无纺布、针刺无纺布或聚酯网。

防水基层与加强筋网层复合制造工艺采用流涎膜直压复合：将各组分按组分重量比例密炼造粒，再将造粒料热熔剂出经模头流涎成膜；流涎膜经过一段距离与空气接触并向外界辐射而散出一定热量使温度下降，当膜处于粘流态向高弹态转变时，即温度在130-150℃状态下流涎膜进入压辊，(冷光辊和冷硅胶辊)，在压辊的压力下丙纶或涤纶纤维压入聚烯烃表面形成紧密粘合。为保证有良好的粘合强度，压辊间的线压应保证≥40N/cm；在复合时要保持丙纶或涤纶无纺布温度在20-40℃之间以改善布与膜接触面的润湿，提高粘接复合所需范德华力；并要确保布与膜接触后布温不得超过100℃以使丙纶或涤纶纤维不致降低性能。为此，压辊中要通以循环水进行水冷，使聚烯烃膜传至布的热量散失、温度下降。

五、本发明卷材主要性能指标为：

(1)、拉伸强度：≥9MPa；

(2)、断裂伸长率：≥100％；

(3)、低温弯折性：-50℃下1小时180度对折无裂纹；

(4)、抗渗透性：在0.3MPa压力下保持30min不透水；

(5)、剪切状态下的粘合性：σsa≥2.0N/mm或在接缝外断裂；

(6)、热老化机械性能保持率：80℃下168小时、拉伸强度≥0.8，延伸率≥0.8；

(7)、耐酸碱性：1％H2SO4，饱合Ca(OH)2中浸泡15天无异常变化。

六、本发明与现有同类防水卷材相比较有如下优点：

(1)、产品的综合性能(拉伸强度、延伸率、抗渗透性、耐老化)大大高于现有同类防水卷材。

(2)、卷材外表增粗糙层粗糙度高，粘接性能好，可与水泥材料在固化过程中直接粘合或与土壤接合，施工简便、费用低。

(3)、厚度薄、重量轻、施工造价低、应用简便。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

在图1中，防水基层2为一种聚烯烃膜，在防水基层2的上表面复合固定可形成排水通道的针刺无纺布加强筋网层1，在防水基层2的下表面再复合固定丙纶长丝无纺布加强筋网层3。当用在隧洞时，将针刺无纺布层1贴置于隧洞壁上固定。

复合防水卷材制造工艺如下：

一、制备防水基层的聚烯烃混合料粒：选用齐鲁石化公司生产的DMD7008高密度聚乙烯、大庆乙烯工程指挥部塑料厂生产的DXND1218线性低密度聚乙烯、锦西化工厂生产的C-1聚硫橡胶、美国产Cyanacryl丙烯酸酯橡胶、英国产CTP防焦剂、广州产抗氧化剂300、美国产Polycizer162邻苯二甲酸二正辛酯、上海产的NDZ-604硅烷偶联剂，均匀混合后密炼，经挤出、拉条、造粒，各组分及各组分重量比例如下：

高密度聚乙烯    38       低密度聚乙烯    35

聚硫橡胶        4        丙烯酸酯橡胶    7

防焦剂          0.2      抗氧剂          0.05

增塑剂          1.8      碳黑            0.2

硅烷偶联剂      0.6      气相白碳黑      0.4

石蜡            1.0      硫黄            0.5

二、加强筋网及无防布的选用：选用300g/mm2针刺无防布及秦皇岛华阳非织造布有限公司纺粘法丙纶长丝无纺布，单位面积质量为50g/m2。

三、防水卷材制造工艺是：

原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边并中分、收卷；

四、生产防水卷材工艺条件是：

(1)、将聚烯烃混合粒料进行加热塑化；

(2)、塑化挤出温度                     170℃；

(3)、复膜辊间线压                     140N/cm；

(4)、复合线速度                       5m/min；

(5)、无纺布预热温度                   25℃；

(6)、冷却方式为空冷+水冷，冷却水温度  8℃；

(7)、复合冷却辊直径                   280mm；

(8)、复合温度                         130℃。

防水耐候聚烯烃混合物料塑化挤出采用平移式Φ120×30单螺杆挤出机，基布与膜复合采用三辊(冷辊、硅胶辊、加压辊)复膜机，规格为2×1200×1.0mm。

实施例2

在图2中，防水基层2为一种聚烯烃膜，在防水基层2的上下面分别复合固定可形成排水通道的针刺无纺布加强筋网层1。

一.各组分及各组份重量比例如下：

高密度聚乙烯    43      低密度聚乙烯    40

聚硫橡胶        7       丙烯酸酯橡胶    10

防焦剂          0.6     抗氧剂          0.08

增塑剂          3.2     碳黑            1.0

硅烷偶联剂      1.0     气相白碳黑      0.5

石      蜡      0.6     硫      黄      0.8

二、本发明采用生产工艺是：

防水卷材生产工艺流程包括原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边并中分、收卷；

三、其工艺条件是：

(1)、将原料进行混料加热塑化；

(2)、挤出-挤出温度为                  185℃；

(3)、复膜-复膜辊间线压                165N/cm；

(4)、复合线速度                       4.5m/min；

(5)、无纺布预热温度至                 30℃；

(6)、冷却方式为空冷+水冷，冷却水温度  14℃；

(7)、复合冷却辊直径为                 420mm；

(8)、复合温度                         140℃。

其它同实施例1。

实施例3

在图3中，防水基层2为一种聚烯烃膜，在防水基层2的上表面复合固定聚酯网加强筋网层1，在防水基层2的下表面再复合固定涤纶长丝无纺布加强筋网层3，适合制作化学废液池的浮动罩；加强筋网层1采用500旦丝聚酯网，由于聚酯网抗拉强度高还可用来加工苫布、篷布及各类雨具用材。

一、各组分及各组份重量比例如下：

高密度聚乙烯    48      低密度聚乙烯    45

聚硫橡胶        10      丙烯酸酯橡胶    13

防焦剂          1.0     抗氧剂          0.1

增塑剂          5.0     碳黑            2.0

硅烷偶联剂      1.3     气相白碳黑      1.0

石      蜡      2.5     硫      黄      0.6

二、本发明采用生产工艺是：

防水卷材生产工艺流程包括原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边并中分、收卷；

三、其工艺条件是：

(1)将原料进行混料加热塑化；

(2)挤出-挤出温度为                  200℃；

(3)复膜-复膜辊间线压                190N/cm；

(4)复合线速度                       6m/min；

(5)无纺布预热温度至                 35℃；

(6)冷却方式为空冷+水冷，冷却水温度  25℃；

(7)复合冷却辊直径为                 550mm；

(8)复合温度                         150℃。

Claims (1)

1、一种高分子共混聚合物聚烯烃复合防水卷材制造工艺如下：

(一)、防水基层的聚烯烃混合物料的制备：

将卷材防水基层中的聚烯烃混合物各组分按组分重量份比例均匀混合密炼，经挤出、拉条、造粒制成颗粒原料，各组分及组分重量份比例如下：

高密度聚乙烯  38-48           低密度聚乙烯  35-45

聚硫橡胶      4-10            丙烯酸酯橡胶  7-13

防焦剂        0.2-1.0         抗氧剂        0.05-0.1

增塑剂        1.8-5.0         碳黑          0.2-2.0

硅烷偶联剂    0.6-1.3         硫黄、气相白碳黑和石蜡少量；

(二)、加强筋网的选用：

丙纶长丝无纺布、涤纶长丝无纺布、针刺无纺布或聚酯网；

(三)、防水卷材的复合制造工艺：

原料塑化、挤出、复膜、加压、冷却、切边并中分、收卷；

(四)、生产工艺条件是：

(1)、将聚烯烃颗粒原料加热塑化；

(2)、塑化挤出温度                   170-200℃；

(3)、复膜辊间线压                   140-190N/cm；

(4)、复合线速度                     3-6m/min；

(5)、无纺布预热温度                 25-35℃；

(6)、冷却方式为空冷+水冷，冷却水温度8-25℃；

(7)、复合冷辊直径为                 280-550mm；

(8)、复合温度                       130-150℃。

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