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CN101186133B - 一种高分子复合耐热防水片材及其制备方法 - Google Patents

一种高分子复合耐热防水片材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水利、土建工程中所使用的防水材料技术领域，具体的讲公开了一种用于生产防水卷材的高分子复合耐热防水片材及其制备方法。其技术方案为：由聚丙烯、高密度聚乙烯以及马来酐接枝剂构成的中间层和粘合在其两侧面的由线性聚乙烯和高密度聚乙烯表面层构成；该高分子复合耐热防水片材由于由中间层和复合于其两侧面的表面层三层共挤复合而成，所形成的防水片材的物理性能指标大大提高，经过检测，其中纵横向抗拉强度大于300N/50mm，纵横向抗拉强度大于500％，耐穿刺力——0.5mm厚度以上达到了80KN/m以上，0.5mm厚度以下达到了30KN/m，能够满足工程的需要。

Description

一种高分子复合耐热防水片材及其制备方法
技术领域
本发明属于防水卷材技术领域，具体地讲涉及一种用于生产防水卷材的高分子复合耐热防水片材及其制备方法。
背景技术
自粘防水卷材是近几年发展起来的一种新型的高档防水材料，主要用于水利、土建工程中基面的防水处理。高分子复合防水片材是由一种或几种合成树脂共混挤出压延而成的一种高分子类材料，用于作为高分子复合自粘防水卷材的主体材料——即防水卷材由作为其胎基层的合成树脂片材、复合于其一面或两面上的一层“蠕变自粘胶”胶粘剂以及覆于胶粘剂表面上的隔离膜层构成。因此高分子复合自粘防水卷材的性能参数——纵、横向断裂拉伸强度、断裂延伸率、撕裂强度，则取决于构成其胎基层的合成树脂片材的物理性能。
而目前所使用的防水卷材，构成其胎基层的合成树脂片材由单一普通的低密度聚乙烯或高密度聚乙烯材料构成，利用该胎基层生产的自粘防水卷材由于片材的耐热度低——在自粘防水卷材的表面上复合一层“蠕变自粘胶”胶粘剂的生产工序中，由于改性沥青处于熔融状态的温度在140℃以上，而普通的低密度聚乙烯或高密度聚乙烯构成的高分子合成树脂片材的使用温度在110-130℃间，因此，利用该高分子合成树脂片材覆盖沥青胶粘剂所形成的防水卷材会出现收缩、起皱甚至断裂的现象。另外，构成自粘防水卷材胎基层的高分子合成树脂片材的纵、横向断裂拉伸强度小于100N/50mm、纵、横向断裂延伸率小于400％、撕裂强度小于60KN/m，即由于所使用的普通的低密度聚乙烯或高密度聚乙烯构成的高分子合成树脂片材的性能缺陷，使得所形成的自粘防水卷材由于断裂拉伸强度、纵、横向断裂延伸率和撕裂强度不能满足工程的需要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种纵、横向抗拉强度和纵、横断裂延伸率高、耐高温的用于生产自粘防水卷材胎基层的高分子复合耐热防水片材。
本发明的第二目的就是提供制备上述高分子复合耐热防水片材的方法。
实现本发明第一目的所采用的技术方案为：
一种高分子复合耐热防水片材，其特征在于：
由中间层和粘合在其两侧面的表面层构成；
所述的中间层的组分为：10-40重量份的聚丙烯、60-80重量份的高密度聚乙烯以及2-15重量份的马来酐接枝剂；
所述的两侧表面层的组分为：40-80重量份的线性聚乙烯、20-60重量份的高密度聚乙烯以及由50-70重量份的聚乙烯、10-15重量份的乙烯醋酸乙烯酯、8-15重量份的硅酸盐、10-25重量份的改性沥青和3-15重量份的硅烷偶联剂构成的耐热粘合助剂成份。
另外：构成所述的两侧表面层的线性聚乙烯和高密度聚乙烯与所其含有的耐热粘合助剂的比例为100∶1-15。
其中制备上述高分子复合耐热防水片材的工艺为：
第一步称量原料并混料
按照权利要求1的组分重量称取线性聚乙烯、高密度聚乙烯并进行干燥处理，将之与适量的耐热粘合助剂置入到高速混炼机中在80-100℃温度搅拌下20-30分钟，使之混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机中准备挤出；
按照权利要求1的组分重量称取聚丙烯、高密度聚乙烯及其马来酐接枝剂进行干燥处理，将之置入在另外一台高速混炼机中，在90-110℃温度下搅拌25-35分钟使之混合均匀，同时吸入到JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
第二步熔融挤出
将JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至180℃、模头温度调至210℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至200℃，模头温度调至205℃。上料后同时开启两台挤出机挤出；
第三步三层复合压延
将复合压延机的上辊的温度调至70-90℃、中辊的温度设置在80-100℃、下辊的温度设定在60-70℃之间，开启三辊将上述塑料挤出机挤出的三层片材压延复合在一起；
第四步冷却定型
将压延后的制品经过4-5小时的冷却；
第五步收卷
将冷却后的制品收卷打包。
其中上述耐热粘合助剂的制备步骤为：
第一步备料
按权利要求2中的比例准确称量出改性沥青、聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在90℃，搅拌下10-20分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌10-20分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入3-15重量份的硅烷偶联剂，搅拌10分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料并造粒形成耐热粘合助剂备用。
本发明所提供的一种高分子复合耐热防水片材同现有，由于该高分子复合耐热防水片材由含有聚丙烯和高密度聚乙烯构成的中间层和复合于其两侧面的主要由线性聚乙烯和高密度聚乙烯构成表面层三层共挤复合而成，所形成的防水片材的物理性能指标大大提高，经过检测，其中纵横向抗拉强度大于300N/50mm，纵横向抗拉强度大于500％，耐穿刺力——0.5mm厚度以上达到了80KN/m以上，0.5mm厚度以下达到了30KN/m，能够满足工程的需要。
附图说明
图1为本发明提供的高分子复合耐热防水片材的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的高分子复合耐热防水片材的结构作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明所提供的高分子复合耐热防水片材的结构示意图，其结构包括由中间层1和粘合在其两侧面的表面层2构成。
而制备上述高分子复合耐热防水片材的最佳工艺为：
实施例1
首先制备耐热粘接助剂：
第一步备料
准确称量出改性沥青25重量份、聚乙烯60重量份、硅酸盐10重量份和13重量份的乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将上述聚乙烯、硅酸镁、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在90℃，搅拌下15分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌15分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入3重量份的硅烷偶联剂，搅拌11分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料形成耐热粘合助剂并造粒备用。
高分子复合耐热防水片材的工艺为：
第一步混料
取50重量份的线性聚乙烯、60重量份的高密度聚乙烯、取上述所制备的1.1公斤重量份的耐热粘接助剂置入到高速混炼机中在90℃温度下搅拌20分钟混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
同时将40重量份的聚丙烯、60重量份的高密度聚乙烯及其15重量份的马来酐接枝PP置入到另外一台高速混炼机中，在90℃温度下搅拌30分钟混合，并吸入到JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出。
在上述工序中，高速混炼机中的搅拌温度调节过高或搅拌时间过长可能造成熔体融化在混炼机中，无法放料；温度过低或搅拌时间过短则起不到相应的烘干效果。一般情况下，这三种塑料吸水率很低无需干燥，但如果因种种原因而水分较大时，必须干燥，否则制品外观会比较粗糙，甚至可能影响制品物理性能。
第二步熔融挤出
将JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至180℃、模头温度调至210℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至200℃，模头温度调至205℃。上料后同时开启两台挤出机挤出，依据挤出成品三层厚度情况，具体调节两挤出机挤出速度，直至达到三层厚度基本一致的要求。
该工序中的挤出机料筒温度及模头的温度过高可能造成塑料降解从而引起成品性能的下降，温度过低则熔体黏度大而不宜挤出。
第三步三层复合压延
将复合压延机上辊温度调至85℃，中辊温度设在85℃，下辊温度设定在65℃，开启压延机三辊将上述所挤出的三料层压延在一起。
三辊转速基本同步比挤出熔体速度稍快一些，具体速度调节依据成品外观来定。压延速度过快可能早成外观成品偏薄，物理性能方面表现为纵向断裂强度高但断裂伸长率低，而横向断裂强度低而断裂伸长率高，从而造成成品不合格。
第四步冷却定型
压延后的制品冷却4小时、收卷并打包装。
塑料制品在成型后24小时之内收缩，在前12小时之内收缩90％以上，其余不到10％将在后12小时之内完成。如果不经过冷却定型收卷打包装，成品可能因收卷后受一定的外应力而收缩不均匀，导致制品表面不平整。
第五步收卷
收卷要松紧适宜。
过松影响成品外观，过紧则可能导致制品变形。
实施例2
热粘接助剂的制备过程为：
第一步备料
准确称量出改性沥青20重量份、聚乙烯70重量份、硅酸铝12重量份和15重量份的乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将上述聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在80℃，搅拌下20分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌20分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入8重量份硅烷偶联剂，搅拌10分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料并造粒备用。
高分子复合耐热防水片材的工艺为：
第一步混料
取50重量份的线性聚乙烯、20重量份的高密度聚乙烯、取上述所制备的7公斤重量份的耐热粘接助剂置入到高速混炼机中在80℃温度下搅拌30分钟混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
同时将30重量份的聚丙烯、70重量份的高密度聚乙烯及其2重量份的马来酐接枝PE置入到另外一台高速混炼机中，在110℃温度下搅拌20分钟混合，并吸入到JHs ￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出。
第二步熔融挤出
将JHs ￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至170℃、模头温度调至200℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至210℃，模头温度调至210℃。上料后同时开启两台挤出机挤出，依据挤出成品三层厚度情况，具体调节两挤出机挤出速度，直至达到三层厚度基本一致的要求。
第三步三层复合压延
将复合压延机上辊温度调至70℃，中辊温度设在95℃，下辊温度设定在60℃，开启压延机三辊将上述所挤出的三料层压延在一起。
第四步冷却定型
压延后的制品冷却5小时、收卷并打包。
实施例3
热粘接助剂的制备过程为：
第一步备料
准确称量出改性沥青15重量份、聚乙烯50重量份、硅酸钙8重量份和15重量份的乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将上述聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在100℃，搅拌下10分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌20分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入15重量份硅烷偶联剂，搅拌10分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料并造粒备用。
高分子复合耐热防水片材的工艺为：
第一步混料
取80重量份的线性聚乙烯、40重量份的高密度聚乙烯、取上述所制备的18公斤重量份的耐热粘接助剂置入到高速混炼机中在100℃温度下搅拌25分钟混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
同时将20重量份的聚丙烯、75重量份的高密度聚乙烯及其8重量份的马来酐接枝POE置入到另外一台高速混炼机中，在100℃温度下搅拌25分钟混合，并吸入到JHs ￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出。
第二步熔融挤出
将JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至190℃、模头温度调至205℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至190℃，模头温度调至215℃。上料后同时开启两台挤出机挤出，依据挤出成品三层厚度情况，具体调节两挤出机挤出速度，直至达到三层厚度基本一致的要求。
第三步三层复合压延
将复合压延机上辊温度调至80℃，中辊温度设在80℃，下辊温度设定在70℃，开启压延机三辊将上述所挤出的三料层压延在一起。
第四步冷却定型
压延后的制品冷却4.5小时、收卷并打包。
实施例4
热粘接助剂的制备过程为：
第一步备料
准确称量出改性沥青10重量份、聚乙烯65重量份、硅酸钙15重量份和12重量份的乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将上述聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在85℃，搅拌下15分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌15分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入10重量份硅烷偶联剂，搅拌12分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料并造粒备用。
高分子复合耐热防水片材的工艺为：
第一步混料
取40重量份的线性聚乙烯、50重量份的高密度聚乙烯、取上述所制备的4.5公斤重量份的耐热粘接助剂置入到高速混炼机中在90℃温度下搅拌20分钟混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
同时将10重量份的聚丙烯、80重量份的高密度聚乙烯及其10重量份的马来酐接枝聚烯烃PP置入到另外一台高速混炼机中，在90℃温度下搅拌35分钟混合，并吸入到JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出。
第二步熔融挤出
将JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至180℃、模头温度调至220℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至195℃，模头温度调至210℃。上料后同时开启两台挤出机挤出，依据挤出成品三层厚度情况，具体调节两挤出机挤出速度，直至达到三层厚度基本一致的要求。
第三步三层复合压延
将复合压延机上辊温度调至90℃，中辊温度设在100℃，下辊温度设定在65℃，开启压延机三辊将上述所挤出的三料层压延在一起。
第四步冷却定型
压延后的制品冷却5小时、收卷并打包。

Claims (4)

1.一种高分子复合耐热防水片材，其特征在于：
由中间层和粘合在其两侧面的表面层构成；
所述的中间层的组分为：10-40重量份的聚丙烯、60-80重量份的高密度聚乙烯以及2-15重量份的马来酐接枝剂；
所述的两侧表面层的组分为：40-80重量份的线性聚乙烯、20-60重量份的高密度聚乙烯以及由50-70重量份的聚乙烯、10-15重量份的乙烯醋酸乙烯酯、8-15重量份的硅酸盐、10-25重量份的改性沥青和3-15重量份的硅烷偶联剂构成的耐热粘合助剂成份。
2.如权利要求2所述的一种高分子复合耐热防水片材，其特征在于：构成所述的两侧表面层的线性聚乙烯和高密度聚乙烯与所其含有的耐热粘合助剂的比例为100∶1-15。
3.制备如权利要求1所述的一种高分子复合耐热防水片材的工艺包括下列步骤：
第一步  称量原料并混料
按照权利要求1的组分重量称取线性聚乙烯、高密度聚乙烯并进行干燥处理，将之与适量的耐热粘合助剂置入到高速混炼机中在80-100℃温度搅拌下20-30分钟，使之混合均匀，再用真空上料机吸入JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机中准备挤出；
按照权利要求1的组分重量称取聚丙烯、高密度聚乙烯及其马来酐接枝剂进行干燥处理，将之置入在另外一台高速混炼机中，在90-110℃温度下搅拌25-35分钟使之混合均匀，同时吸入到JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机准备挤出；
第二步  熔融挤出
将JHs￠150/33单螺杆塑料挤出机料筒温度调至180℃、模头温度调至210℃，同时将JHs￠120/33单螺杆塑料挤出机调至200℃，模头温度调至205℃。上料后同时开启两台挤出机挤出；
第三步  三层复合压延
将复合压延机的上辊的温度调至70-90℃、中辊的温度设置在80-100℃、下辊的温度设定在60-70℃之间，开启三辊将上述塑料挤出机挤出的三层片材压延复合在一起；
第四步  冷却定型
将压延后的制品经过4-5小时的冷却；
第五步  收卷
将冷却后的制品收卷打包。
4.如权利要求3所述的高分子复合耐热防水片材的制备工艺中，所述的耐热粘合助剂的制备步骤为：
第一步  备料
按权利要求2中的比例准确称量出改性沥青、聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯；
第二步、将聚乙烯、硅酸盐、乙烯醋酸乙烯酯放入高速搅拌机中在90℃，搅拌下10-20分钟；
第三步、将改性沥青投入到搅拌机中，继续搅拌10-20分钟；
第四步、在上述搅拌机中加入3-15重量份的硅烷偶联剂，搅拌10分钟即可开启高速搅拌机放料阀放料并造粒形成耐热粘合助剂备用。
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