CN108976571A - 一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物及其制备方法，属于高分子材料加工应用及建材防水领域。该高密度聚乙烯组合物由高密度聚乙烯、硅酮粉、芥酸酰胺、经硅油和硅烷偶联剂处理后的白炭黑、硅烷偶联剂处理过的重质碳酸钙共混、造粒制成。用该高密度聚乙烯组合物压延制成的隔离膜解决了防水卷材隔离膜生产中硅油喷涂在高密度聚乙烯薄膜上的均匀性差，易跑偏、褶皱、鼓泡等缺点，有效提高了防水卷材的防粘连性能，有利于施工时隔离膜与防水卷材的分离，并且节省了硅油喷涂工序，降低了硅油的用量，降低了成本。
Description
技术领域
一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物及其制备方法，属于高分子材料加工应用及建材防水领域。
背景技术
目前国内防水卷材的应用越来越广泛，对于防水卷材基材的结构和制造的研究众多，但对于防水卷材隔离膜的研发和论述鲜见报道。在防水卷材隔离膜的工业生产中，一般是在高密度聚乙烯薄膜上喷涂上一层硅油，就作为隔离膜，然后此隔离膜与防水材料碾压在一起制成防水卷材。此方法制备防水卷材隔离膜具有以下缺点：硅油虽然具有较好的防粘连性，但硅油与聚乙烯的相容性较差，硅油分子极易析出到聚乙烯表面，造成在加工和产品储运时硅油发生迁移或转移，降低了聚乙烯薄膜上硅油的均匀性，使硅油易产生跑偏、褶皱、鼓泡等现象，硅油固化效果明显降低，此外，硅油的不均匀分布影响了聚乙烯薄膜的性能，强度和韧性降低，从而导致防水卷材的防粘连性较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：由以下重量份原料组成：高密度聚乙烯：100份、硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑：14.2-41.8份、硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙：4.2-13.4份、硅酮粉：1-8份、芥酸酰胺：0.05-0.25份、过氧化物交联剂：0.05-0.2份。
优选的，一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，由以下重量份原料组成：高密度聚乙烯：100份、硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑：17.4-34.4份、硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙：6.4-11.1份、硅酮粉：2-5份、芥酸酰胺：0.08-0.2份、过氧化物交联剂：0.08-0.15份。
所述的硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑中硅油、硅烷偶联剂和白炭黑的质量比为6-15： 0.2-1.8：8-25。
优选的，所述的硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑中硅油、硅烷偶联剂和白炭黑的质量比为8-13：0.2-1.5：9-22。
所述的硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙中硅烷偶联剂和重质碳酸钙的质量比为0.2-1.4：4-12。
优选的，所述的硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙中硅烷偶联剂和重质碳酸钙的质量比为0.4-1.1：4-12。
所述高密度聚乙烯由己烯与乙烯共聚或丁烯与乙烯共聚制得，在压力为2.16kg，温度为190℃条件下测得熔体流动速率为0.01-0.8g/10min。
所述重质碳酸钙颗粒平均粒径≥1000目。
硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2- 甲氧基乙氧基) 硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种，此类含不饱和基团的硅烷偶联剂可与聚乙烯中活性乙烯基基团共聚，从而使高分子聚合物交联，增进聚合物树脂与无机填充剂或增强材料的附着力。
所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的复配物。交联剂是一种高分子聚合物的一种重要助剂，它能将线型的或轻度支链型的有机高分子链转化为三维网状结构以限制高分子链之间以及高分子链内部链段之间的相对运动，从而改善有机高分子聚合物的耐磨性、耐油性、耐热性、力学强度及韧性等性能。有机过氧化物交联剂是一类以自由基机理进行交联的交联剂，是通过自由基夺氢反应进行的，既可以交联饱和聚合物也可以交联不饱和聚合物。
上述防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1) 用硅油和硅烷偶联剂对白炭黑预处理，用硅烷偶联剂对白炭黑进行预处理；
(2) 过氧化物交联剂浸润高密度聚乙烯，然后，加入硅酮粉、芥酸酰胺进行混合，得混合均匀的高密度聚乙烯；
(3) 将重质碳酸钙、混合均匀的的高密度聚乙烯和步骤（1）中预处理后的白炭黑和重质碳酸钙混合、熔融塑化，熔融塑化好的所述物料经造粒、切粒、冷却和干燥工序后即得到高密度聚乙烯组合物。
步骤（1）中所述硅油和硅烷偶联剂对白炭黑预处理是指在搅拌的过程中，将硅油和硅烷偶联剂按上述比例加入装有白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置1.5-3小时。白炭黑比表面积大，表面吸附力强，采用硅油和硅烷偶联剂对其进行浸润及处理，可使其均匀的分散于高密度聚乙烯中。
步骤（2）中所述过氧化物交联剂浸润高密度聚乙烯是指将过氧化物交联剂用酒精稀释后，喷淋到聚乙烯上，搅拌均匀。
步骤（3）中所述熔融塑化的温度为170-180℃。
步骤（3）中所述造粒工序的温度为160-210℃。
上述防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物经压延制成防水卷材隔离膜，工艺路线：将防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物粒料投入到165-185℃的密炼机中进行熔融塑化，将塑化后的所述物料放入175℃-200℃的压延机中压制成膜，并进行冷却；利用压延机
机的辊距和薄膜收卷的牵伸速度调节薄膜的厚度至0.015mm-0.025mm。
对本发明的说明如下：本发明提供一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，该高密度聚乙烯组合物利用经过硅油浸润以及偶联剂处理后的白炭黑和重质碳酸钙与高密度聚乙烯经共混、造粒制得，利用该高密度聚乙烯组合物经过压延成防水卷材隔离膜。
白炭黑比表面积大，表面吸附力强，采用硅油和硅烷偶联剂对其进行浸润及处理，使其均匀的分散于高密度聚乙烯中。硅烷偶联剂能较大程度的改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能。重质碳酸钙与浸润过的白炭黑一起主要是对防水卷材的防粘连具有一定的协同效果，同时兼具填充剂，降低组合物成本的作用。硅酮粉是以成核的结构包覆在高分子材料（聚硅氧烷）里面的，其分子间的作用力强于高分子和无机物；另一端是高分子与烷烃的结合，在界面层起承上启下的作用，一边拉住无机物，一边融合高分子，比偶联剂单纯的改善界面极性强度要高很多。芥酸酰胺具有较好的外润滑作用，还具有很好的抗粘连性，芥酸酰胺能显著降低薄膜或片材表面的动态和静态摩擦系数，防止薄膜自相粘连或与被包装物粘接。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：利用该高密度聚乙烯组合物经过压延成防水卷材隔离膜，解决了防水卷材隔离膜生产中硅油喷涂在高密度聚乙烯薄膜上的均匀性差，易跑偏、褶皱、鼓泡等缺点，并且改善了隔离膜的强度和韧性，有效提高了防水卷材的防粘连性能，有利于施工时隔离膜与防水卷材的分离，节省了硅油喷涂工序，降低了硅油的用量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。
表1为实施例1-5、对比例1-3的各原料组份配比，均以重量份计，实施例1为最佳实施例。
实施例1
（1）在搅拌过程中，将12份硅油和1.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有15份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时；在搅拌的过程中，将0.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有8份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.12份过氧化二叔丁基用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入4份硅酮粉、0.15份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、8.8份烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入170℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
上述防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物经压延制成防水卷材隔离膜，工艺路线：
将防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物粒料投入到170℃的密炼机中进行熔融塑化，将塑化后的所述物料放入185℃的压延机中压制成膜，并进行冷却；利用压延机的辊距和薄膜收卷的牵伸速度调节薄膜的厚度至0.01mm-0.02mm，进行性能测试。
实施例2
（1）在搅拌过程中，将6份硅油和1.0份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有20份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时，在搅拌过程中，将1.0份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有5.0份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.2份叔丁基过氧化异丙苯用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入4份硅酮粉、0.25份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、6.0份烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入175℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到170℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
实施例3
（1）在搅拌过程中，将15份硅油和1.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有25份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置1.5小时，在搅拌的过程中，将1.4份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有12份重质碳酸钙的容器中，搅拌均匀后静置1.5小时。
（2）将0.15份过氧化二异丙苯用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入1份硅酮粉、0.12份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、13.4份烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入175℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到170℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
实施例4
（1）在搅拌的过程中，将9份硅油和1.4份乙烯基三异丙氧基硅烷加入装有8份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2.5小时，在搅拌的过程中，将0.2份乙烯基三异丙氧基硅烷加入装有4份重质碳酸钙的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.05份过氧化苯甲酰用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入5份硅酮粉、0.08份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、4.2份烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入180℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
实施例5
（1）在搅拌的过程中，将9份硅油和0.2份乙烯基三（2-甲基乙氧基）硅烷加入装有8份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时，在搅拌的过程中，将0.9份乙烯基三（2-甲基乙氧基）硅烷加入装有10份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.05份过氧化二叔丁基用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入8份硅酮粉、0.05份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、10份烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入170℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
对比例1
（1）将100份高密度聚乙烯投入到170℃的密炼机中进行熔融塑化，将塑化后的高密度聚乙烯放入185℃的压延机中压制成膜，并进行冷却；利用压延机的辊距和薄膜收卷的牵伸速度调节薄膜的厚度至0.01mm-0.02mm。
（2）将12份硅油均匀的喷涂与步骤（1）所得高密度聚乙烯薄膜上，经干燥得防水卷材隔离膜。
对比例2
（1）在搅拌过程中，将12份硅油加入装有15份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时，在搅拌的过程中。
（2）将0.12份过氧化二叔丁基用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入4份硅酮粉、0.15份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、8份未经硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入170℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
对比例3
（1）在搅拌过程中，将12份硅油和1.2份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有15份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.12份过氧化二叔丁基用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入4份硅酮粉、0.15份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯和处理好的白炭黑放入170℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
对比例4
（1）在搅拌过程中，将12份硅油和1.2份乙烯基三乙氧基硅烷混合，搅拌均匀后静置2小时，在搅拌的过程中，将0.8份乙烯基三乙氧基硅烷加入装有8份白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置2小时。
（2）将0.12份过氧化二叔丁基用酒精稀释后，喷淋到100份高密度聚乙烯上进行搅拌。然后，加入4份硅酮粉、0.15份芥酸酰胺进行混合，混合均匀后卸料。
（3）将混合均匀的高密度聚乙烯、8.8份硅烷偶联剂处理后的重质碳酸钙和处理好的白炭黑放入170℃的密炼机中进行熔融塑化，将熔融塑化好的所述物料投入到175℃的双螺杆挤出机中进行造粒，经切粒、冷却和干燥后即得到防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物。
防水卷材隔离膜制备工艺路线同实施例1。
实施例1-5，对比例1-4高密度聚乙烯隔离膜性能测试结果如表1所示。
表1 防水卷材隔离膜实施例、对比例的性能测试结果
。
结论：实施例1-5与对比例1-3相比防水卷材隔离膜纵向、横向强度及伸率和残余粘着率较高，表面平整无褶皱，没有鼓泡现象出现，横向和纵向强度及伸率较高，残余粘着率达到93.1%，说明硅油固化效果较好；对比例1为在高密度聚乙烯薄膜上喷涂一层硅油的制备方法制备的隔离膜，与实施例1-5制备的隔离膜相比，薄膜表面出现褶皱，有鼓泡现象，薄膜的强度和韧性性能较差，残余粘着率较低，说明的硅油固化效果较差。对比例2与实施例1相比，不添加硅烷偶联剂时，制备的隔离膜各项性能均降低，说明硅烷偶联剂在聚合过程中起到一定的协同作用，有利于硅油在高密度聚乙烯中的均匀分布，有效改善了隔离膜的性能。对比例3-4显示，不添加重质碳酸钙和白炭黑对隔离膜的强度、伸率及残余粘着率有一定影响，特别是残余粘着率明显降低，说明在聚合过程中重质碳酸钙与浸润过的白炭黑一起主要是对防水卷材的防粘连具有一定的协同效果，同时重质碳酸钙兼具填充剂，降低组合物成本的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (15)
1.一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：由以下重量份原料组成：高密度聚乙烯：100份、硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑：14.2-41.8份、硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙：4.2-13.4份、硅酮粉：1-8份、芥酸酰胺：0.05-0.25份、过氧化物交联剂：0.05-0.2份。
2.根据权利要求1所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：由以下重量份原料组成：高密度聚乙烯：100份、硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑：17.4-34.4份、硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙：6.4-11.1份、硅酮粉：2-5份、芥酸酰胺：0.08-0.2份、过氧化物交联剂：0.08-0.15份。
3.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述的硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑中硅油、硅烷偶联剂和白炭黑的质量比为6-15： 0.2-1.8：8-25。
4.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述的硅油和硅烷偶联剂改性处理的白炭黑中硅油、硅烷偶联剂和白炭黑的质量比为8-13：0.2-1.5：9-22。
5.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述的硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙中硅烷偶联剂和重质碳酸钙的质量比为0.2-1.4：4-12。
6.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述的硅烷偶联剂处理的重质碳酸钙中硅烷偶联剂和重质碳酸钙的质量比为0.4-1.1：4-12。
7.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述高密度聚乙烯由己烯与乙烯共聚或丁烯与乙烯共聚制得，在压力为2.16kg，温度为190℃条件下测得熔体流动速率为0.01-0.8g/10min。
8.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述重质碳酸钙颗粒平均粒径≥1000目。
9.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2- 甲氧基乙氧基) 硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种。
10.根据权利要求1或2所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物，其特征在于：所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的复配物。
11.根据权利要求1-10任一项所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1) 用硅油和硅烷偶联剂对白炭黑预处理，用硅烷偶联剂对白炭黑进行预处理；
(2) 过氧化物交联剂浸润高密度聚乙烯，然后，加入硅酮粉、芥酸酰胺进行混合，得混合均匀的高密度聚乙烯；
(3) 将混合均匀的的高密度聚乙烯和步骤（1）中预处理后的白炭黑和重质碳酸钙混合、熔融塑化，熔融塑化好的所述物料经造粒、切粒、冷却和干燥工序后即得到高密度聚乙烯组合物。
12.根据权利要求11所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述硅油和硅烷偶联剂对白炭黑预处理是指在搅拌的过程中，将硅油和硅烷偶联剂按比例加入装有白炭黑的容器中，搅拌均匀后静置1.5-3小时。
13.根据权利要求11所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述过氧化物交联剂浸润高密度聚乙烯是指将过氧化物交联剂用酒精稀释后，喷淋到聚乙烯上，搅拌均匀。
14.根据权利要求11所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述熔融塑化的温度为170-180℃。
15.根据权利要求11所述的一种防水卷材隔离膜用高密度聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述造粒工序的温度为160-210℃。
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