專(zhuān)利名稱(chēng)：聚烯烴防水卷材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂經(jīng)壓延成型后與高強(qiáng)度丙綸長(zhǎng)絲無(wú)紡布或聚酯針刺無(wú)紡布經(jīng)熱熔直壓?jiǎn)蚊婊螂p面貼合制成的高分子復(fù)合型防水卷材的制造方法，屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)。
本發(fā)明有鑒于目前以擠出T模生產(chǎn)聚烯烴片材之后熱復(fù)合無(wú)紡布或編織布的生產(chǎn)方法，因T型模間隙，特別是更換規(guī)格較難調(diào)整，厚度分布不均，且熔融物料在T型模腔內(nèi)大流程比，熱流受限于出料口(唇模)間隙，故產(chǎn)率較低。本發(fā)明尤其是為適應(yīng)防水卷材使用的綜合質(zhì)量性能要求，采用多組分主料與助劑充分均勻分散于基料之中。這些都是傳統(tǒng)擠出工藝的瓶頸難題。
聚烯烴(Polyolefin)系列材料加熱至一般壓延輥筒之加工工藝溫度200-230℃時(shí)，極易發(fā)生氧化現(xiàn)象，從而使物粘度大幅下降，不能從熱輥筒表面剝離。選擇高質(zhì)量性能的配方設(shè)計(jì)、加工工藝條件以及工藝裝備，經(jīng)壓延成型后與高強(qiáng)度的高分子長(zhǎng)短纖維的無(wú)紡布，經(jīng)熱熔直壓貼合制造成一種構(gòu)造全新、多用途、低成本，具有良好綜合質(zhì)量技術(shù)性能的高分子防水防滲新技術(shù)材料，是繼瀝青卷材、合成橡膠瀝青卷材等之后的新一代防水防滲材料。查新國(guó)內(nèi)外資料，尚無(wú)報(bào)導(dǎo)用壓延工藝方法對(duì)聚烯烴系列材料熱熔直壓貼合制造防水卷材的先例。
本發(fā)明所采用的烯烴類(lèi)聚合物，包括高、低密度聚乙烯、乙烯與α-烯烴(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物、聚丙烯，按產(chǎn)品使用性能要求選擇混合比份(如視產(chǎn)品耐高、低溫沖強(qiáng)、伸長(zhǎng)率、抗撕裂、耐折性等……)選取2-3種樹(shù)脂以100PHR主料計(jì)算，其中聚乙烯為0-80PHR，均聚或共聚聚丙烯0-70PHR，乙烯與α-烯烴(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物0-50PHR，各種樹(shù)脂熔體流動(dòng)速率MI以0.15-8.0為宜，為提高產(chǎn)品屈服強(qiáng)度、剛度、抗撕裂、高延伸率及韌性，加入0-50PHR的乙烯與α-烯烴(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物，MI選用0.25-5.0之間。
本發(fā)明制造方法(采用壓延生產(chǎn)線)與傳統(tǒng)擠出機(jī)T模工藝方法相比，在配方設(shè)計(jì)方面的最大差異在于本方法采用填充劑、潤(rùn)滑劑，使用超細(xì)雙組分活化重質(zhì)碳酸鈣，細(xì)度為1250目，為改善碳酸鈣在聚合物中的親和力，選用經(jīng)表面處理的活性碳酸鈣，常用表面處理劑為硬脂酸、鈦酸酯類(lèi)或硅烷類(lèi)等有機(jī)表面活性劑(雙組分使用為佳)，填充量為0-50PHR，經(jīng)制品檢測(cè)和試用，不但顯著改善成型品的加工性能、尺寸穩(wěn)定性，提高制品的補(bǔ)強(qiáng)和抗沖擊強(qiáng)度，特別是填充劑與潤(rùn)滑劑配合，改善聚烯烴熔料在高溫、高剪切工藝條件下的粘度，易于從壓延輥筒表面剝離，隨即經(jīng)引離輥后與無(wú)紡布熱熔直壓?jiǎn)蚊婊螂p面貼合，而傳統(tǒng)的T模擠出工藝，填充劑添加量受模腔內(nèi)熔融物料橫向流動(dòng)性分配及唇模間隙容易堵塞等限制的影響，添加填充劑后，難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。
配方中加潤(rùn)滑劑的原因，在于為降低加工聚烯烴熔融物料分子之間的內(nèi)摩擦和熔體與加工機(jī)械表面的外摩擦、氧化粘連作用，特別是能提高對(duì)熱軋機(jī)、壓延機(jī)輥筒表面的物料易離型性。通常使用脂肪酸及其酯類(lèi)、金屬皂類(lèi)、烴類(lèi)等潤(rùn)滑，一般用量取0.2-3HPR，應(yīng)擇其與物料的相容性，避免造成滲出移位、結(jié)垢，影響或降低與無(wú)紡布熱熔直壓貼切合后與基材的剝離強(qiáng)度。
為了抑制或延緩聚烯烴樹(shù)脂在加工、貯存、應(yīng)用過(guò)程中與氧接觸產(chǎn)生氧化降解和受紫外光照射降解-光老化，提高制品的耐候性，增長(zhǎng)防水卷材的使用壽命，配方中加入抗氧劑和屏蔽劑。
抗氧劑多采用酚類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)等，如抗氧劑246、DLTP等，一般用量取0.1-1.5配比(PHR)；屏蔽劑堪稱(chēng)制造防水卷材重要的助劑。向聚烯烴樹(shù)脂中加入1.0PHR槽法炭黑，可延長(zhǎng)制品使用壽命-耐候性25-30年。因?yàn)樘亢?Carbon black)是一種高效能的光屏蔽劑，它幾乎能全部地吸收可見(jiàn)光，強(qiáng)烈地反射紫外光，雖制品只能成為黑色，但對(duì)防水、防滲材料應(yīng)用無(wú)任何影響。碳黑的防光氧屏蔽效果與其品種、粒度及用在制品中用量、分散性有重要關(guān)系。本發(fā)明選用易混槽法碳黑，粒度為15-25納米，用量1.0-2.5PHR，由于采用壓延生產(chǎn)的工藝條件決定，分散性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于任何方法的擠出工藝。
本發(fā)明的產(chǎn)品性能特點(diǎn)具有高防水抗?jié)B漏性能、高拉伸強(qiáng)度、低溫柔曲性好、線體膨脹系數(shù)小、摩擦系數(shù)大、變形適應(yīng)能力強(qiáng)、溫度適應(yīng)范圍廣、幅寬、使用壽命長(zhǎng)及加工造價(jià)低等良好的綜合技術(shù)性能。產(chǎn)品的使用特點(diǎn)表面粗糙均勻、易粘接，適合與多種材料的基層粘合，可與水泥材料在凝固過(guò)程中直接粘合，并可在基層潮濕情況下粘貼。該產(chǎn)品使用范圍廣，不僅適用于I--IV級(jí)各類(lèi)工業(yè)、民用建筑的屋面及地下防水、防滲、防潮，還適用于冶金、化工、水利、環(huán)保、公路、地鐵、隧道等防水工程。
以下說(shuō)明本發(fā)明以壓延機(jī)制造防水卷材的方法與傳統(tǒng)習(xí)用擠出機(jī)T模的制造方法，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)簡(jiǎn)要比較如下
由于壓延法生產(chǎn)工藝，可使制出的防水卷材幅寬達(dá)2米，而用T模等其它工藝生產(chǎn)出的防水卷材幅寬只能達(dá)到1米-1.35米。
以下就本發(fā)明所采用的壓延生產(chǎn)線各部主、輔機(jī)設(shè)備工藝流程及設(shè)備參數(shù)、控制條件說(shuō)明如下
一、計(jì)量、高混、密煉、開(kāi)煉、過(guò)濾
按配方組分設(shè)定貯罐，電子秤自動(dòng)計(jì)量投入高速捏合機(jī)中，加熱采用電或蒸汽均可。捏合機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)500轉(zhuǎn)/分，時(shí)間約為4-5分鐘，之后投入密煉機(jī)中，此段粉碎耳料或回制料可按10％比例按釜投入。密煉后送入粗、精開(kāi)煉機(jī)進(jìn)一步塑化，并自動(dòng)送入過(guò)濾機(jī)投料口內(nèi)，門(mén)板為油壓交換式濾網(wǎng)更換裝置，以圓柱形過(guò)濾擠出，濾網(wǎng)用40、60、80目三層為宜，之后由無(wú)級(jí)變速控制搖頭式輸送帶送至壓延機(jī)。此段設(shè)備裝置與習(xí)用壓延生產(chǎn)線相似。詳述略。
二、壓延機(jī)為逆L型或Z型四輥筒可控硅直流單驅(qū)動(dòng)，輥筒為鉆孔式(D式)合金鍛鋼熱磨加工，為保證制品厚度分布精度(±0.005mm)輥筒彈性模量應(yīng)大于2.0×106kg/cm2的較佳剛性。那種空腔(B式)傳統(tǒng)冷澆鑄鐵橡膠壓延輥筒，銅瓦軸襯、蒸汽加熱的舊式設(shè)備不宜使用。輥筒加熱載體采用過(guò)熱水、循環(huán)熱油均可。加工聚烯烴防水卷材線速度為10-50m/min，輥筒表面溫度按165---205℃之間以配方不同材料確定。輥筒表面溫差1℃。
三、引離輥(TAKEOFF ROLL)為四支異徑輥筒組成，熱油加熱，與IV號(hào)輥筒拉伸比約為1∶1.25--1∶1.5，輥溫應(yīng)設(shè)定比IV號(hào)輥低5--10℃，
四、壓紋輥(EMBOSSING ROLL)由一支鋼輥和一支硅膠輥組成。其中一支固定并由直流變速與主機(jī)程控驅(qū)動(dòng)，另一支左右用油壓或氣壓活塞上下同時(shí)開(kāi)合，工作時(shí)鋼、膠輥均需用冷水冷卻。
五、貼合裝置；為了把防水卷材聚烯烴基片單、雙面復(fù)合無(wú)紡布或編織布，以期增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度，加大單、雙面的摩擦系數(shù)(與飽和中砂F≥0.5)，使表面粗糙均勻、易粘接，并可在基層潮濕與水泥層在凝固過(guò)程中直接粘合，故需在線內(nèi)，壓紋輥上、下增設(shè)導(dǎo)開(kāi)、展開(kāi)、糾偏、預(yù)熱等結(jié)構(gòu)組成的上、下兩臺(tái)套貼合裝置。捆卷的無(wú)紡布通過(guò)變頻器張緊送至糾偏裝置(用氣動(dòng)或光電管控制均可)，經(jīng)展開(kāi)導(dǎo)輥經(jīng)大包角預(yù)熱輥筒將預(yù)熱后的上、下無(wú)紡布或編制布送入壓紋輥與熱熔的聚烯烴片材三層或二層直壓復(fù)合。上、下貼合裝置中間，需要增設(shè)操作平臺(tái)，便于更換卷捆及送布、接縫等操作，與生產(chǎn)線法向中心頂部需要增設(shè)導(dǎo)軌移動(dòng)式手動(dòng)2噸吊具，用于搬送復(fù)合卷材。特別是在線貼合能提高防水卷材的剝離強(qiáng)度。
六、冷卻機(jī)組(COOLING TRAIN)由八支輥輪組成，表面鍍硬鉻，夾層通冷卻水，唯第VII、VIII號(hào)輥的夾層可通冷卻水、蒸汽兩用，為回火消除制品內(nèi)應(yīng)力及其他目的應(yīng)用。
七、中心卷取機(jī)(CENTER WINDER)由于壓延法防水卷材制品幅寬、收卷線速度快，且厚，特別是大克重規(guī)格的制品，采用表面摩擦卷取，手工切割很難高質(zhì)量去實(shí)施，故應(yīng)采用二、三工位全自動(dòng)中心卷取機(jī)。收卷寬度2.4米，收卷最大直徑800mm，速度10-100m/min；使用多刀片式(26只刀)張力控制自動(dòng)瞬間橫切割。中心卷取機(jī)兩側(cè)配備自動(dòng)張力控制耳邊收卷裝置。耳邊切割采用圓形輪式切刀，制品卷厚整齊。
本發(fā)明生產(chǎn)加工的防水卷材，突破聚烯烴樹(shù)脂僅適合擠出法工藝加工片材(如T-模擠出、吹膜擠出、流延擠出等)，難予用壓延法工藝加工烯烴類(lèi)聚合物片材的瓶頸問(wèn)題，故而突顯采用壓延法加工防水卷材的優(yōu)越性，如產(chǎn)率高、更換規(guī)格快速、基材厚度分布均勻(因厚度分布不勻，使用中有抗壓、抗沖、耐撕裂等強(qiáng)度應(yīng)力集中之弊)；助劑可優(yōu)選使用不受工藝限制(如填充劑)，物料分散性佳(因經(jīng)過(guò)高混、密煉、粗精開(kāi)煉、過(guò)濾、壓延等工序，塑化、分散完全，提高制品質(zhì)量，如屏蔽劑碳黑及抗氧劑等分散完全，可提高制品使用壽命超過(guò)30年)，特點(diǎn)是產(chǎn)品成本比擠出工藝低1/4(這對(duì)全國(guó)工程造價(jià)是一個(gè)可觀驚人的經(jīng)濟(jì)數(shù)字)。
本發(fā)明具有如下附圖


圖1本發(fā)明工藝流程圖。
為了明了本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)以下述實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明方法可用壓延法制造聚烯烴復(fù)合防水卷材的實(shí)例，但并非以此限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)例一
原料名稱(chēng) 配比(PHR)
聚乙烯 70
線性低密度聚乙烯 30
抗氧劑 0.8
脂肪酸酯潤(rùn)滑劑 0.8
屏蔽劑 1.5
活性超細(xì)填充劑 30
用高速捏合機(jī)捏合后送入密煉機(jī)密煉，之后送至開(kāi)放式粗、精煉機(jī)(溫度設(shè)定130℃)，煉塑后自動(dòng)切成板帶狀送入過(guò)濾機(jī)，擠出過(guò)濾呈圓柱狀由搖頭式輸送帶送入壓延機(jī)，輥溫設(shè)定為165-175℃，各輥之間的速差1.5-2.0m/min，引離輥與成型IV號(hào)輥速比1∶1.5，溫度145℃，之后將下貼合裝置(單面復(fù)合)或上、下貼合裝置(雙面復(fù)合)導(dǎo)出之無(wú)紡布或編織布預(yù)熱后送入壓紋輥之間熱熔壓合，進(jìn)冷卻機(jī)組，經(jīng)切耳邊、中心卷取至成品。
以上述方法及工藝條件制得的300g/m2規(guī)格雙面復(fù)合防水卷材，經(jīng)黑龍江省工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)(依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50207-94)，其物性如下
實(shí)例二
原料名稱(chēng) 配比(PHR)
聚乙烯 30
聚丙烯 50
線性低密度聚乙烯 20
抗氧劑 1.0
脂肪酸酯潤(rùn)滑劑 0.8
屏蔽劑 1.5
活性超細(xì)填充劑 40
采用該配方，設(shè)備、工藝與實(shí)例一基本相同，但各工序工藝溫度均需提高20-25℃。由此配方及工藝條件制得的500g/m2規(guī)格雙面復(fù)合防水卷材，經(jīng)黑龍江省工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)(依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50207-94)，其物性如下
實(shí)例三
原料名稱(chēng) 配比(PHR)
聚乙烯 50
線性低密度聚乙烯 50
抗氧劑 1
脂肪酸酯潤(rùn)滑劑 1
屏蔽劑 1.5
活性超細(xì)填充劑 30
用高速捏合機(jī)捏合后送入密煉機(jī)密煉，之后送至開(kāi)放式粗、精煉機(jī)(溫度設(shè)定130℃)，煉塑后自動(dòng)切成板帶狀送入過(guò)濾機(jī)，擠出過(guò)濾呈圓柱狀由搖頭式輸送帶送入壓延機(jī)，輥溫設(shè)定為165-175℃，各輥之間的速差1.5-2.0m/min，引離輥與成型IV號(hào)輥速比1∶1.5，溫度145℃，之后將下貼合裝置(單面復(fù)合)或上、下貼合裝置(雙面復(fù)合)導(dǎo)出之無(wú)紡布或編織布預(yù)熱后送入壓紋輥之間熱熔壓合，進(jìn)冷卻機(jī)組，經(jīng)切耳邊、中心卷取至成品。
以上述方法及工藝條件制得的400g/m2規(guī)格雙面復(fù)合防水卷材，經(jīng)黑龍江省工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)(依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50207-94)，其物性如下
權(quán)利要求
1、一種聚烯烴復(fù)合防水卷材的制造方法，其特征在于該方法是以多組份聚烯烴為基材，輔以光穩(wěn)定劑、抗氧劑、屏蔽劑、潤(rùn)滑劑及填充劑等配制而成，經(jīng)高速捏合、密煉或擠出、混煉、開(kāi)煉、過(guò)濾送至壓延機(jī)組，引離后通過(guò)送布貼合裝置在熱熔狀態(tài)下與高強(qiáng)度丙綸長(zhǎng)絲無(wú)紡布、聚酯針刺無(wú)紡布或編織布在線直壓成高分子復(fù)合防水卷材，再經(jīng)冷卻回火、耳料切取、中心卷取而成。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴復(fù)合防水卷材的制造方法，其特征在于聚烯烴總量按100PHR，其中聚乙烯為0-80PHR，均聚或共聚聚丙烯0-70PHR，乙烯與α-烯烴(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物0-50PHR，抗氧劑0.1-1.5PHR，潤(rùn)滑劑0.2-3PHR，屏蔽劑1-2.5PHR，雙組分活化超細(xì)碳酸鈣0-50PHR。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚烯烴復(fù)合防水卷材的制造方法，其特征在于聚乙烯樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率為0.15-8.0g/10min，乙烯與α-烯烴(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物的熔體流動(dòng)速率為0.25-5.0g/10min，聚丙烯樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率為0.25-5.0g/10min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以聚烯烴樹(shù)脂(PO)為基料，輔以光穩(wěn)定劑、抗氧劑、屏蔽劑、潤(rùn)滑劑及填充劑等配制而成，采用壓延成型與高強(qiáng)度丙綸長(zhǎng)絲無(wú)紡布或聚酯針刺無(wú)紡布單面或雙面經(jīng)熱熔直壓制成的高分子復(fù)合型防水卷材，具有優(yōu)良的防水、防滲漏、耐候性、高拉伸強(qiáng)度、低線體膨脹、摩擦系數(shù)大、變形適應(yīng)性強(qiáng)、溫度適應(yīng)范圍寬、使用方便、壽命長(zhǎng)、易粘接及造價(jià)低等諸多優(yōu)良綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性能指標(biāo)。產(chǎn)品的使用功能及防水耐用年限長(zhǎng)，達(dá)到或超過(guò)國(guó)家建筑規(guī)范I級(jí)防水等級(jí)(防水層耐用年限25年以上)。
文檔編號(hào)C08L23/00GK1397586SQ0112054
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月20日
發(fā)明者徐敬文, 馬會(huì)朋 申請(qǐng)人:黑龍江齊塑塑料制品有限責(zé)任公司