專利名稱：一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，具體為一種氯化聚乙烯防水卷材及其制備方法。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)的建筑業(yè)已進入一個突飛猛進的發(fā)展時代，要求建筑物美觀、耐用，建筑防水材料也必須具備重量輕、強度高、使用壽命長的特點。目前，混凝土防水層是提高建筑結(jié)構(gòu)耐久性的重要技術(shù)手段，由于防水失效造成橋面或屋面滲水、鋼筋銹蝕的事例很多， 直接影響了其使用壽命。目前高速鐵路橋梁上應(yīng)用最廣泛的防水材料是噴涂聚脲防水涂料，它是一種聚脲彈性體，該技術(shù)將新材料、新設(shè)備和新工藝有機的結(jié)合在一起，是傳統(tǒng)施工技術(shù)的一次革命性飛躍，是目前國際上最先進的施工技術(shù)之一。大量采用了噴涂聚脲防水方式，有效地解決了底座板下需設(shè)置連續(xù)防水的要求，但是其在應(yīng)用過程中，也發(fā)現(xiàn)存在一些問題①工程造價高。聚脲材料費單價約90 120元/m2，施工費用高，單價約70-100 元/m2，合計為160-220元/m2。②影響因素多。為了達到良好的使用效果，噴涂聚脲防水涂料在施工過程中，對外界環(huán)境溫度、濕度以及施工人員的操作技術(shù)有一定的要求。③聚脲噴涂施工要求一次性完全覆蓋橋面，后續(xù)工序必然會對已施工聚脲防水層造成一定的損害， 影響防水效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)在噴涂聚脲防水涂料施工使用過程中存在的問題，提供一種新型的氯化聚乙烯防水卷材及其制備方法。這種新型的防水卷材可以替代噴涂聚脲防水涂料應(yīng)用于橋梁橋面防水。本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種可以替代聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材是由下列重量份數(shù)的原料制成氯化聚乙烯90 120份，填充增強劑2-30份，軟化增塑劑10-45份，酚類抗氧劑0. 1-2份，熱穩(wěn)定劑3-10份，光穩(wěn)定劑0. 4-1. 5份，潤滑劑 3-8份，其他助劑0. 5-3份；所述的氯化聚乙烯中氯含量為25-45wt%;所述的填充增強劑為白炭黑、高嶺土或活性碳酸鈣或滑石粉；所述的軟化增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂、多元醇酯或環(huán)氧大豆油中的一種或幾種；所述的酚類抗氧劑由重量比為35%的酚類主抗氧劑1076 和65%的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60%的三鹽基硫酸鉛和40%復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成；所述的光穩(wěn)定劑為紫外線吸收劑UV-327或UV-531 ；所述的潤滑劑為硬脂酸或硬脂酸鈣或聚乙烯蠟；所述的其他助劑為加工改性劑ACR-201或ACR-301。上述配方中氯化聚乙烯(CPE)是由聚乙烯經(jīng)氯化而制成的含氯聚烯烴，是一種線型含氯飽和彈性體，根據(jù)含氯量的不同可分為軟性塑料(含氯量小于25% )、彈性體(含氯量25% -45% )和硬質(zhì)塑料(含氯量45% -70% )。氯化聚乙烯作為一種氯化彈性體材料，具有優(yōu)異的綜合性能，由于它是不含雙鍵的含氯彈性體，有優(yōu)良的耐火、耐臭氧、耐熱老化性、阻燃性、耐藥品性和耐油性，且氯化聚乙烯生產(chǎn)成本低、價格低、環(huán)境污染小。聚乙烯被氯化后，大分子鏈不規(guī)則地帶上了氯原子，規(guī)則程度被破壞導(dǎo)致結(jié)晶能力下降，無規(guī)性部分增加，材料的Tg降低，柔性增加。當(dāng)含氯量達38%左右時，斷裂伸長率達到極大值，成為橡膠狀材料。此后，隨著氯化程度的進一步增加，材料逐漸喪失結(jié)晶能力而成為無定形聚合物，大分子之間作用力增大，剛性增加，Tg升高。當(dāng)含氯量超過55%時，氯化聚乙烯的Tg提高到室溫以上，成為硬質(zhì)材料。所以本發(fā)明使用的氯化聚乙烯的含氯量為35%。經(jīng)過市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的國內(nèi)的各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的CPE防水卷材一部分是以聚乙烯或者聚氯乙烯樹脂為基體的基礎(chǔ)上添加CPE制成的防水卷材，這類防水卷材并沒有極大的凸顯CPE的優(yōu)異柔軟性能；另外一部分是采用CPE與橡膠共混，經(jīng)過硫化工藝處理得到橡膠態(tài)的CPE防水卷材，但是其幅寬受到生產(chǎn)設(shè)備的嚴(yán)重限制。為了彌補現(xiàn)有CPE防水卷材的缺陷，同時考慮到產(chǎn)品的配方成本，申請人經(jīng)過多次試驗和經(jīng)驗總結(jié)，大幅度的調(diào)整了配方中的增塑劑和增強劑的用量，經(jīng)試驗得出結(jié)論，其N類防水卷材的斷裂拉伸強度> 16MPa、扯斷伸長率> 600%, L類雙面復(fù)合無紡布防水卷材的斷裂拉伸強度> 200N/ cm/2. 0mm，扯斷伸長率> 800%，其各類指標(biāo)均超過聚脲防水涂料的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這為其替代聚脲防水涂料奠定性能基礎(chǔ)。為了進一步優(yōu)化產(chǎn)品的配方，提高產(chǎn)品的性能指標(biāo)，本發(fā)明還加入了以下原料酚類抗氧劑的主要作用是提高產(chǎn)品在使用過程中的抗熱、抗老化性能，延長防水卷材的使用壽命；熱穩(wěn)定劑的作用主要是防止和阻止氯化聚乙烯在加工過程中由于高溫而引起的熱分解；潤滑劑的主要作用是防止高聚物在加工產(chǎn)品的過程中，由于摩擦過度而產(chǎn)生的高溫使聚合物分解；光穩(wěn)定劑的主要作用是防止由于光的輻射而引起的高聚物老化、降解。一種制備可以替代聚脲防水的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下攪拌均勻；(2)造粒把攪拌均勻的混合料投入到密閉式煉塑機中進行混煉，混煉室溫控制在40-80°C，混煉時間為5-10min后出料； 混合料直接送入雙輥開煉機翻煉，輥溫控制在50-90°C，輥距5-7mm ；翻煉均勻后，薄通，輥溫控制在50-90°C，輥距0. 5-1謹(jǐn)；出片，輥溫控制在50-90 0C，輥距5-7_ ；料片冷卻；料片送入切粒機造粒；(3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒的最高溫度為160-200°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在15-40轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為160-200°C、模具兩側(cè)溫度高于模具中心溫度5-15°C ；(4)物料經(jīng)過單螺桿擠出機模頭擠出后，直接進入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材；三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在中輥溫度為45-75°C、下輥輥筒溫度為50-70°C、上輥輥溫溫度60-85°C ；(5)自然冷卻、裁邊。上述密閉式煉塑機、雙輥開煉機、切粒機、單螺桿擠出機以及三輥冷卻壓延機均為現(xiàn)有公知設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和工作原理是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明采用單一的樹脂一氯化聚乙烯，加入適量的增塑劑、填充增強劑以及各種輔助材料，經(jīng)共混擠出為基體的N類、L類型的橋梁專用防水卷材，生產(chǎn)這種防水卷材不需要硫化加工工藝，可以采用普通的熱塑性材料的加工工藝，產(chǎn)品的最大特點是既擁有橡膠型防水卷材的柔軟度和較高的伸長率、回彈性，又保持了塑料型防水卷材的高拉伸強度。 整體片材的柔軟度、平直度、平整度較好，制成的N類防水卷材的斷裂拉伸強度> 16MPa、扯斷伸長率> 600%, L類雙面復(fù)合無紡布防水卷材的斷裂拉伸強度> 200N/cm/2. 0mm，扯斷伸長率> 800%，其遠遠超過了噴涂聚脲防水涂料的施工使用標(biāo)準(zhǔn)；而且生產(chǎn)的防水卷材的幅寬能夠達到4米以上，更有利于建筑或橋梁施工；同時這種新型的防水卷材相對于噴涂聚脲防水涂料造價低，其材料成本在40-60元/m2，因為氯化聚乙烯本身具有一定的極性， 易于用聚氨酯膠黏劑粘接，經(jīng)過簡單的鋪裝即能使用，所以其施工費用低，約為20-40元/ m2，合計為60-100元/m2 ；新型的防水卷材采用自動化方式生產(chǎn)，減免了一些不可控因素的干擾，防水卷材的各性能質(zhì)量得到了保證，相對應(yīng)的施工質(zhì)量也就得到了保證；同時本發(fā)明的配方成本及方法得到的防水卷材的耐老化性能、物理性能和加工性能都比較優(yōu)良，而且生產(chǎn)成本低，具有很好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式實施例1 一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，是由下列重量份數(shù)的原料制成氯含量為35%的氯化聚乙烯100份，活性碳酸鈣10份，鄰苯二甲酸二辛脂20份， 酚類抗氧劑0. 6份，熱穩(wěn)定劑4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收劑(UV-327) 0. 5份；所述的酚類抗氧劑由重量比為35%的酚類主抗氧劑1076和65%的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60%的三鹽基硫酸鉛和40%復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成；制備一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下充分?jǐn)嚢杈鶆颍? 造粒把攪拌均勻的混合料投入密閉式煉塑機，密閉式煉塑機的溫度控制在45°C，密煉10分鐘后出料，直接進入雙輥開煉機，雙輥機的輥筒溫度控制在75°C，輥距設(shè)置在2. 5mm時出片，然后再經(jīng)切粒機切粒；C3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出機擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒最高溫度為180°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在15轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為180°C、 模具兩側(cè)溫度高于模具的中心溫度10°C ； (4)將步驟C3)得到的成型料投入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在下輥筒溫度為^°C、中輥筒溫度為65°C、上滾筒的溫度為60°C ； (5)自然冷卻， 裁邊。實施例2 一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，是由下列重量份數(shù)的原料制成氯含量為35%的氯化聚乙烯100份，高嶺土 10份，鄰苯二甲酸二辛脂20份，環(huán)氧大豆油5份，聚乙烯蠟3份，酚類抗氧劑0. 6份，熱穩(wěn)定劑4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收劑 (UV-327) 0. 5份；所述的酚類抗氧劑由重量比為35 %的酚類主抗氧劑1076和65 %的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60%的三鹽基硫酸鉛和40%復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成；制備一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下充分?jǐn)嚢杈鶆颍? 造粒把攪拌均勻的混合料投入密閉式煉塑機，密閉式煉塑機的溫度控制在50°C，密煉10分鐘后出料，直接進入雙輥開煉機，雙輥機的輥筒溫度控制在75°C，輥距設(shè)置在3mm時出片，然后再經(jīng)切粒機切粒； (3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出機擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒最高溫度為195°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在20轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為195°C、模具兩側(cè)溫度高于模具的中心溫度10°C ； (4)將步驟C3)得到的成型料投入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在下輥筒溫度為60°C、中輥筒溫度為70°C、上滾筒的溫度為65°C ； (5)自然冷卻，裁邊。實施例3 一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，是由下列重量份數(shù)的原料制成氯含量為35%的氯化聚乙烯100份，白炭黑10份，鄰苯二甲酸二辛脂15份，環(huán)氧大豆油5份，聚乙烯蠟4份，酚類抗氧劑0. 6份，熱穩(wěn)定劑4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收劑 (UV-327)0.5份；所述的酚類抗氧劑由重量比為35%的酚類主抗氧劑1076和65%的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60%的三鹽基硫酸鉛和40%復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成；制備一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下充分?jǐn)嚢杈鶆颍? 造粒把攪拌均勻的混合料投入密閉式煉塑機，密閉式煉塑機的溫度控制在60°C，密煉10分鐘后出料，直接進入雙輥開煉機，雙輥機的輥筒溫度控制在75°C，輥距設(shè)置在2. 5mm時出片，然后再經(jīng)切粒機切粒；C3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出機擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒最高溫度為195°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在20轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為195°C、 模具兩側(cè)溫度高于模具的中心溫度10°C ； (4)將步驟C3)得到的成型料投入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在下輥筒溫度為65°C、中輥筒溫度為80°C、上滾筒的溫度為70°C ； (5)自然冷卻， 裁邊。實施例4 一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，是由下列重量份數(shù)的原料制成氯含量為35%的氯化聚乙烯100份，活性碳酸鈣10份，高嶺土 5份，鄰苯二甲酸二辛脂20份，聚乙烯蠟3份，酚類抗氧劑0. 6份，熱穩(wěn)定劑4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收劑 (UV-327) 0. 5份；所述的酚類抗氧劑由重量比為35 %的酚類主抗氧劑1076和65 %的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60%的三鹽基硫酸鉛和40%復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成；制備一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下充分?jǐn)嚢杈鶆颍? 造粒把攪拌均勻的混合料投入密閉式煉塑機，密閉式煉塑機的溫度控制在60°C，密煉10分鐘后出料，直接進入雙輥開煉機，雙輥機的輥筒溫度控制在85°C，輥距設(shè)置在3. 5mm時出片，然后再經(jīng)切粒機切粒；C3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出機擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒最高溫度為165°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在15轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為165°C、 模具兩側(cè)溫度高于模具的中心溫度10°C ； (4)將步驟C3)得到的成型料投入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在下輥筒溫度為65°C、中輥筒溫度為85°C、上滾筒的溫度為70°C ； (5)自然冷卻， 裁邊。
權(quán)利要求
1.一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材是由下列重量份數(shù)的原料制成氯化聚乙烯90-120份，填充增強劑2-30份，軟化增塑劑10-45份，酚類抗氧劑0. 1-2 份，熱穩(wěn)定劑3-10份，光穩(wěn)定劑0. 4-1. 5份，潤滑劑3-8份，其他助劑0. 5-3份；所述的氯化聚乙烯中氯含量為25-45wt%;所述的酚類抗氧劑由重量比為35%的酚類主抗氧劑1076和 65 %的輔助抗氧劑DSTDP制成；所述的熱穩(wěn)定劑由60 %的三鹽基硫酸鉛和40 %復(fù)合熱穩(wěn)定劑制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材， 其特征是所述的氯化聚乙烯中氯含量為25-45wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材， 其特征是所述的填充增強劑為白炭黑、高嶺土或活性碳酸鈣或滑石粉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，其特征是所述的軟化增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂、多元醇酯或環(huán)氧大豆油中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，其特征是所述的潤滑劑為硬脂酸或硬脂酸鈣或聚乙烯蠟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，其特征是所述的光穩(wěn)定劑為紫外線吸收劑UV-327或UV-531。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材，其特征是所述的其他助劑為加工改性劑ACR-201或ACR-301。
8.一種制備權(quán)利要求1-7任意一項所述的可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水產(chǎn)品的方法，其特征是包括以下步驟(1)配料將各種原料按比例混合，常溫下攪拌均勻；(2)造粒把攪拌均勻的混合料投入到密閉式煉塑機中進行混煉，混煉室溫控制在 40-80°C，混煉時間為5-10min后出料；混合料直接送入雙輥開煉機翻煉，輥溫控制在50-90°C，輥距5-7mm ；翻煉均勻后，薄通，輥溫控制在50-90°C，輥距0. 5-lmm ；出片，輥溫控制在50-90°C，輥距5-7mm ；料片冷卻；料片送入切粒機造粒；(3)將步驟( 得到的粒料投入單螺桿擠出并經(jīng)模具成型單螺桿擠出機的機筒的最高溫度為160-200°C、螺桿轉(zhuǎn)速控制在15-40轉(zhuǎn)/分鐘、單螺桿擠出機模具的中心溫度為 160-200°C、模具兩側(cè)溫度高于模具中心溫度5-15°C ；(4)物料經(jīng)過單螺桿擠出機模頭擠出后，直接進入三輥冷卻壓延機壓出N類無復(fù)合層防水卷材或L類雙面復(fù)合無紡布型防水卷材；三輥冷卻壓延機的輥筒溫度控制在中輥溫度為45-75°C、下輥輥筒溫度為50-70°C、上輥輥溫溫度60_85°C ；(5)自然冷卻、裁邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防水材料，具體為一種可以替代噴涂聚脲防水涂料的寬幅的新型防水卷材及其制備方法，解決現(xiàn)有的噴涂聚脲防水涂料施工以及配方成本高等問題，由氯化聚乙烯、填充增強劑、軟化增塑劑、酚類抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和潤滑劑制成，將各種原料混合，攪拌；依次采用煉塑機、開煉機和切粒機造粒；將粒料投入單螺桿擠出機并經(jīng)模具成型；將成型料投入三輥冷卻壓延機輥壓出防水卷材。既擁有橡膠型防水卷材的柔軟度和較高的伸長率、回彈性，又保持了塑料型防水卷材的高的拉伸強度，超過了噴涂聚脲防水涂料的施工使用標(biāo)準(zhǔn)，而且生產(chǎn)成本低，具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C08K3/26GK102153819SQ201110038479
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者修磊, 劉永建, 牛斌, 王保良, 王浩, 胡所亭, 葛凱, 馬林, 馬美琴, 魏峰, 鮑新艷 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所, 衡水新陸交通器材有限公司