本發(fā)明涉及一種瓦斯隔離聚乙烯防水卷材及其制備方法，屬于聚乙烯防水卷材技術領域。

背景技術：

隨著西部大開發(fā)的進行，西部各省份基礎交通設施得到了極大的發(fā)展，為了改善線性，縮短里程，許多公路、鐵路采用隧道方案。鐵路、公路穿越巖性軟弱的煤系地區(qū)和賦存高壓力的煤層瓦斯隧道的情況比較多見；在建筑行業(yè)中，地下施工建設比較常見，這也需要提前對瓦斯災害的發(fā)生做好預防。

目前在施工中，主要采用的是PE板，但PE板對瓦斯氣體阻隔性能非常差，為解決該問題，通過在PE板外襯有一定厚度的閉孔泡沫墊層形成了PE瓦斯隔離板，這種夾層結構的密實性及抗?jié)B性對于防止瓦斯氣體聚集、滲漏具有一定意義。然而，現(xiàn)有市售的傳統(tǒng)PE瓦斯隔離板質(zhì)量參差不齊，并不能同時滿足瓦斯遂道施工要求的幾大性能：高阻燃性、高氣密性、高阻隔性和高強度，從而給瓦斯遂道的施工及后期使用帶來一定的安全隱患。此外，傳統(tǒng)瓦斯隔離板施工工藝較繁瑣，須先襯泡沫塑料保護層，再進行隔離板施工，增加了施工成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有氣體阻隔性好、氣密性好、耐水性好、強度高以及加工方便的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材及其制備方法，可以克服現(xiàn)有技術的不足。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案為：瓦斯隔離聚乙烯防水卷材，它由下列重量份的原料構成：聚乙烯（PE）100份，改性尼龍5-35份，擴鏈劑0.2-20份，改性無機填料2-30份，抗氧化劑0.1-5份，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）5-15份，相容劑2-15份，助劑1-10份；所述的改性尼龍由下列重量份的原料構成，尼龍5-35份，擴鏈劑0.2-20份，改性無機填料2-30份，抗氧化劑0.1-5份。

上述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的尼龍（PA）是PA6、PA66、PA11或PA1010。

前述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、雙（2-噁唑啉）、N,N'-環(huán)己烷-雙(2-氨基甲酞基-2-惡哇琳)、2,2'-雙(4,4-二甲基-5(4H)惡哇酮、2,2'-對苯雙惡哇酮中的一種或幾種。

前述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的擴鏈劑是市售的尼龍擴鏈劑。

前述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的改性無機填料為有機化改性蒙脫土，所述的有機化改性蒙脫土是用十八烷基三甲基溴化銨處理蒙脫土所得。

前述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐（PE-g-MAH）或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐（POE-g-MAH）。

前述的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材是，所述的助劑為石蠟、塑料抗氧劑或色料。

瓦斯隔離聚乙烯防水卷材的制備采用下述制備方法制成：

a．尼龍的改性：尼龍（PA）使用前在真空干燥箱中80℃下干燥24小時；按重量份數(shù)稱取尼龍（PA）5-35份、擴鏈劑0.2-20份、改性無機填料2-30份、抗氧化劑0.1-5份投入高速混合機中，在溫度為80℃下攪拌20分鐘，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒備用；

b．混料：按重量份數(shù)稱取聚乙烯（PE）料100份、a步驟得到的改性尼龍5-35份、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）料5-15份、相容劑2-15份、助劑1-10份投入高速混合機中攪拌10分鐘，使之混合均勻；

c．熔融擠出與壓延成型：將b步驟中得到的混合物通過雙螺桿擠出機擠出，并將擠出的物料通過壓延機，根據(jù)要求擠出壓延得到設定厚度的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材。

所述的制備方法a步驟與c步驟中雙螺桿擠出機的溫度控制范圍為140-250℃。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明先通過向尼龍中加入擴鏈劑、改性無機填料對尼龍進行化學改性，合成具有高粘度的改性尼龍，作為氣體阻隔劑；并向PE、改性尼龍、EVA共混體系中添加相容劑、助劑，增大相容性，并便于加工成型；通過熔融擠出制備出隔離瓦斯氣體的聚乙烯防水卷材。通過本技術方案所制備的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材具有如下優(yōu)點：對水、二氧化碳、汽油等極性小分子物質(zhì)和氧氣、甲烷等的非極性小分子物質(zhì)的屏蔽能力強，防水效果、氣體隔離效果非常好，其物理性能完全滿足生產(chǎn)和施工要求，并具有優(yōu)良的阻燃性和氣密性，且加工簡單，施工方便，能很好的應用在隧道、煤礦及建筑結構地下施工。

該瓦斯隔離聚乙烯防水卷材與普通聚乙烯防水卷材相比優(yōu)點如下：

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1：瓦斯隔離聚乙烯防水卷材，它由下列重量份的原料構成：聚乙烯100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物5-15份，相容劑2-15份，助劑1-10份，所述的改性尼龍是由下列重量份的原料構成：尼龍5-35份，擴鏈劑0.2-20份，改性無機填料2-30份，抗氧化劑0.1-5份；所述的尼龍是PA6、PA66、PA11或PA1010。所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、雙（2-噁唑啉）、N,N'-環(huán)己烷-雙(2-氨基甲酞基-2-惡哇琳)、2,2'-雙(4,4-二甲基-5(4H)惡哇酮、2,2'-對苯雙惡哇酮中的一種或幾種。所述的擴鏈劑是市售的尼龍擴鏈劑。所述的改性無機填料為有機化改性蒙脫土，所述的有機化改性蒙脫土是用十八烷基三甲基溴化銨處理蒙脫土所得。所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。所述的助劑為石蠟、塑料抗氧劑或色料。

本瓦斯隔離聚乙烯防水卷材的具體制備方法為以下步驟

1）步驟一：尼龍的改性：尼龍（PA）使用前在真空干燥箱中80℃下干燥24小時；按重量份數(shù)稱取尼龍（PA）25kg、擴鏈劑1kg份、改性無機填料10kg份、抗氧化劑0.5kg份投入高速混合機中在溫度為80℃下攪拌20分鐘，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒備用；

2）步驟二：混料：按重量份數(shù)稱取聚乙烯（PE）料500kg、步驟一得到的改性尼龍25kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）料25kg、相容劑10kg、助劑5kg投入高速混合機中攪拌10分鐘，使之混合均勻；

3）步驟三：熔融擠出與壓延成型：將步驟二中得到的混合物通過雙螺桿擠出機擠出，并將擠出的物料通過壓延機，根據(jù)要求擠出壓延得到設定厚度的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材。

上述工藝中所述的尼龍是PA6、PA66、PA11或PA1010；所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、雙（2-噁唑啉）、N,N'-環(huán)己烷-雙(2-氨基甲酞基-2-惡哇琳)、2,2'-雙(4,4-二甲基-5(4H)惡哇酮、2,2'-對苯雙惡哇酮中的一種或幾種；所述的擴鏈劑也可是市售的尼龍擴鏈劑；所述的改性無機填料為有機化改性蒙脫土，所述的有機化改性蒙脫土是用十八烷基三甲基溴化銨處理蒙脫土所得；所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。所述的助劑為石蠟、塑料抗氧劑或色料。

實施例2：

1）步驟一：尼龍的改性：尼龍（PA）使用前在真空干燥箱中80℃下干燥24小時；按重量份數(shù)稱取尼龍（PA）20kg、擴鏈劑10kg、改性無機填料17kg、抗氧化劑3kg投入高速混合機中在溫度為80℃下攪拌20分鐘，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒備用；

2）步驟二：混料：按重量份數(shù)稱取聚乙烯（PE）料100kg、步驟一得到的改性尼龍20kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）料10kg、相容劑8kg、助劑6kg投入高速混合機中攪拌10分鐘，使之混合均勻；

3）步驟三：熔融擠出與壓延成型：將步驟二中得到的混合物通過雙螺桿擠出機擠出，并將擠出的物料通過壓延機，根據(jù)要求擠出壓延得到設定厚度的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材。

上述工藝中所述的尼龍是PA6、PA66、PA11或PA1010；所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、雙（2-噁唑啉）、N,N'-環(huán)己烷-雙(2-氨基甲酞基-2-惡哇琳)、2,2'-雙(4,4-二甲基-5(4H)惡哇酮、2,2'-對苯雙惡哇酮中的一種或幾種；所述的擴鏈劑也可是市售的尼龍擴鏈劑；所述的改性無機填料為有機化改性蒙脫土，所述的有機化改性蒙脫土是用十八烷基三甲基溴化銨處理蒙脫土所得；所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。所述的助劑為石蠟、塑料抗氧劑或色料。

實施例3：

1）步驟一：尼龍的改性：尼龍（PA）使用前在真空干燥箱中80℃下干燥24小時；按重量份數(shù)稱取尼龍（PA）35kg、擴鏈劑20kg、改性無機填料30kg、抗氧化劑5kg投入高速混合機中在溫度為80℃下攪拌20分鐘，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒備用；

2）步驟二：混料：按重量份數(shù)稱取聚乙烯（PE）料100kg、步驟一得到的改性尼龍35kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）料15kg、相容劑15kg、助劑10kg投入高速混合機中攪拌10分鐘，使之混合均勻；

3）步驟三：熔融擠出與壓延成型：將步驟二中得到的混合物通過雙螺桿擠出機擠出，并將擠出的物料通過壓延機，根據(jù)要求擠出壓延得到設定厚度的瓦斯隔離聚乙烯防水卷材。

上述工藝中所述的尼龍是PA6、PA66、PA11或PA1010；所述的擴鏈劑為二苯甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)、雙（2-噁唑啉）、N,N'-環(huán)己烷-雙(2-氨基甲酞基-2-惡哇琳)、2,2'-雙(4,4-二甲基-5(4H)惡哇酮、2,2'-對苯雙惡哇酮中的一種或幾種；所述的擴鏈劑也可是市售的尼龍擴鏈劑；所述的改性無機填料為有機化改性蒙脫土，所述的有機化改性蒙脫土是用十八烷基三甲基溴化銨處理蒙脫土所得；所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。所述的助劑為石蠟、塑料抗氧劑或色料。

當然，以上只是發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。