专利名称：一种聚氯乙烯防水工程布及其制造方法
(一)所属领域本发明系建筑工程行业用的一种建筑材料，特别是涉及对建筑物、道路等场地不许有渗漏发生所使用的一种防水工程布。
背景技术：
公知，在以下场合有防水、防渗漏要求。
环保绿化场合，例垃圾填埋场、有害物及污水处理场、人工湖、池塘、屋顶绿化等，需要防渗漏抗树根穿刺。
工业生产领域，例石化行业的储油罐防渗、化学反应池、沉淀池、矿业的洗煤池、堆灰场、溶解池、矿井作业区、环氧树脂地坪、无机骨料地坪、金属骨料地坪。
交通领域，地铁、隧道、公路铁路路基下方，桥梁等其它场合。
水利工程，河床、渠道、蓄水池、水库、大坝、隧道及地下工程、海塘、河堤及抗洪场合。
农业水产中，饮用水池、灌溉系统、鱼塘水产养殖场。
建筑工程，大楼、房屋、厂房、基坑、伸缩缝、地下电缆管道、地下室、地下人防工程、地下停车库、屋顶、水箱、电梯基坑、外墙面、窗台、污水池、网球场地坪、牧区帐篷等。
在其它如制药、食品、电子、纺织、机械等工业厂房、仓库及各类大卖场、超市、办公楼、学校的地面。
以上场合均需要防止蓄水体内的水渗漏流失掉，或者防止外界的水渗漏进来造成损失和危害，需要有严格的防水渗漏措施和技术。
目前广泛采用的方法是使用防渗漏的工程布，在以上场合的表面铺设防水工程布，或在表面层以下铺垫防水工程布，再浇注、铺设水泥、沥青等建筑材料，防止水的渗漏。这样可以以较轻薄的工程材料，较低的工程成本，较集中、针对性的措施，达到较明显地改善和防止渗漏的效果。
此类防水工程布是由两种材料复合而成，即在一种胎基料(一般取材无纺布)的一侧或两侧表面复合涂上高分子材料，这种涂料一般为聚氯乙烯树脂(聚氯乙烯)或聚乙烯材料以及加入其它助剂，成为聚氯乙烯防水卷材或聚乙烯卷材。
国家为了规范市场保证产品质量于2000年7月制定并发布了高分子防水材料(第一部分片材)《高分子防水卷材》GB18173.1-2000国家标准。规定的技术性能指标为断裂拉伸强度≥100N/cm；撕裂强度大于20kN/m；加热伸缩率小于2％，不透水性0.3MPa下30min无渗漏；低温弯折≤-30℃无裂纹。
国家还制定了颁布了GB12952-2003《聚氯乙烯防水卷材》标准，该标准适用于建筑防水工程用的以聚氯乙烯为主要原料制成的防水卷材，包括无复合层、用纤维单面复合及织物内增强的聚氯乙烯防水卷材。标准中对不同型号防水卷材规定了不同指标值，其中最好的指标为常温下断裂拉伸强度≥160N/cm；低温弯折性-25℃无裂纹；以及抗穿孔性、不透水、剪切状态下的粘合性、外观无起泡、裂纹、粘结孔洞等要求。
以上指标对目前市场上提供的一些防水卷材工程布，无论是聚乙烯还是聚氯乙烯为主要原料的要实现和达到都是难度较高的。
由于建筑工程一般是长期、超长期使用的，对于工程质量、防水要求是很严的，目前生产和使用的防水工程布都是在一层胎基布的一面或两面涂覆聚乙烯或聚氯乙烯，这样的结构从长期使用后的效果看，较难承受一些较强的机械性损伤，抗刺穿力较差，常有顶穿现象发生。尤其其中的胎基层一般为无纺布，较容易受损坏，在此情况下会造成渗漏，使用寿命短，乃至发生工程故障等问题。
另外，在聚氯乙烯涂层中为了提高其的加工性能和使用性能，必须加入添加剂。在各种添加剂中，占比例最大的是增塑剂，凡能和树脂均匀混合，混合时不发生化学变化，但能降低物料的玻璃化温度和塑料成型加工时的熔体黏度，且本身保持不变，或虽起化学变化但能长期保留在塑料制品中并能改变树脂的某些物理性质，具有这些性能的液体有机化合物或低熔点的固体，均称为增塑剂。增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起着决定性作用。增塑剂可以降低弹性模量和断裂拉伸强度、提高延伸性和断裂伸长率、改进柔软性、改进可逆弯曲强度、改进韧性和冲击强度、降低玻璃化转变温度、扩张聚合物在较低温度下的可应用型、改进对各种基料的粘合，改进润滑性能和减少摩擦，减少静电充电能力，改进表面光泽和外观。
在表面的聚氯乙烯材料中加入了添加助剂，主要类别有热、光稳定剂、抗氧剂、抗静电添加剂、润滑剂、阻燃剂，以及增塑剂和抗冲击改进剂等。塑料助剂不仅在加工过程中能改善聚合物的工艺性能、改善加工条件、提高加工效率，而且可以改进制品性能、提高制品的使用价值、延长制品的使用寿命，使防水卷材具有了优良的综合性能。
但是，以上无论何种添加剂，无论其性能怎样优秀，直接暴露在空气中，直接与外界接触，受到空气、雨水、阳光、紫外线等的作用，均容易挥发、氧化，随着时间推移，常常会发生变硬、变脆、变色、开裂以及性能降低等现象，这就是聚氯乙烯的老化。为解决老化问题，在制作过程中常加一些防老剂，以减慢其老化速度，其实防老化的效果是很有限的。为了使聚氯乙烯制品能经久耐用，主要应避免和减少阳光曝晒，不让雨淋，减少空气、水或油类等的接触。
减少增塑剂被老化侵蚀，延缓聚氯乙烯防水工程布老化也仍是建筑材料行业科技人员迫切解决中的课题。
查国家专利专利号89108466.5，一种树脂复合无纺布防水卷材以及生产方法，其特征在于以线性低密度聚乙烯做为主防水层，将纺粘法聚丙烯长丝无纺布通过热熔直压法粘合到主防水层两个表面。国家专利专利号01275359.9与前述技术方案相类似，在尼龙为基料的两外侧分别依次热压粘合塑料(聚氯乙烯)层和无纺布层，在这些技术中，改善了工程布与水泥等工程材料的结合问题，但是工程布机械性能的再提高，聚氯乙烯中的增塑剂老化问题仍未提出好的改良办法。
综上所述，现有技术中主要存在的问题是，防水工程布的机械性能还有待提高，工程布中聚氯乙烯的增塑剂等添加剂的抗老化问题也需要更进一步的改进改善。
发明内容针对现有技术状态，本发明另辟蹊径，通过改变产品结构，来明显改善和解决聚氯乙烯增塑剂老化和目前工程布机械强度还不高的现状。拟提供一种能较明显提高和改善防渗漏性能，延长使用寿命的新颖工程布材料。
本发明的目的是如此实现的。
首先，改变现有技术聚氯乙烯防水卷材中一般采用的无纺布的材料，而是根据不同的使用场合选用不同的带织物的高强纤维织物层，其中有玻璃纤维胎基布、化纤胎基布以及无纺布等，由于用途不同选材也不同，能更好地发挥胎基布的作用。经测试，带纤维的编织胎基布较纯粹的无纺布所制的防水工程布机械性能可提高数倍。
其次，将其中一层胎基布增加为两层或两层以上胎基层，根据需要两层胎基布纤维编织的方向可交叉90度，这样的纤维方向产生了正交两个方向都有高强度的效果，将明显提高工程布全方位的机械强度。而且根据上下层不同的作用和功效，胎基布材料可以选择上下层相同的，或选择不同的材料，使它们的作用和针对性更强。
再者，将两层胎基层由聚氯乙烯涂层隔开，两层胎基层的中间和最外两侧为聚氯乙烯涂层，这样的结构，使得处于中间的聚氯乙烯层不仅与外侧的聚氯乙烯一样，共同提供了防渗漏功能，使得它们的抗渗水作用和效果特别明显。而且尤为突出的优点是，如此这般的结构，使得处于中间层的聚氯乙烯层无机会与外界的水泥、空气、雨水、阳光、紫外线直接接触，几乎使加入其中包括增塑剂的各种添加剂没有了氧化衰退、老化的可能，可以始终保持原始制作状态的各项性能技术指标，解决和克服了以往长期在配方、原料上化成本、搞研究而收效甚微的局面。
该结构的聚氯乙烯防水工程布是由如此过程制造加工的。
先根据使用用途选择合适的胎基层，可供选择的有玻璃纤维编织胎基布、化纤编织胎基布以及无纺布等，然后分别以现有生产技术对每片胎基层进行聚氯乙烯浸渍辊压加工，使每一层胎基层的表面都均匀地涂上了聚氯乙烯层，在聚氯乙烯的加工原料中，按常规需要量添加包括增塑剂等的添加剂，提高工程布的综合性能指标，形成了本发明前道工序的单片料结构。
然后，将上述已加工成型的两片或两片以上的单片料再相互叠合，在相互迭合面之间进行加热，使迭合面的聚氯乙烯熔融，再进入两辊筒形成的装置中，经过两辊筒的挤压，相互粘合出来的便是融迭在一起的本发明的一种聚氯乙烯防水工程布成品。
制作本发明的一种聚氯乙烯防水工程布，须对两片单片料进行加热和辗压，对两片单片料的相互迭合面之间进行加热，加热方式采用热风加热方式，即由风机送出的风通过电加热管送出热风，确保整个粘合面上加热温度均匀，并且须控制两表面熔融的程度。辗压时既要保证一对辗合辊筒的辗合力，又必须保证两单片料卷筒均匀、具有一定张力状态下才能实现有效、高质量的粘合合成，因此在制作中必须同步控制加热温度、输送速度、轧辊压力和卷筒的张力等因素。
经计算和试验，聚氯乙烯防水工程布制作的条件为加热温度范围在300℃至360℃，在轧辊的辗压速度为每分钟1.5米能提供合格的成品。较佳的加热温度为340℃至360℃，此时粘合率达100％，即粘合后没有气孔，而且表面平整，不出现皱褶。
由于在单片料中加入了编织胎基层，防水工程布的机械性能明显增强，经多重再复合后，其它综合性能也有了较大提高。
本发明形成的产品经机械、电子拉力试验机、低温冲击试验仪、热老化试验箱、顶破试验仪、粘度仪、光老化试验箱等检测设备测定均符合甚至优于国家的相关标准。尤其在屋顶绿化工程中能有效防止树根穿刺而造成屋顶楼面的渗漏。
伸缩率试验本发明形成的产品在100℃的沸水中煮两小时后实测，又急冷于-18℃冷冻冰箱中两小时后实测伸缩率为零。
产品崩裂试验本产品的崩裂强度，经上海市皮革质量监督检验站检测在厚度为0.86毫米时的崩裂强度为744.2N/mm，在上海市热带风暴的三个顶棚项目中，经施工后发现直径80毫米，壁厚5毫米的钢管绷架发生变形而本发明的聚氯乙烯防水工程布呈现坚挺、平直、无裂纹，性能优良，三年多来在日照、冰冻、风暴、雨淋后仍保持完整无损。
由于本技术方案在前期制作成单片后又一次对叠合面进行加热、挤压粘合、冷却，材料的内应力又一次被消除，提高了产品尺寸的稳定性。
经测试，由600D涤纶网络丝纺织的4028编织胎基层，在浸涂聚氯乙烯后，由两层单片料复合形成的防水工程布，其断裂拉伸强度在常温下可达纵向467N/cm，横向407N/cm以上，而相关国家标准较高的指标值为160N/cm；在60℃条件下，可达纵向387N/cm，横向328N/cm以上，国家相关标准值为130N/cm。其撕裂强度可超过纵向150N，横向110N，国家相关标准值为20N。其加热伸缩量及加热伸缩率均为零。人工候化拉伸强度保持率超过了纵向91％，横向96％。热空气老化拉伸强度保持率大于纵向96％，横向93％。耐碱性拉伸强度保持率大于纵向86％，横向90％。其它，在200ppm的臭氧老化试验中，40℃168小时无裂纹，低温折弯性试验，在零下30℃条件下试验无裂纹。不透水性试验在0.3MPa的压力下，30分钟无渗漏。此外，参考牛皮的崩裂强度试验值为350N/mm，本发明的试验值可达774.2N/mm。
以上主要指标均达到GB12952-2003《高分子防水卷材》的主要技术性能指标，有些主要指标大大优于国家标准GB18173.1《聚乙烯防水卷材》和GB12952-2003《高分子防水卷材》中的指标值，也明显高于市场上使用的一些各种结构类型防水工程布的技术指标。
其更加突出的优点是抗老化性能得到显著延长，这对于使用在百年大计的建筑工程上来说，其优点是极其宝贵，现有技术无法比拟的。
本发明采用了以现有技术方式先单独加工生产单片聚氯乙烯工程布料，然后再将两片或两片以上单片料加热熔融施压合并为一片的结构，由于合并过程中加热施压，材料的机械性能经测试得到了进一步增强，中间层的聚氯乙烯受到特别保护，充分体现和保持了聚氯乙烯和各种增塑剂、添加剂的优良特性，多层纤维胎基布又表现出很强的抗拉、抗折、抗刺穿等机械性能，因此，本发明的防水工程布较原单片结构形式的防水工程布在各项指标和抗老化性能上得到明显提高，而且其产品厚度还较原单片结构形式的防水工程布薄，现有技术的防水工程布厚度均在2.0至1.2毫米之间，而本发明以上测试的数据值是由两片单片料复合而成的工程布，厚度为0.8毫米状态下取得的，本发明的产品成本并不增加。
为了区别于现有技术的防渗漏工程布，在制作本发明的防水工程布时，最外两片单片料的聚氯乙烯涂层可以浸涂不同颜色，使得复合后的工程布两侧表面呈不同色泽，既区别于传统工程布，便于显示本发明多重复合的性能特点，又提高了工程布外观新颖的观感。
经上海市工业系统科技情报中心查新检索，结论“经对国内外相关的29篇科技文献进行对比分析比较，在检出文献中，有复合聚氯乙烯防水卷材的生产报道，但未见有与本项目完全相同的采用热辊压方法生产的多层胎基复合聚氯乙烯卷材的报道，具有新颖性，本项目的强度性能指标与检出文献对比，断裂伸长强度优于检出文献及DIN标准，具有先进性”。
经对专利科技文献的检索，对包括增塑剂的添加剂防老化，聚氯乙烯工程布抗老化的一些技术方案，均是在抗老化剂的化学成分或配方中作研究，虽然有所改进但产生的效果有限，而本发明提供的技术方案是物理性的，不增加和改变配方，提供了一种新的产品结构形式，完全阻断和隔绝了中间层被氧化的条件，不带来其它副作用，各种添加剂在中间层与外界隔绝的状态下，各种性能也得到了持久的保持，因此是一种比较彻底、理想的抗老化技术方案。
图1是本发明提出的一种聚氯乙烯防水工程布由两片单片料复合的结构剖面视图。
图2是单片料结构剖面视图。
图3是本发明提出的一种聚氯乙烯防水工程布加工状态示意图。
图中1.胎基层，2.聚氯乙烯涂层，3.辗压辊筒，4.单片料卷筒，5.粘合后防水工程布卷筒，6.加热送风喷枪，。
具体实施方式
根据附图，对本发明的结构进行详细描述，本发明提出的一种聚氯乙烯防水工程布，将胎基层1浸入聚氯乙烯高分子涂料内，形成在编织胎基层1两侧均匀的聚氯乙烯涂层2，成为预制的单片料(如图2)，再将两片单片料相互叠合，以高温和加压方式融迭在一起，成为最终的多重复合工程布(如图1)。
首先，根据不同的使用场合选用不同的带纤维的编织层或无纺布为胎基层1，其中带纤维的编织层有玻璃纤维编织布、化纤编织布等，根据不同用途，例侧重防火、高强度等要求选取不同胎基层，更好地发挥内中胎基布的作用。
其次，根据需要将两层胎基1布纤维编织的方向交叉90度，使工程布的各个方向都有高强度的抗拉性，将明显提高工程布全方位的机械强度。根据需要，可以选择上下层相同的胎基布材料，也可选择不同的材料，使它们的作用和针对性更强。
再者，将两层胎基层1由聚氯乙烯涂层2隔开，两层胎基层1的中间和最外两侧为聚氯乙烯涂层2，这样的结构，使得处于中间的聚氯乙烯层2不仅与外侧的聚氯乙烯一样，共同提供了防渗漏功能，作用和效果特别明显。而且使得处于最中间层的聚氯乙烯层2绝无机会与外界的空气、雨水、阳光、紫外线直接接触，几乎使添加其中包括增塑剂的各种添加剂没有了氧化衰退、老化的可能，可以始终保持原始状态的各项产品性能指标。
该结构的聚氯乙烯防水工程布是由如此过程制造加工的。
先根据使用用途选择合适的胎基层1，可供选择的有玻璃纤维编织胎基布、化纤胎基布以及无纺布等，然后分别以现有生产技术对每一片胎基层1进行聚氯乙烯浸渍辊压加工，使每一层胎基层1的表面都均匀地涂上了聚氯乙烯层2，在聚氯乙烯的加工原料中，按常规需要量添加包括增塑剂等的添加剂，提高工程布的综合性能指标，形成了本发明前道工序的单片料(见图2)结构。
然后，将两上述已加工成型的复合单片料再相互叠合，对相互迭合面之间用加热送风喷枪6进行加热，使中间层的聚氯乙烯熔融，再进入两辗压辊筒3形成的装置中，经过两辗压辊筒3的加压，相互粘合出来的便是融迭在一起的本发明的一种聚氯乙烯防水工程布成品(见图1)。
采用加热送风喷枪6热风加温，控制两表面熔融程度和调节辗压辊筒3的辗压力，同时必须保证两单片料卷筒4在运行中达到的张力和辗压辊筒3的辗压速度。制作中必须同步控制温度、速度、辗压压力和卷筒的张力等工艺参数。
经计算和试验，聚氯乙烯防水工程布制作的条件为加热温度范围在300℃至360℃，轧辊的辗压速度为每分钟1.5米时能提供合格的成品。较佳的加热温度为340℃至360℃，此时粘合率达100％，即粘合后没有气孔，表面平整，没有皱褶。
权利要求
1.一种聚氯乙烯防水工程布，其特征在于，由中间胎基层(1)和两侧聚氯乙烯涂层(2)组成单片料，由两片或两片以上单片料相互融合，成为胎基层(1)和聚氯乙烯涂层(2)相互间隔的多层复合工程布。
2.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水工程布，其特征在于，胎基层(1)取材于纤维编织布。
3.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水工程布，其特征在于，胎基层(1)取材于无纺布。
4.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水工程布，其特征在于，厚度为0.8至1.2毫米之间。
5.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯防水工程布，其特征在于，最外两层单片料的聚氯乙烯涂层(2)颜色不相同。
6.一种聚氯乙烯防水工程布制造方法，其特征在于，将相邻两片单片料相互叠合，对叠合面进行加热，再经过两辗压辊筒(3)挤压，融合而成。
7.根据权利要求6所述的一种聚氯乙烯防水工程布制造方法，其特征在于，对叠合面进行加热方式为，由电加热和风机送风的加热送风喷枪(6)进行加热，热风温度为340℃至360℃。
8.根据权利要求6所述的一种聚氯乙烯防水工程布制造方法，其特征在于，相邻两片单片料中胎基层(1)纤维编织方向相互正交90度。
全文摘要
本发明系建筑工程行业用的一种建筑材料，特别是涉及对建筑物、道路等场地不许有渗漏发生所使用的一种防水工程布。由中间为胎基层(1)和两侧为聚氯乙烯涂层(2)组成单片料，将两片或两片以上的单片料相互融合而成，形成胎基层(1)和聚氯乙烯涂层(2)相互间隔的多层复合工程布。胎基层(1)取材于纤维编织布或无纺布。最外两层的聚氯乙烯涂层(2)颜色不相同。相邻两片单片料相互叠合，对叠合面进行加热，再经过两辗压辊筒(3)挤压，融合而成。本发明对单片料合并过程中加热施压，中间层的聚氯乙烯受到特别保护，在与外界隔绝的状态下使得包括增塑剂的添加剂和聚氯乙烯的特性得到充分发挥和保持，物理性能经测试得到了显著提高。
文档编号B32B5/12GK1850507SQ2006100268
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者董锡华, 刘星源 申请人:上海赞科防渗漏工程科技有限公司