专利名称：聚烯烃防水卷材的制造方法
技术领域：
本发明涉及聚烯烃类树脂经压延成型后与高强度丙纶长丝无纺布或聚酯针刺无纺布经热熔直压单面或双面贴合制成的高分子复合型防水卷材的制造方法，属复合材料技术。
本发明有鉴于目前以挤出T模生产聚烯烃片材之后热复合无纺布或编织布的生产方法，因T型模间隙，特别是更换规格较难调整，厚度分布不均，且熔融物料在T型模腔内大流程比，热流受限于出料口(唇模)间隙，故产率较低。本发明尤其是为适应防水卷材使用的综合质量性能要求，采用多组分主料与助剂充分均匀分散于基料之中。这些都是传统挤出工艺的瓶颈难题。
聚烯烃(Polyolefin)系列材料加热至一般压延辊筒之加工工艺温度200-230℃时，极易发生氧化现象，从而使物粘度大幅下降，不能从热辊筒表面剥离。选择高质量性能的配方设计、加工工艺条件以及工艺装备，经压延成型后与高强度的高分子长短纤维的无纺布，经热熔直压贴合制造成一种构造全新、多用途、低成本，具有良好综合质量技术性能的高分子防水防渗新技术材料，是继沥青卷材、合成橡胶沥青卷材等之后的新一代防水防渗材料。查新国内外资料，尚无报导用压延工艺方法对聚烯烃系列材料热熔直压贴合制造防水卷材的先例。
本发明所采用的烯烃类聚合物，包括高、低密度聚乙烯、乙烯与α-烯烃(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物、聚丙烯，按产品使用性能要求选择混合比份(如视产品耐高、低温冲强、伸长率、抗撕裂、耐折性等……)选取2-3种树脂以100PHR主料计算，其中聚乙烯为0-80PHR，均聚或共聚聚丙烯0-70PHR，乙烯与α-烯烃(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物0-50PHR，各种树脂熔体流动速率MI以0.15-8.0为宜，为提高产品屈服强度、刚度、抗撕裂、高延伸率及韧性，加入0-50PHR的乙烯与α-烯烃(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物，MI选用0.25-5.0之间。
本发明制造方法(采用压延生产线)与传统挤出机T模工艺方法相比，在配方设计方面的最大差异在于本方法采用填充剂、润滑剂，使用超细双组分活化重质碳酸钙，细度为1250目，为改善碳酸钙在聚合物中的亲和力，选用经表面处理的活性碳酸钙，常用表面处理剂为硬脂酸、钛酸酯类或硅烷类等有机表面活性剂(双组分使用为佳)，填充量为0-50PHR，经制品检测和试用，不但显著改善成型品的加工性能、尺寸稳定性，提高制品的补强和抗冲击强度，特别是填充剂与润滑剂配合，改善聚烯烃熔料在高温、高剪切工艺条件下的粘度，易于从压延辊筒表面剥离，随即经引离辊后与无纺布热熔直压单面或双面贴合，而传统的T模挤出工艺，填充剂添加量受模腔内熔融物料横向流动性分配及唇模间隙容易堵塞等限制的影响，添加填充剂后，难于实现稳定。
配方中加润滑剂的原因，在于为降低加工聚烯烃熔融物料分子之间的内摩擦和熔体与加工机械表面的外摩擦、氧化粘连作用，特别是能提高对热轧机、压延机辊筒表面的物料易离型性。通常使用脂肪酸及其酯类、金属皂类、烃类等润滑，一般用量取0.2-3HPR，应择其与物料的相容性，避免造成渗出移位、结垢，影响或降低与无纺布热熔直压贴切合后与基材的剥离强度。
为了抑制或延缓聚烯烃树脂在加工、贮存、应用过程中与氧接触产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，增长防水卷材的使用寿命，配方中加入抗氧剂和屏蔽剂。
抗氧剂多采用酚类、亚磷酸酯类等，如抗氧剂246、DLTP等，一般用量取0.1-1.5配比(PHR)；屏蔽剂堪称制造防水卷材重要的助剂。向聚烯烃树脂中加入1.0PHR槽法炭黑，可延长制品使用寿命-耐候性25-30年。因为炭黑(Carbon black)是一种高效能的光屏蔽剂，它几乎能全部地吸收可见光，强烈地反射紫外光，虽制品只能成为黑色，但对防水、防渗材料应用无任何影响。碳黑的防光氧屏蔽效果与其品种、粒度及用在制品中用量、分散性有重要关系。本发明选用易混槽法碳黑，粒度为15-25纳米，用量1.0-2.5PHR，由于采用压延生产的工艺条件决定，分散性远远优于任何方法的挤出工艺。
本发明的产品性能特点具有高防水抗渗漏性能、高拉伸强度、低温柔曲性好、线体膨胀系数小、摩擦系数大、变形适应能力强、温度适应范围广、幅宽、使用寿命长及加工造价低等良好的综合技术性能。产品的使用特点表面粗糙均匀、易粘接，适合与多种材料的基层粘合，可与水泥材料在凝固过程中直接粘合，并可在基层潮湿情况下粘贴。该产品使用范围广，不仅适用于I--IV级各类工业、民用建筑的屋面及地下防水、防渗、防潮，还适用于冶金、化工、水利、环保、公路、地铁、隧道等防水工程。
以下说明本发明以压延机制造防水卷材的方法与传统习用挤出机T模的制造方法，经济、技术指标简要比较如下
由于压延法生产工艺，可使制出的防水卷材幅宽达2米，而用T模等其它工艺生产出的防水卷材幅宽只能达到1米-1.35米。
以下就本发明所采用的压延生产线各部主、辅机设备工艺流程及设备参数、控制条件说明如下
一、计量、高混、密炼、开炼、过滤
按配方组分设定贮罐，电子秤自动计量投入高速捏合机中，加热采用电或蒸汽均可。捏合机转数500转/分，时间约为4-5分钟，之后投入密炼机中，此段粉碎耳料或回制料可按10％比例按釜投入。密炼后送入粗、精开炼机进一步塑化，并自动送入过滤机投料口内，门板为油压交换式滤网更换装置，以圆柱形过滤挤出，滤网用40、60、80目三层为宜，之后由无级变速控制摇头式输送带送至压延机。此段设备装置与习用压延生产线相似。详述略。
二、压延机为逆L型或Z型四辊筒可控硅直流单驱动，辊筒为钻孔式(D式)合金锻钢热磨加工，为保证制品厚度分布精度(±0.005mm)辊筒弹性模量应大于2.0×106kg/cm2的较佳刚性。那种空腔(B式)传统冷浇铸铁橡胶压延辊筒，铜瓦轴衬、蒸汽加热的旧式设备不宜使用。辊筒加热载体采用过热水、循环热油均可。加工聚烯烃防水卷材线速度为10-50m/min，辊筒表面温度按165---205℃之间以配方不同材料确定。辊筒表面温差1℃。
三、引离辊(TAKEOFF ROLL)为四支异径辊筒组成，热油加热，与IV号辊筒拉伸比约为1∶1.25--1∶1.5，辊温应设定比IV号辊低5--10℃，
四、压纹辊(EMBOSSING ROLL)由一支钢辊和一支硅胶辊组成。其中一支固定并由直流变速与主机程控驱动，另一支左右用油压或气压活塞上下同时开合，工作时钢、胶辊均需用冷水冷却。
五、贴合装置；为了把防水卷材聚烯烃基片单、双面复合无纺布或编织布，以期增强其机械强度，加大单、双面的摩擦系数(与饱和中砂F≥0.5)，使表面粗糙均匀、易粘接，并可在基层潮湿与水泥层在凝固过程中直接粘合，故需在线内，压纹辊上、下增设导开、展开、纠偏、预热等结构组成的上、下两台套贴合装置。捆卷的无纺布通过变频器张紧送至纠偏装置(用气动或光电管控制均可)，经展开导辊经大包角预热辊筒将预热后的上、下无纺布或编制布送入压纹辊与热熔的聚烯烃片材三层或二层直压复合。上、下贴合装置中间，需要增设操作平台，便于更换卷捆及送布、接缝等操作，与生产线法向中心顶部需要增设导轨移动式手动2吨吊具，用于搬送复合卷材。特别是在线贴合能提高防水卷材的剥离强度。
六、冷却机组(COOLING TRAIN)由八支辊轮组成，表面镀硬铬，夹层通冷却水，唯第VII、VIII号辊的夹层可通冷却水、蒸汽两用，为回火消除制品内应力及其他目的应用。
七、中心卷取机(CENTER WINDER)由于压延法防水卷材制品幅宽、收卷线速度快，且厚，特别是大克重规格的制品，采用表面摩擦卷取，手工切割很难高质量去实施，故应采用二、三工位全自动中心卷取机。收卷宽度2.4米，收卷最大直径800mm，速度10-100m/min；使用多刀片式(26只刀)张力控制自动瞬间横切割。中心卷取机两侧配备自动张力控制耳边收卷装置。耳边切割采用圆形轮式切刀，制品卷厚整齐。
本发明生产加工的防水卷材，突破聚烯烃树脂仅适合挤出法工艺加工片材(如T-模挤出、吹膜挤出、流延挤出等)，难予用压延法工艺加工烯烃类聚合物片材的瓶颈问题，故而突显采用压延法加工防水卷材的优越性，如产率高、更换规格快速、基材厚度分布均匀(因厚度分布不匀，使用中有抗压、抗冲、耐撕裂等强度应力集中之弊)；助剂可优选使用不受工艺限制(如填充剂)，物料分散性佳(因经过高混、密炼、粗精开炼、过滤、压延等工序，塑化、分散完全，提高制品质量，如屏蔽剂碳黑及抗氧剂等分散完全，可提高制品使用寿命超过30年)，特点是产品成本比挤出工艺低1/4(这对全国工程造价是一个可观惊人的经济数字)。
本发明具有如下附图
图1本发明工艺流程图。
为了明了本发明的内容，现以下述实例说明本发明方法可用压延法制造聚烯烃复合防水卷材的实例，但并非以此限定本发明的范围。
实例一
原料名称 配比(PHR)
聚乙烯 70
线性低密度聚乙烯 30
抗氧剂 0.8
脂肪酸酯润滑剂 0.8
屏蔽剂 1.5
活性超细填充剂 30
用高速捏合机捏合后送入密炼机密炼，之后送至开放式粗、精炼机(温度设定130℃)，炼塑后自动切成板带状送入过滤机，挤出过滤呈圆柱状由摇头式输送带送入压延机，辊温设定为165-175℃，各辊之间的速差1.5-2.0m/min，引离辊与成型IV号辊速比1∶1.5，温度145℃，之后将下贴合装置(单面复合)或上、下贴合装置(双面复合)导出之无纺布或编织布预热后送入压纹辊之间热熔压合，进冷却机组，经切耳边、中心卷取至成品。
以上述方法及工艺条件制得的300g/m2规格双面复合防水卷材，经黑龙江省工程质量监督检验中心检测(依据标准GB50207-94)，其物性如下
实例二
原料名称 配比(PHR)
聚乙烯 30
聚丙烯 50
线性低密度聚乙烯 20
抗氧剂 1.0
脂肪酸酯润滑剂 0.8
屏蔽剂 1.5
活性超细填充剂 40
采用该配方，设备、工艺与实例一基本相同，但各工序工艺温度均需提高20-25℃。由此配方及工艺条件制得的500g/m2规格双面复合防水卷材，经黑龙江省工程质量监督检验中心检测(依据标准GB50207-94)，其物性如下
实例三
原料名称 配比(PHR)
聚乙烯 50
线性低密度聚乙烯 50
抗氧剂 1
脂肪酸酯润滑剂 1
屏蔽剂 1.5
活性超细填充剂 30
用高速捏合机捏合后送入密炼机密炼，之后送至开放式粗、精炼机(温度设定130℃)，炼塑后自动切成板带状送入过滤机，挤出过滤呈圆柱状由摇头式输送带送入压延机，辊温设定为165-175℃，各辊之间的速差1.5-2.0m/min，引离辊与成型IV号辊速比1∶1.5，温度145℃，之后将下贴合装置(单面复合)或上、下贴合装置(双面复合)导出之无纺布或编织布预热后送入压纹辊之间热熔压合，进冷却机组，经切耳边、中心卷取至成品。
以上述方法及工艺条件制得的400g/m2规格双面复合防水卷材，经黑龙江省工程质量监督检验中心检测(依据标准GB50207-94)，其物性如下
权利要求
1、一种聚烯烃复合防水卷材的制造方法，其特征在于该方法是以多组份聚烯烃为基材，辅以光稳定剂、抗氧剂、屏蔽剂、润滑剂及填充剂等配制而成，经高速捏合、密炼或挤出、混炼、开炼、过滤送至压延机组，引离后通过送布贴合装置在热熔状态下与高强度丙纶长丝无纺布、聚酯针刺无纺布或编织布在线直压成高分子复合防水卷材，再经冷却回火、耳料切取、中心卷取而成。
2、根据权利要求1所述的一种聚烯烃复合防水卷材的制造方法，其特征在于聚烯烃总量按100PHR，其中聚乙烯为0-80PHR，均聚或共聚聚丙烯0-70PHR，乙烯与α-烯烃(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物0-50PHR，抗氧剂0.1-1.5PHR，润滑剂0.2-3PHR，屏蔽剂1-2.5PHR，双组分活化超细碳酸钙0-50PHR。
3、根据权利要求2所述的一种聚烯烃复合防水卷材的制造方法，其特征在于聚乙烯树脂的熔体流动速率为0.15-8.0g/10min，乙烯与α-烯烃(丙烯、丁烯或辛烯)共聚物的熔体流动速率为0.25-5.0g/10min，聚丙烯树脂的熔体流动速率为0.25-5.0g/10min。
全文摘要
本发明公开了一种以聚烯烃树脂(PO)为基料，辅以光稳定剂、抗氧剂、屏蔽剂、润滑剂及填充剂等配制而成，采用压延成型与高强度丙纶长丝无纺布或聚酯针刺无纺布单面或双面经热熔直压制成的高分子复合型防水卷材，具有优良的防水、防渗漏、耐候性、高拉伸强度、低线体膨胀、摩擦系数大、变形适应性强、温度适应范围宽、使用方便、寿命长、易粘接及造价低等诸多优良综合经济、技术性能指标。产品的使用功能及防水耐用年限长，达到或超过国家建筑规范I级防水等级(防水层耐用年限25年以上)。
文档编号C08L23/00GK1397586SQ0112054
公开日2003年2月19日 申请日期2001年7月20日 优先权日2001年7月20日
发明者徐敬文, 马会朋 申请人:黑龙江齐塑塑料制品有限责任公司