专利名称：一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，具体为一种氯化聚乙烯防水卷材及其制备方法。
背景技术：
二十一世纪的建筑业已进入一个突飞猛进的发展时代，要求建筑物美观、耐用，建筑防水材料也必须具备重量轻、强度高、使用寿命长的特点。目前，混凝土防水层是提高建筑结构耐久性的重要技术手段，由于防水失效造成桥面或屋面渗水、钢筋锈蚀的事例很多， 直接影响了其使用寿命。目前高速铁路桥梁上应用最广泛的防水材料是喷涂聚脲防水涂料，它是一种聚脲弹性体，该技术将新材料、新设备和新工艺有机的结合在一起，是传统施工技术的一次革命性飞跃，是目前国际上最先进的施工技术之一。大量采用了喷涂聚脲防水方式，有效地解决了底座板下需设置连续防水的要求，但是其在应用过程中，也发现存在一些问题①工程造价高。聚脲材料费单价约90 120元/m2，施工费用高，单价约70-100 元/m2，合计为160-220元/m2。②影响因素多。为了达到良好的使用效果，喷涂聚脲防水涂料在施工过程中，对外界环境温度、湿度以及施工人员的操作技术有一定的要求。③聚脲喷涂施工要求一次性完全覆盖桥面，后续工序必然会对已施工聚脲防水层造成一定的损害， 影响防水效果。
发明内容
本发明是为了解决现在喷涂聚脲防水涂料施工使用过程中存在的问题，提供一种新型的氯化聚乙烯防水卷材及其制备方法。这种新型的防水卷材可以替代喷涂聚脲防水涂料应用于桥梁桥面防水。本发明是采用如下的技术方案实现的一种可以替代聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材是由下列重量份数的原料制成氯化聚乙烯90 120份，填充增强剂2-30份，软化增塑剂10-45份，酚类抗氧剂0. 1-2份，热稳定剂3-10份，光稳定剂0. 4-1. 5份，润滑剂 3-8份，其他助剂0. 5-3份；所述的氯化聚乙烯中氯含量为25-45wt%;所述的填充增强剂为白炭黑、高岭土或活性碳酸钙或滑石粉；所述的软化增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、多元醇酯或环氧大豆油中的一种或几种；所述的酚类抗氧剂由重量比为35%的酚类主抗氧剂1076 和65%的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60%的三盐基硫酸铅和40%复合热稳定剂制成；所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-327或UV-531 ；所述的润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙或聚乙烯蜡；所述的其他助剂为加工改性剂ACR-201或ACR-301。上述配方中氯化聚乙烯(CPE)是由聚乙烯经氯化而制成的含氯聚烯烃，是一种线型含氯饱和弹性体，根据含氯量的不同可分为软性塑料(含氯量小于25% )、弹性体(含氯量25% -45% )和硬质塑料(含氯量45% -70% )。氯化聚乙烯作为一种氯化弹性体材料，具有优异的综合性能，由于它是不含双键的含氯弹性体，有优良的耐火、耐臭氧、耐热老化性、阻燃性、耐药品性和耐油性，且氯化聚乙烯生产成本低、价格低、环境污染小。聚乙烯被氯化后，大分子链不规则地带上了氯原子，规则程度被破坏导致结晶能力下降，无规性部分增加，材料的Tg降低，柔性增加。当含氯量达38%左右时，断裂伸长率达到极大值，成为橡胶状材料。此后，随着氯化程度的进一步增加，材料逐渐丧失结晶能力而成为无定形聚合物，大分子之间作用力增大，刚性增加，Tg升高。当含氯量超过55%时，氯化聚乙烯的Tg提高到室温以上，成为硬质材料。所以本发明使用的氯化聚乙烯的含氯量为35%。经过市场调查发现，现有的国内的各生产厂家生产的CPE防水卷材一部分是以聚乙烯或者聚氯乙烯树脂为基体的基础上添加CPE制成的防水卷材，这类防水卷材并没有极大的凸显CPE的优异柔软性能；另外一部分是采用CPE与橡胶共混，经过硫化工艺处理得到橡胶态的CPE防水卷材，但是其幅宽受到生产设备的严重限制。为了弥补现有CPE防水卷材的缺陷，同时考虑到产品的配方成本，申请人经过多次试验和经验总结，大幅度的调整了配方中的增塑剂和增强剂的用量，经试验得出结论，其N类防水卷材的断裂拉伸强度> 16MPa、扯断伸长率> 600%, L类双面复合无纺布防水卷材的断裂拉伸强度> 200N/ cm/2. 0mm，扯断伸长率> 800%，其各类指标均超过聚脲防水涂料的有关标准。这为其替代聚脲防水涂料奠定性能基础。为了进一步优化产品的配方，提高产品的性能指标，本发明还加入了以下原料酚类抗氧剂的主要作用是提高产品在使用过程中的抗热、抗老化性能，延长防水卷材的使用寿命；热稳定剂的作用主要是防止和阻止氯化聚乙烯在加工过程中由于高温而引起的热分解；润滑剂的主要作用是防止高聚物在加工产品的过程中，由于摩擦过度而产生的高温使聚合物分解；光稳定剂的主要作用是防止由于光的辐射而引起的高聚物老化、降解。一种制备可以替代聚脲防水的宽幅的新型防水产品的方法，包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下搅拌均勻；(2)造粒把搅拌均勻的混合料投入到密闭式炼塑机中进行混炼，混炼室温控制在40-80°C，混炼时间为5-10min后出料； 混合料直接送入双辊开炼机翻炼，辊温控制在50-90°C，辊距5-7mm ；翻炼均勻后，薄通，辊温控制在50-90°C，辊距0. 5-1謹；出片，辊温控制在50-90 0C，辊距5-7_ ；料片冷却；料片送入切粒机造粒；(3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒的最高温度为160-200°C、螺杆转速控制在15-40转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为160-200°C、模具两侧温度高于模具中心温度5-15°C ；(4)物料经过单螺杆挤出机模头挤出后，直接进入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材；三辊冷却压延机的辊筒温度控制在中辊温度为45-75°C、下辊辊筒温度为50-70°C、上辊辊温温度60-85°C ；(5)自然冷却、裁边。上述密闭式炼塑机、双辊开炼机、切粒机、单螺杆挤出机以及三辊冷却压延机均为现有公知设备，其结构和工作原理是本领域的普通技术人员所熟知的。本发明采用单一的树脂一氯化聚乙烯，加入适量的增塑剂、填充增强剂以及各种辅助材料，经共混挤出为基体的N类、L类型的桥梁专用防水卷材，生产这种防水卷材不需要硫化加工工艺，可以采用普通的热塑性材料的加工工艺，产品的最大特点是既拥有橡胶型防水卷材的柔软度和较高的伸长率、回弹性，又保持了塑料型防水卷材的高拉伸强度。 整体片材的柔软度、平直度、平整度较好，制成的N类防水卷材的断裂拉伸强度> 16MPa、扯断伸长率> 600%, L类双面复合无纺布防水卷材的断裂拉伸强度> 200N/cm/2. 0mm，扯断伸长率> 800%，其远远超过了喷涂聚脲防水涂料的施工使用标准；而且生产的防水卷材的幅宽能够达到4米以上，更有利于建筑或桥梁施工；同时这种新型的防水卷材相对于喷涂聚脲防水涂料造价低，其材料成本在40-60元/m2，因为氯化聚乙烯本身具有一定的极性， 易于用聚氨酯胶黏剂粘接，经过简单的铺装即能使用，所以其施工费用低，约为20-40元/ m2，合计为60-100元/m2 ；新型的防水卷材采用自动化方式生产，减免了一些不可控因素的干扰，防水卷材的各性能质量得到了保证，相对应的施工质量也就得到了保证；同时本发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较优良，而且生产成本低，具有很好的应用前景。
具体实施例方式实施例1 一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，是由下列重量份数的原料制成氯含量为35%的氯化聚乙烯100份，活性碳酸钙10份，邻苯二甲酸二辛脂20份， 酚类抗氧剂0. 6份，热稳定剂4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收剂(UV-327) 0. 5份；所述的酚类抗氧剂由重量比为35%的酚类主抗氧剂1076和65%的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60%的三盐基硫酸铅和40%复合热稳定剂制成；制备一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水产品的方法，包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下充分搅拌均勻；( 造粒把搅拌均勻的混合料投入密闭式炼塑机，密闭式炼塑机的温度控制在45°C，密炼10分钟后出料，直接进入双辊开炼机，双辊机的辊筒温度控制在75°C，辊距设置在2. 5mm时出片，然后再经切粒机切粒；C3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出机挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒最高温度为180°C、螺杆转速控制在15转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为180°C、 模具两侧温度高于模具的中心温度10°C ； (4)将步骤C3)得到的成型料投入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材三辊冷却压延机的辊筒温度控制在下辊筒温度为^°C、中辊筒温度为65°C、上滚筒的温度为60°C ； (5)自然冷却， 裁边。实施例2 一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，是由下列重量份数的原料制成氯含量为35%的氯化聚乙烯100份，高岭土 10份，邻苯二甲酸二辛脂20份，环氧大豆油5份，聚乙烯蜡3份，酚类抗氧剂0. 6份，热稳定剂4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收剂 (UV-327) 0. 5份；所述的酚类抗氧剂由重量比为35 %的酚类主抗氧剂1076和65 %的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60%的三盐基硫酸铅和40%复合热稳定剂制成；制备一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水产品的方法，包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下充分搅拌均勻；( 造粒把搅拌均勻的混合料投入密闭式炼塑机，密闭式炼塑机的温度控制在50°C，密炼10分钟后出料，直接进入双辊开炼机，双辊机的辊筒温度控制在75°C，辊距设置在3mm时出片，然后再经切粒机切粒； (3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出机挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒最高温度为195°C、螺杆转速控制在20转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为195°C、模具两侧温度高于模具的中心温度10°C ； (4)将步骤C3)得到的成型料投入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材三辊冷却压延机的辊筒温度控制在下辊筒温度为60°C、中辊筒温度为70°C、上滚筒的温度为65°C ； (5)自然冷却，裁边。实施例3 一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，是由下列重量份数的原料制成氯含量为35%的氯化聚乙烯100份，白炭黑10份，邻苯二甲酸二辛脂15份，环氧大豆油5份，聚乙烯蜡4份，酚类抗氧剂0. 6份，热稳定剂4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收剂 (UV-327)0.5份；所述的酚类抗氧剂由重量比为35%的酚类主抗氧剂1076和65%的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60%的三盐基硫酸铅和40%复合热稳定剂制成；制备一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水产品的方法，包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下充分搅拌均勻；( 造粒把搅拌均勻的混合料投入密闭式炼塑机，密闭式炼塑机的温度控制在60°C，密炼10分钟后出料，直接进入双辊开炼机，双辊机的辊筒温度控制在75°C，辊距设置在2. 5mm时出片，然后再经切粒机切粒；C3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出机挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒最高温度为195°C、螺杆转速控制在20转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为195°C、 模具两侧温度高于模具的中心温度10°C ； (4)将步骤C3)得到的成型料投入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材三辊冷却压延机的辊筒温度控制在下辊筒温度为65°C、中辊筒温度为80°C、上滚筒的温度为70°C ； (5)自然冷却， 裁边。实施例4 一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，是由下列重量份数的原料制成氯含量为35%的氯化聚乙烯100份，活性碳酸钙10份，高岭土 5份，邻苯二甲酸二辛脂20份，聚乙烯蜡3份，酚类抗氧剂0. 6份，热稳定剂4份，硬脂酸0. 5份，紫外吸收剂 (UV-327) 0. 5份；所述的酚类抗氧剂由重量比为35 %的酚类主抗氧剂1076和65 %的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60%的三盐基硫酸铅和40%复合热稳定剂制成；制备一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水产品的方法，包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下充分搅拌均勻；( 造粒把搅拌均勻的混合料投入密闭式炼塑机，密闭式炼塑机的温度控制在60°C，密炼10分钟后出料，直接进入双辊开炼机，双辊机的辊筒温度控制在85°C，辊距设置在3. 5mm时出片，然后再经切粒机切粒；C3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出机挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒最高温度为165°C、螺杆转速控制在15转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为165°C、 模具两侧温度高于模具的中心温度10°C ； (4)将步骤C3)得到的成型料投入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材三辊冷却压延机的辊筒温度控制在下辊筒温度为65°C、中辊筒温度为85°C、上滚筒的温度为70°C ； (5)自然冷却， 裁边。
权利要求
1.一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材是由下列重量份数的原料制成氯化聚乙烯90-120份，填充增强剂2-30份，软化增塑剂10-45份，酚类抗氧剂0. 1-2 份，热稳定剂3-10份，光稳定剂0. 4-1. 5份，润滑剂3-8份，其他助剂0. 5-3份；所述的氯化聚乙烯中氯含量为25-45wt%;所述的酚类抗氧剂由重量比为35%的酚类主抗氧剂1076和 65 %的辅助抗氧剂DSTDP制成；所述的热稳定剂由60 %的三盐基硫酸铅和40 %复合热稳定剂制成。
2.根据权利要求书1所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材， 其特征是所述的氯化聚乙烯中氯含量为25-45wt%。
3.根据权利要求书1所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材， 其特征是所述的填充增强剂为白炭黑、高岭土或活性碳酸钙或滑石粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，其特征是所述的软化增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、多元醇酯或环氧大豆油中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，其特征是所述的润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙或聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1或2所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，其特征是所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-327或UV-531。
7.根据权利要求1或2所述的一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材，其特征是所述的其他助剂为加工改性剂ACR-201或ACR-301。
8.一种制备权利要求1-7任意一项所述的可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水产品的方法，其特征是包括以下步骤(1)配料将各种原料按比例混合，常温下搅拌均勻；(2)造粒把搅拌均勻的混合料投入到密闭式炼塑机中进行混炼，混炼室温控制在 40-80°C，混炼时间为5-10min后出料；混合料直接送入双辊开炼机翻炼，辊温控制在50-90°C，辊距5-7mm ；翻炼均勻后，薄通，辊温控制在50-90°C，辊距0. 5-lmm ；出片，辊温控制在50-90°C，辊距5-7mm ；料片冷却；料片送入切粒机造粒；(3)将步骤( 得到的粒料投入单螺杆挤出并经模具成型单螺杆挤出机的机筒的最高温度为160-200°C、螺杆转速控制在15-40转/分钟、单螺杆挤出机模具的中心温度为 160-200°C、模具两侧温度高于模具中心温度5-15°C ；(4)物料经过单螺杆挤出机模头挤出后，直接进入三辊冷却压延机压出N类无复合层防水卷材或L类双面复合无纺布型防水卷材；三辊冷却压延机的辊筒温度控制在中辊温度为45-75°C、下辊辊筒温度为50-70°C、上辊辊温温度60_85°C ；(5)自然冷却、裁边。
全文摘要
本发明涉及一种防水材料，具体为一种可以替代喷涂聚脲防水涂料的宽幅的新型防水卷材及其制备方法，解决现有的喷涂聚脲防水涂料施工以及配方成本高等问题，由氯化聚乙烯、填充增强剂、软化增塑剂、酚类抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂和润滑剂制成，将各种原料混合，搅拌；依次采用炼塑机、开炼机和切粒机造粒；将粒料投入单螺杆挤出机并经模具成型；将成型料投入三辊冷却压延机辊压出防水卷材。既拥有橡胶型防水卷材的柔软度和较高的伸长率、回弹性，又保持了塑料型防水卷材的高的拉伸强度，超过了喷涂聚脲防水涂料的施工使用标准，而且生产成本低，具有很好的应用前景。
文档编号C08K3/26GK102153819SQ201110038479
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者修磊, 刘永建, 牛斌, 王保良, 王浩, 胡所亭, 葛凯, 马林, 马美琴, 魏峰, 鲍新艳 申请人:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所, 衡水新陆交通器材有限公司