一种耐老化氯化聚乙烯防水卷材的制作方法

本发明涉及一种耐老化氯化聚乙烯防水卷材，属于防水卷材。

背景技术：

1、氯化聚乙烯防水卷材是目前建筑防水行业最常见的材料之一，其性能好坏直接影响施工建筑的质量和安全。对于氯化聚乙烯防水卷材来说，材料的耐老化性是检验材料的核心指标，也是决定氯化聚乙烯防水卷材长久使用的关键性能参数。目前如何在配方和生产工艺两方面来提高氯化聚乙烯防水卷材的耐老化性能，成为防水卷材行业的研究重点。

2、中国专利cn102604240a公开了一种复合型氯化聚乙烯防水卷材及制备方法，解决了现在喷涂聚脲防水涂料施工使用过程中存在的问题，采用的技术方案是，以上复合型氯化聚乙烯防水卷材的配方中各组成成分及其重量份数比分别是：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；以上所述的酚类抗氧剂由重量比分别为30~40%的抗氧剂1076及60~70%的抗氧剂dstdp混配而成；以上所述的其他助剂为加工改性剂acr-201或acr-301。该专利通过加入大量的光稳定剂、酚类抗氧剂以及热稳定剂来提高氯化聚乙烯防水卷材的耐光热老化性能，上述这些助剂都是有机小分子化合物，在氯化聚乙烯防水卷材的长久使用过程中，会逐渐析出，进而会造成氯化聚乙烯防水卷材耐老化性能的衰减，严重降低使用寿命，另外，加如此多的有机小分子助剂，会严重影响防水卷材的力学性能。

3、中国专利cn109233120a公开了一种氯化聚乙烯防水卷材及其制备方法，该制备方法包括：1）将蛭石进行煅烧以得到膨胀蛭石；2）将膨胀蛭石、无机酸、c1-c4的醇、钛酸四丁酯、铜盐、锌盐进行超声震荡，接着加入水进行混合，最后静置陈化、烘焙以制得添加剂；3）氯化聚乙烯、丁苯橡胶、硫化、氧化镁、硬脂酸、促进剂cz、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、所述添加剂按照50:40~50:2~3:2~3:0.5~1:0.2~0.8:2~3:15~22:8~12的重量比混炼、挤出成型以制得所述氯化聚乙烯防水卷材。该专利制备的氯化聚乙烯防水卷材耐光老化性能稍好一些，但耐热老化性能很差，再者膨胀蛭石为无机物，难以在氯化聚乙烯得到较好分散，所以该专利得到的防水卷材力学性能较差。

4、从以上论述可以看出，氯化聚乙烯防水卷材仍存在耐光、热老化性能差的问题，难以得到耐光、热老化性能好，同时又具备优异力学性能的氯化聚乙烯防水卷材。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种耐老化氯化聚乙烯防水卷材，实现以下发明目的：制备出耐光、热老化性能好，力学性能高的氯化聚乙烯防水卷材。

2、为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种耐老化氯化聚乙烯防水卷材，所述耐老化氯化聚乙烯防水卷材的基材为氯化聚乙烯，其氯含量为28~36wt%，耐光、热老化的功能性添加物为改性水滑石、改性海泡石、端氨基超支化聚酰胺和氯醚树脂；

4、所述耐老化氯化聚乙烯防水卷材，其制备方法包括改性水滑石的制备、改性海泡石的制备、密炼、螺杆挤出、压光修整5个步骤；

5、以下是对上述技术方案的进一步改进：

6、步骤1、改性水滑石的制备

7、将聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、乙醇、去离子水、水滑石加入反应釜中，控制搅拌速率2000~3500转/分下，升温至40~60℃，搅拌分散2~5小时后，以0.5~3克/分钟的速度滴加乙烯基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，继续维持上述温度和搅拌速率，继续搅拌反应1~4小时后，过滤，滤出物用无水乙醇洗涤3~5次后，在70~90℃下干燥1~3小时后得到改性水滑石；

8、所述水滑石的粒径为30~500nm；

9、所述聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、乙醇、去离子水、水滑石的质量比为4~9:40~85:6~13:25~50；

10、所述乙烯基三乙氧基硅烷的加入量为水滑石质量的1~2.5%。

11、步骤2、改性海泡石的制备

12、将海泡石在130~160℃下干燥2~3.5小时后，把干燥后的海泡石、甲苯加入反应釜中，以3000~5000转/分的速率搅拌分散2~5小时后，升温至50~80℃后，以0.3~3克/分钟的速度滴加双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，滴加完成后，降低搅拌速率至800~1300转/分，继续恒温反应1~3小时后，降至室温，出料，过滤，滤出物用无水乙醇洗涤2~4次后，于50~65℃下干燥1~2.5小时后，得到改性海泡石；

13、所述海泡石的粒径为80~1000nm；

14、所述海泡石、甲苯、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物投料的质量比为35~55:120~150:5~10。

15、步骤3、密炼

16、将氯化聚乙烯、改性水滑石、改性海泡石、氯醚树脂、端氨基超支化聚酰胺、氯化石蜡，投入密炼机，控制温度130~165℃，转速60~85转/分条件下密炼25~40分钟，然后冷却至室温后出料，控制物料在室温下，剪切破碎成5~20目颗粒，即为混合胶料；

17、所述氯化聚乙烯的氯含量为28~36wt%；

18、所述氯醚树脂的氯含量为42~46wt%；

19、所述端氨基超支化聚酰胺的端氨基数为9~13mol/mol，分子量为900~1800g/mol；

20、所述氯化聚乙烯、改性水滑石、改性海泡石、氯醚树脂、端氨基超支化聚酰胺、氯化石蜡的投料质量比为100~140:15~25:18~35:3~8:2~6:9~19。

21、步骤4、螺杆挤出

22、将混合胶料投入双螺杆挤出机中，控制喂料速度10~25kg/h，螺杆转速15~25转/分，熔体压力为8~13mpa，加料段温度90~100℃，混料段120~160℃，熔融段170~190℃，机头温度190~210℃，熔体出双螺杆挤出机后进入平头模具成型，控制平头模具温度190~200℃，经收卷机收卷后得到粗品卷材。

23、步骤5、压光修整

24、将粗品卷材经收卷机放卷后进入三辊压光机，设定三辊压光机上辊的温度为80~95℃，中辊的温度为75~85℃，下辊的温度为65~75℃，压光修整后冷却至室温，得到两面光滑平整的耐老化氯化聚乙烯防水卷材。

25、与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

26、1、本发明用聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯为分散剂，将水滑石充分分散后，用乙烯基三乙氧基硅烷对水滑石做了表面改性，降低水滑石的亲水性，提高了表面疏水性能，增加了水滑石和氯化聚乙烯的相容性，保证密炼步骤中水滑石能够在氯化聚乙烯基体中得到均匀分散，这样可以使水滑石的红外吸收性能和抗紫外性能在氯化聚乙烯基体内得到最大限度的发挥，高效率的提升氯化聚乙烯防水卷材的耐光老化性能，同时水滑石也具备非常优异的耐高温性能，均匀分散在氯化聚乙烯基体内的水滑石也可以大幅度提高氯化聚乙烯防水卷材的耐热老化性能；

27、2、本发明用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物对海泡石做了表面改性，赋予海泡石表面较好的疏水性，促进了海泡石在氯化聚乙烯中的分散均匀程度，海泡石本身具备很优异的耐高温性能和耐光老化性能，掺杂海泡石的氯化聚乙烯在耐光热老化性能方面会得到显著提升，另外双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和氯化聚乙烯会发生一定的硫化交联反应，这会进一步促进氯化聚乙烯的力学性能和耐光热老化性能，而且海泡石表面负载的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物与氯化聚乙烯反应后，海泡石以化学交联的形式与氯化聚乙烯基体键合在一起，这种化学键合的方式能够最大程度上提升海泡石对氯化聚乙烯防水卷材的增强增韧作用和耐光热老化作用；

28、3、本发明在密炼步骤中向氯化聚乙烯基体内添加的氯醚树脂和端氨基超支化聚酰胺两种物质能够显著提高氯化聚乙烯的耐光热老化性能，氯醚树脂含有柔韧性和耐候性特别好的醚键，而且氯醚树脂由氯乙烯和乙烯基异丁基醚共聚得到，其分子链上的氯原子排列规整且有相当大程度的对称性，电荷饱和性强，氯原子不易从碳链上脱落下来，故氯醚树脂具有非常优异的耐光、热老化性能，氯醚树脂的分子量一般不是太高，流动性较好，加入氯醚树脂能够提高氯化聚乙烯的流动性，改善氯化聚乙烯的加工性能，故氯醚树脂的掺入，能够显著提升氯化聚乙烯的耐光热老化性能；端氨基超支化聚酰胺含有大量端氨基，氯化聚乙烯的光热老化，会产生一定的酸性物质，端氨基超支化聚酰胺呈弱碱性，能够中和这些酸性物质，维持氯化聚乙烯防水卷材的ph值在适度的范围内，延缓酸性物质对氯化聚乙烯老化反应的加速作用，最终起到提高氯化聚乙烯耐光热老化性能的作用；

29、4、本发明得到的耐老化氯化聚乙烯防水卷材，按《gb12953-2003氯化聚乙烯防水卷材》测试拉伸强度、断裂伸长率以及耐光、热老化性能，拉伸强度13.7~14.5mpa，断裂伸长率604~623%，耐光老化（累计照射能量2000mj/m2）拉伸强度保持率94~96%、断裂伸长率保持率90~93%，耐热老化（80℃×168小时）拉伸强度保持率90~95%、断裂伸长率保持率92~95%。