CN107556650A - 一种环保型聚氯乙烯防水卷材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括聚氯乙烯树脂粉100份、CM为5‑10份、粉末丁腈橡胶15‑45份、硅烷偶联剂0.5‑2份、环保增塑剂40‑65份、聚氯乙烯热稳定剂5‑10份。所述环保增塑剂为柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、新型植物基环保增塑剂ID37、乙酰柠檬酸三正丁酯中的任意一种或多种。本发明采用CM与NBR弹性材料对聚氯乙烯的弹性进行改性，采用环保增塑剂对聚氯乙烯的弹性进行改性，制备得到环保的低毒聚氯乙烯材料。

Description

一种环保型聚氯乙烯防水卷材

技术领域

本发明属于防水卷材技术领域，具体涉及一种环保型聚氯乙烯防水卷材。

背景技术

随着国内经济的发展，建筑行业迅速发展，建筑防水在建筑设计中占有十分重要的地位，防水工程是建筑物的一个重要分部工程，层面防水技术是保证建筑工程结构免受水蚀，内部空间不受水害的一门科学技术。层面防水的关键在于防水材料的质量，目前，人们对建筑防水材料质量的重视已由偏重经济造价转变为偏重环保。

我国新型建筑防水卷材的主要种类有：沥青卷材、高聚物改性沥青基防水卷材和高分子卷材，其中高分子卷材又分为橡胶卷材和塑料卷材，主要包括三元乙丙橡胶、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯- 橡胶共混物、橡塑共混，再生胶、聚乙烯丙纶等。这些卷材中，聚氯乙烯防水卷材是较为实用和经济的材料，在防水卷材中占有较大比重。

现有的聚氯乙烯防水卷材中大多含有DOP增塑剂，研究表明DOP具有毒性且易产生挥发、迁移，DOP会引发人体中毒甚至诱发癌症；欧盟国家已经强烈限制DOP的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括聚氯乙烯树脂粉100份、CM为5-10份、粉末丁腈橡胶15-45份、硅烷偶联剂0.5-2份、环保增塑剂40-65份、聚氯乙烯热稳定剂5-10份；本发明采用CM与丁腈橡胶弹性材料对聚氯乙烯的弹性进行改性，采用环保增塑剂对聚氯乙烯的弹性进行改性，制备得到环保的低毒聚氯乙烯材料。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括以下成分：聚氯乙烯树脂粉：100份；CM：5-25份；粉末丁腈橡胶：15-45份；硅烷偶联剂：0.5-2份；环保增塑剂：40-65份；聚氯乙烯热稳定剂：5-10份。

氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯经氯化合成的一种新型弹性体材料，根据其含氯量、残余结晶度以及其他技术指标，氯化聚乙烯可以分为橡胶型氯化聚乙烯CM和树脂型氯化聚乙烯CPE两大类，当氯质量分数在30%-40%时就会表现出弹性体的性能。这是由于CM大分子链上含有数量很大的无规排列的氯原子，分子的规整度低，大分子柔性增加，导致CM呈现橡胶的特性。

所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品，是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。所述丁腈橡胶中丙烯腈含量越多，耐油性越好，但耐寒性则相应下降。

橡胶增韧硬质PVC的主要增韧机理是银纹-剪切带理论，在PVC/NBR的复合材料中，NBR颗粒和PVC连续相形成“海-岛”结构，在冲击断裂过程中，NBR颗粒成为材料的应力集中点，诱发产生银纹和剪切带，吸收能量。银纹的发展与分散颗粒间的PVC基体层厚度有关，PVC基体层厚度越小，越有利于银纹的传递和终止，并防止银纹发展成破坏性的裂纹，提高了冲击能量的消耗。有效提高PVC的韧性。

所述CM和NBR复配对PVC进行改性，所述NBR可以作为PVC与CM的相容剂，同时CM可以改性PVC的耐低温性能，所述NBR可以改善PVC的韧性、防水性。所述偶联剂的添加是为了改善PVC与CM的相容性，所述偶联剂一方面可以作为润滑剂进行使用，另一方面还可提高CM与PVC的相容性，还可以提高PVC与填料的相容性，使得填料均匀的分散在PVC基体中，制备得到性能均一的PVC防水管材。

所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的任意一种。所述偶联剂一般为多支链的大分子，可以改性CM与PVC的相容性。

所述偶联剂是一类具有不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物基团，与无机纳米材料的相容性好；另一个是亲有机物基团，与树脂相容性好。从而可以改善PVC与填料的相容性，使得填料均匀的分散在PVC基体中，制备得到性能均一的PVC防水管材。

所述环保增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂、新型植物基增塑剂、偏苯类增塑剂中的任意一种或多种。所述环保增塑剂有乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）、乙丑柠檬酸三辛酯（ATOC）柠檬酸酯类增塑剂，偏苯类增塑剂TOTM，对苯类增塑剂对苯二甲酸二辛酯（DOTP）和新型植物基增塑剂ID37。

所述乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）为无毒的液体，具有很好的低温柔软性；所述乙丑柠檬酸三辛酯（ATOC）为无色油状液体，挥发性低、低温性能好、无毒；所述对苯二甲酸二辛酯（DOTP）为无色油状液体，与有机溶剂和与树脂的相容性基本与DOP相似，但挥发损失较少，具有较好的耐寒、耐热、耐抽出、电绝缘性能。所述新型植物基环保增塑剂ID37由异山梨醇（由山梨醇脱水制得）和脂肪酸（植物基）进行酯化反应制备得到，所述新型植物基环保增塑剂ID37完全为生物基材料，无毒环保。

所述环保增塑剂为柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、新型植物基环保增塑剂ID37、乙酰柠檬酸三正丁酯中的任意一种或多种。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述环保增塑剂为柠檬酸三丁酯与对苯二甲酸二辛酯按照1:3-1:1.5的质量比复配而成。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述环保增塑剂为新型植物基环保增塑剂ID37与乙酰柠檬酸三正丁酯按照1:2-1:4的质量比复配而成。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800-2000。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述粉末丁腈橡胶为超细硫化粉末丁腈橡胶，且超细硫化粉末丁腈橡胶的丙烯腈含量为25%-35%。

超细全硫化粉末丁腈橡胶是指将丁腈橡胶乳液经辐射硫化和喷雾干燥后形成的粉末丁腈橡胶，超细全硫化粉末丁腈橡胶的粒径为50-200nm，且具有颗粒表面交联度大、内部交联度小的特点，可以提高PVC树脂的热稳定性、韧性和耐热性，同时可以改善填料碳酸钙均匀的分散在PVC基体中，制备得到性能均一的PVC防水管材。

本发明的有益效果：

（1）本发明采用CM与NBR复配对PVC进行改性，有效降低了增塑剂的用量，同时提高了PVC的韧性和耐低温的性能；

（2）本发明采用环保增塑剂，有效提高PVC防水卷材的环保性能，制备得到低毒甚至无毒的PVC防水卷材；

（3）本发明通过添加少量的硅烷偶联剂增加PVC复合体系的相容性，制备得到性能均一的PVC防水管材；

（4）本发明通过添加超细硫化粉末丁腈橡胶改性PVC树脂，有效提高PVC树脂的热稳定性、韧性和耐热性，同时可以改善填料碳酸钙均匀的分散在PVC基体中，制备得到性能均一的PVC防水管材。

附图说明

无。

具体实施方式

实施例1：

一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括以下成分：PVC树脂粉SG-3：100份；CM：10份；粉末丁腈橡胶：15份；硅烷偶联剂KH550：1份；新型植物基环保增塑剂ID37：48份；钙锌复合热稳定剂：7份；碳酸钙：30份；所述粉末丁腈橡胶的含丙烯腈30wt%。

将PVC与填料、钙锌复合热稳定剂高速搅拌均匀，然后在低温条件下的低速搅拌中加入新型植物基环保增塑剂ID37，搅拌均匀后加入CM和粉末NBR以及硅烷偶联剂KH550进行混合均匀；通过双螺杆挤出机造粒、三辊压光机中冷却定型、牵引至卷曲机进行卷曲后制备得到PVC防水卷材。

所述PVC防水材料的力学性能通过微机控制电子万能试验机（RG-5KN，深圳市瑞格尔仪器有限公司）进行测试；所述PVC防水材料的耐低温性能通过橡塑低温脆性试验仪（MZ-4068，江都市明珠实验机械厂）。

经过测试得到：制备得到的PVC防水管材的拉伸强度为：13.6MPa，断裂伸长率为：295%，高于GB12952-2011中聚氯乙烯防水材料对PVC防水材料拉伸强度≥10MPa和断裂伸长率≥200%的要求；所述PVC防水管材的低温脆化温度为-38.5℃；综合上述数据得出制备得到的PVC防水管材具有较好的力学强度和韧性，同时具有较好的耐低温性能。

本发明通过CM和NBR弹性材料改性PVC树脂材料，并利用硅烷偶联剂改善PVC复合材料的相容性，最终制备得到了具有较好的韧性和耐低温性能的PVC方式管材。

实施例2：

一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括以下成分：PVC树脂粉SG-5：100份；CM：10份；粉末丁腈橡胶：10份；硅烷偶联剂KH550：1份；新型植物基环保增塑剂ID37：55份；钙锌复合热稳定剂：7份；碳酸钙：30份；所述粉末丁腈橡胶的含丙烯腈30wt%。

将PVC与填料、钙锌复合热稳定剂高速搅拌均匀，然后在低温条件下的低速搅拌中加入新型植物基环保增塑剂ID37，搅拌均匀后加入CM和粉末NBR以及硅烷偶联剂KH550进行混合均匀；通过双螺杆挤出机造粒、三辊压光机中冷却定型、牵引至卷曲机进行卷曲后制备得到PVC防水卷材。

所述PVC防水材料的性能测试方法同实施例1，故不再赘述。

经过测试得到：制备得到的PVC防水管材的拉伸强度为：12.3MPa，断裂伸长率为：312%，高于GB12952-2011中聚氯乙烯防水材料对PVC防水材料拉伸强度≥10MPa和断裂伸长率≥200%的要求；所述PVC防水管材的低温脆化温度为-32.7℃；综合上述数据得出制备得到的PVC防水管材具有较好的力学强度和韧性，同时具有较好的耐低温性能。

本发明通过CM和NBR弹性材料改性PVC树脂材料，并利用硅烷偶联剂改善PVC复合材料的相容性，最终制备得到了具有较好的韧性和耐低温性能的PVC方式管材。

实施例3：

一种环保型聚氯乙烯防水卷材，按照质量份计算主要包括以下成分：PVC树脂粉SG-3：100份；CM：10份；超细硫化粉末丁腈橡胶：20份；硅烷偶联剂KH550：1份；新型植物基环保增塑剂ID37与乙酰柠檬酸三正丁酯按照1:2.5的质量配比：50份；钙锌复合热稳定剂：7份；碳酸钙：30份；所述粉末丁腈橡胶的含丙烯腈26wt%。

将PVC与填料、钙锌复合热稳定剂高速搅拌均匀，然后在低温条件下的低速搅拌中加入新型植物基环保增塑剂ID37和乙酰柠檬酸三正丁酯，搅拌均匀后加入CM和粉末NBR以及硅烷偶联剂KH550进行混合均匀；通过双螺杆挤出机造粒、三辊压光机中冷却定型、牵引至卷曲机进行卷曲后制备得到PVC防水卷材。

所述PVC防水材料的力学性能通过微机控制电子万能试验机（RG-5KN，深圳市瑞格尔仪器有限公司）进行测试；所述PVC防水材料的耐低温性能通过橡塑低温脆性试验仪（MZ-4068，江都市明珠实验机械厂）。

经过测试得到：制备得到的PVC防水管材的拉伸强度为：14.2MPa，断裂伸长率为：287.3%，高于GB12952-2011中聚氯乙烯防水材料对PVC防水材料拉伸强度≥10MPa和断裂伸长率≥200%的要求；所述PVC防水管材的低温脆化温度为-23.5℃；综合上述数据得出制备得到的PVC防水管材具有较好的力学强度和韧性，同时具有较好的耐低温性能。

超细全硫化粉末丁腈橡胶是指将丁腈橡胶乳液经辐射硫化和喷雾干燥后形成的粉末丁腈橡胶，超细全硫化粉末丁腈橡胶的粒径为50-200nm，且具有颗粒表面交联度大、内部交联度小的特点，可以提高PVC树脂的热稳定性、韧性和耐热性，同时可以改善填料碳酸钙均匀的分散在PVC基体中，制备得到性能均一的PVC防水管材。本发明通过CM和超细全硫化NBR弹性材料改性PVC树脂材料，并利用硅烷偶联剂改善PVC复合材料的相容性，最终制备得到了具有较好的韧性和耐低温性能的PVC方式管材。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，按照质量份计算主要包括以下成分：

聚氯乙烯树脂粉：100份；

CM：5-25份；

粉末丁腈橡胶：15-45份；

硅烷偶联剂：0.5-2份；

环保增塑剂：40-65份；

聚氯乙烯热稳定剂：5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述环保增塑剂为柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、新型植物基环保增塑剂ID37、乙酰柠檬酸三正丁酯中的任意一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述环保增塑剂为柠檬酸三丁酯与对苯二甲酸二辛酯按照1:3-1:1.5的质量比复配而成。

5.根据权利要求3所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述环保增塑剂为新型植物基环保增塑剂ID37与乙酰柠檬酸三正丁酯按照1:2-1:4的质量比复配而成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述聚氯乙烯树脂的聚合度为800-2000。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种环保型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于，所述粉末丁腈橡胶为超细硫化粉末丁腈橡胶，且超细硫化粉末丁腈橡胶的丙烯腈含量为25%-35%。