CN114181446A - 一种高分子防水片材及其制备方法和一种高分子防水卷材 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及防水卷材技术领域，具体公开了一种高分子防水片材及其制备方法和一种高分子防水卷材。高分子防水片材包括高密度聚乙烯、热塑性塑料、热塑性弹性体、偶联剂、相容剂、抗老化剂、阻燃剂、填料、白油、含酚羟基的聚合物。所述制备方法包括步骤：(1)先将偶联剂和填料混合均匀，再加入含酚羟基的聚合物并混合均匀，最后加入相容剂、抗老化剂、阻燃剂、白油并混合均匀，得到粉料；(2)将高密度聚乙烯、热塑性塑料、热塑性弹性体混合均匀，得到粒料；(3)粉料和粒料经过共混挤塑、冷却定型，得到所述高分子防水片材。高分子防水卷材包括上述高分子防水片材。本申请在保证高分子防水片材的柔韧性的前提下，提高了高分子防水片材刚性。

Description

一种高分子防水片材及其制备方法和一种高分子防水卷材
技术领域
本申请涉及防水卷材技术领域，更具体而言，其涉及一种高分子防水片材及其制备方法和一种高分子防水卷材。
背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)是最常见的聚乙烯之一，具有结晶度高、非极性等特点，应用非常广泛。近年来，随着高分子自粘胶膜防水卷材的发展，以HDPE为主体材料的自粘胶膜防水卷材快速发展起来。高分子自粘胶膜防水卷材大部分是以HDPE为主体材料，在其表面涂盖一定厚度的自粘反应层，并覆以隔离膜制成的防水卷材。但是，HDPE刚性大、抗冲击性能差，单一的HDPE材料很难满足实际应用中对建筑防水卷材的性能要求，因此需要对其进行增韧改性。
聚合物增韧的最主要方法是在其中加入弹性体，将其制备成聚合物/弹性体或聚合物/弹性体/填料多相复合材料。但是，通常作为增韧剂的弹性体多为低模量、低强度的材料，其大量加入会导致材料的刚性下降。
发明内容
为了在保证高分子防水片材的柔韧性的前提下，提高高分子防水片材刚性，本申请提供一种高分子防水片材及其制备方法和一种高分子防水卷材。
第一方面，本申请提供的一种高分子防水片材，采用如下技术方案：
一种高分子防水片材，包括以重量份数计的以下原料：高密度聚乙烯30～70份、热塑性塑料10～20份、热塑性弹性体10～20份、偶联剂0.01～0.5份、相容剂1～5份、抗老化剂0.01～0.5份、阻燃剂1～5份、填料5～10份、白油0～10份含酚羟基的聚合物5～10份；
其中，所述含酚羟基的聚合物是在酸性催化剂下腰果酚、对苯二酚和甲醛发生聚合反应而得到；以重量分数计，腰果酚7～9份、对苯二酚1～3份、甲醛2～4份、酸性催化剂0.01～0.1份。
可选的，所述热塑性塑料选自低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物。
可选的，所述热塑性弹性体为聚乙烯辛烯共弹性体。聚乙烯辛烯共弹性体是茂金属聚烯烃，弹性好，能够增加高密度聚乙烯的柔韧性，保证高分子防水片材在成型加工过程中疏水凹槽的成型。
可选的，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂。优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
可选的，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯蜡、高密度氧化聚乙烯蜡和AClyn低相对分子质量离聚物。
可选的，所述抗老化剂选自抗氧化剂(例如：抗氧化剂B215)和光稳定剂。优选的，所述抗老化剂为抗氧化剂，例如：抗氧化剂B215。
可选的，所述阻燃剂选自无机阻燃剂和有机阻燃剂。
可选的，所述填料选自滑石粉和轻钙。优选的，所述填料为滑石粉，例如：600～1000目的滑石粉。
可选的，所述酸性催化剂选自草酸、盐酸和硫酸。优选的，所述酸性催化剂为草酸。
可选的，所述聚合反应的反应温度为90～100℃。优选的，所述聚合反应的反应温度为95℃。
可选的，所述含酚羟基的聚合物的重均分子量为5000～10000。优选的，所述含酚羟基的聚合物的重均分子量为6000～9000。进一步优选的，所述含酚羟基的聚合物的重均分子量为7500～8000。
可选的，使用蒸馏水将所述甲醛配制成的重量百分比浓度为30～50wt％的甲醛水溶液，例如：重量百分比浓度为40％甲醛水溶液。
可选的，所述高分子防水片材可以为等厚度的平面片材，或者所述高分子防水片材上设置有若干沿其宽度方向设置有的疏水凹槽。
可选的，所述高分子防水片材的厚度为0.8～1.8mm。
第二方面，本申请提供的一种高分子防水片材的制备方法，采用如下技术方案：
一种高分子防水片材的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将偶联剂和填料混合均匀，再加入含酚羟基的聚合物并混合均匀，最后加入相容剂、抗老化剂、阻燃剂、白油并混合均匀，得到粉料；
(2)将高密度聚乙烯、热塑性塑料、热塑性弹性体混合均匀，得到粒料；
(3)粉料和粒料经过共混挤塑、冷却定型，得到所述高分子防水片材。
第三方面，本申请提供的一种高分子防水卷材，采用如下技术方案：
一种高分子防水卷材，包括上述高分子防水片材。
可选的，所述高分子防水卷材还包括粘接层和隔离层。
可选的，所述粘接层的厚度为0.25～0.50mm。
可选的，所述粘接层的材料可以为粘合树脂，例如：粘合树脂KT-YH1。
可选的，所述隔离层可以为离型膜或者砂砾层。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
第一、由于本申请采用热塑性塑料(低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物)来改善高密度聚乙烯的柔韧性，保证高分子防水片材的成型加工。
第二、本申请通过加入本申请提供的含酚羟基的聚合物能够提高高分子防水片材的刚性，并且进一步改善高分子防水片材的柔性性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
含酚羟基的聚合物的制备例
制备例1～3和制备对比例1～4
表1制备例1～3和制备对比例1～4的含酚羟基的聚合物的配料表
Figure BDA0003467199160000031
制备例1～3和制备对比例1～4的含酚羟基的聚合物的具体制备方法，包括如下步骤：首先，在搅拌条件下向反应釜中加入腰果酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚和草酸，之后加热升温至95℃；然后在1小时内滴加完毕重量百分比浓度为40％的甲醛水溶液，滴加完毕后继续保温反应，直至含酚羟基的聚合物的重均分子量达到7500后停止加热并降温至室温，之后使用50～60℃的蒸馏水500mL浸洗30分钟，重复浸洗10次，干燥，得到腰果酚基聚合物。
高分子防水片材的实施例
本申请在制备高分子防水片材中的原料来源，如表2所示。
表2原料来源
Figure BDA0003467199160000032
Figure BDA0003467199160000041
其中，高密度聚乙烯5000S的密度为0.948～0.954g/cm3、熔融指数MI@190℃2.16kg为0.9g/10min；
低密度聚乙烯2420F的密度为0.923g/cm3、熔融指数MI@190℃2.16kg为0.8g/10min；
超低密度聚乙烯的密度为0.900g/cm3、熔融指数MI@190℃2.16kg为0.7g/10min；
乙烯-乙酸乙烯共聚物6110M的熔融指数MI@190℃2.16kg为5.6～6.4g/10min、醋酸乙烯酯含量25.6～28.4wt％；
聚乙烯辛烯共弹性体8480的密度为0.860g/cm3、熔融指数MI@190℃2.16kg为1.2g/10min。
本申请的高分子防水片材可以为等厚度的平面片材，或者所述高分子防水片材上设置有若干沿其宽度方向设置有的疏水凹槽。下述实施例以高分子防水片材可以为等厚度的平面片材为例介绍。
高分子防水片材的制备
高分子防水片材的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)先将偶联剂和填料混合均匀，再加入含酚羟基的聚合物并混合均匀，最后加入相容剂、抗老化剂、阻燃剂、白油并混合均匀，加热，得到105～110℃的粉料；
(2)将高密度聚乙烯、热塑性塑料、热塑性弹性体混合均匀，加热，得到105～110℃的粒料；
(3)105～110℃的粉料和105～110℃的粒料经过共混挤塑(单螺杆挤出机，设定挤出温度为190℃、设定转速为200rpm)、冷却定型，得到厚度为1mm的高分子防水片材。
高分子防水片材的性能检测试验
拉伸性能：根据GB/T328.9—2007《建筑防水卷材试验方法第9部分：高分子防水片材拉伸性能》中的方法A检测。
耐热性：根据GB/T328.11-2007《建筑防水卷材试验方法第11部分：沥青防水卷材耐热性》中的方法B检测。
低温弯折性：根据GB/T328.15-2007《建筑防水卷材试验方法第15部分：沥青防水卷材低温弯折性》检测。
撕裂性能：根据GB/T328.18-2007《建筑防水卷材试验方法第19部分：沥青防水卷材撕裂性能(钉杆法)》检测。
硬度：根据GB/T 2411—2008《塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)》检测。
实施例1～5和对比例1
实施例1～5和对比例1高分子防水片材的配料表如表3所示，实施例1～5和对比例1高分子防水片材的性能检测结果如表4所示。
表3实施例1～5和对比例1高分子防水片材的配料表
Figure BDA0003467199160000051
表4实施例1～5和对比例1高分子防水片材的性能检测结果
Figure BDA0003467199160000052
从表4可以看出，本申请通过添加热塑性塑料和热塑性弹性体，可以提高高分子防水片材的拉伸性能、低温弯折性和抗撕裂性能，同时降低了高分子防水片材的硬度。
这是由于热塑性塑料(低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物)和热塑性弹性体(聚乙烯辛烯共弹性体)的结晶度低，改善高分子防水片材的柔韧性，从而保证高分子防水片材的成型加工；但是，降低高分子防水片材的硬度。
实施例6～10和对比例4～7
实施例6～10和对比例4～7：与实施例2相比，实施例6～10和对比例4～7的区别仅在于还加入了含酚羟基的聚合物。其中，实施例6～10和对比例4～7高分子防水片材中含酚羟基的聚合物的来源和用量如表5所示，实施例6～10和对比例4～7高分子防水片材的性能检测结果如表6所示。
表5实施例6～10和对比例4～7高分子防水片材中含酚羟基的聚合物的来源和用量
含酚羟基的聚合物 来源 用量
实施例6 制备例1 8kg
实施例7 制备例2 5kg
实施例8 制备例2 8kg
实施例9 制备例2 10kg
实施例10 制备例3 8kg
对比例4 制备对比例1 8kg
对比例5 制备对比例2 8kg
对比例6 制备对比例3 8kg
对比例7 制备对比例4 8kg
表6实施例6～10和对比例4～7高分子防水片材的性能检测结果
Figure BDA0003467199160000061
从表4和表6可以看出，本申请通过加入本申请提供的含酚羟基的聚合物能够进一步提高高分子防水片材的拉伸性能、抗撕裂性能和硬度。这是由于本申请提供的含酚羟基的聚合物不仅可以通过其含有的碳碳双键和酚羟基与钛酸酯偶联剂发生偶联反应，而且腰果酚的烷基长链穿插于高分子防水片材中，防止含酚羟基的聚合物在高分子防水片材中发生迁移；含酚羟基的聚合物中含有的烷基长链可以进一步提高高分子防水片材的拉伸性能和撕裂性能；含酚羟基的聚合物中含有的苯环能够提高高分子防水片材的硬度，从而保证高分子防水片材在使用过程中的变形问题。
通过比较实施例8和对比例4～5可知，实施例8的拉伸性能、撕裂性能和硬度明显优于对比例4～5，由此可知，含酚羟基的聚合物中的腰果酚和对苯二酚的协同配合，提高了高分子防水片材的拉伸性能、撕裂性能和硬度。
通过比较实施例8和对比例6～7可知，实施例8的拉伸性能、撕裂性能和硬度明显优于对比例6～7，由此可知，含酚羟基的聚合物中邻苯二酚和间苯二酚的存在降低了高分子防水片材的拉伸性能、撕裂性能和硬度等性能。这可能是由于邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚存在不同的活性位点，可以影响含酚羟基的聚合物在高分子防水片材中所形成的网络结构，进而影响高分子防水片材的拉伸性能、撕裂性能和硬度等性能。
鉴于以上分析，在本申请的高分子防水片材上设置有若干沿其宽度方向设置有的疏水凹槽，本申请的高分子防水片材同样具有优异的柔韧性和刚性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高分子防水片材，其特征在于，所述高分子防水片材包括以重量份数计的以下原料：高密度聚乙烯30～70份、热塑性塑料10～20份、热塑性弹性体10～20份、偶联剂0.01～0.5份、相容剂1～5份、抗老化剂0.01～0.5份、阻燃剂1～5份、填料5～10份、白油0～10份、含酚羟基的聚合物5～10份；
其中，所述含酚羟基的聚合物是在酸性催化剂下腰果酚、对苯二酚和甲醛发生聚合反应而得到；以重量分数计，腰果酚7~9份、对苯二酚1~3份、甲醛2~4份、酸性催化剂0.01~0.1份。
2.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述热塑性塑料选自低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述热塑性弹性体为聚乙烯辛烯共弹性体。
4.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚乙烯蜡、高密度氧化聚乙烯蜡和AClyn低相对分子质量离聚物。
6.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述酸性催化剂选自草酸、盐酸和硫酸。
7.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述聚合反应的反应温度为90~100℃。
8.根据权利要求1所述的高分子防水片材，其特征在于，所述含酚羟基的聚合物的重均分子量为5000～10000。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的高分子防水片材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将偶联剂和填料混合均匀，再加入含酚羟基的聚合物并混合均匀，最后加入相容剂、抗老化剂、阻燃剂、白油并混合均匀，得到粉料；
(2)将高密度聚乙烯、热塑性塑料、热塑性弹性体混合均匀，得到粒料；
(3)粉料和粒料经过共混挤塑、冷却定型，得到所述高分子防水片材。
10.一种高分子防水卷材，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的高分子防水片材。
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