一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物的制作方法
【專利摘要】一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，屬于高分子材料產(chǎn)品與加工領(lǐng)域。其特征在于：本發(fā)明以100總質(zhì)量份的聚偏氯乙烯樹脂和平均聚合度為1300~1800的聚氯乙烯樹脂為主原料，并以此量為基礎(chǔ)添加增塑劑TOTM40~60份、熱穩(wěn)定劑1~6份、輔助穩(wěn)定劑環(huán)氧大豆油1~3份、潤滑劑0.5~1.5份、填充劑3~8份、氯化聚乙烯樹脂5~10份、抗氧劑1010和DSTDP的復(fù)合抗氧劑0.5~0.8份。本發(fā)明采用較高分子量聚氯乙烯為基礎(chǔ)樹脂，并摻加適量的高阻隔性樹脂聚偏氯乙烯（PDVC），消除了添加液體助劑對滲透性的不利影響，提高了材料的防滲透性并提高了制品的強(qiáng)度。
【專利說明】一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，屬于高分子材料產(chǎn)品與加工領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 土工膜是工程界長期以來一直尋求的一種優(yōu)質(zhì)輕便、便于施工、造價低廉、性能可 靠的防滲材料。土工膜在土木工程中具有增強(qiáng)、分隔、防滲、控制侵蝕和容裝成型等多種功 能。從材料上分類，土工膜主要有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等品種。
[0003] 我國農(nóng)業(yè)、水利灌溉、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及環(huán)保領(lǐng)域迫切需要大量不同功能的土工 膜，這為土工膜的發(fā)展與應(yīng)用提供了動力和機(jī)遇。從我國現(xiàn)有的實(shí)際情況看，國內(nèi)土工膜的 應(yīng)用與研究還處于脫節(jié)狀態(tài)，表現(xiàn)在土工膜檔次不高，材料的質(zhì)量和規(guī)格有待提高。作為土 工膜的主要原材料，PVC自身具有耐酸堿、耐焰、自熄、耐磨、強(qiáng)度高的特性，來源廣泛，非常 適合生產(chǎn)土工膜。PVC分子量越大，力學(xué)性能、耐寒性、熱穩(wěn)定性越高，但成型加工較困難； 分子量低則相反。
[0004] 從表面上看，土工膜是一片密不透水的材料，但實(shí)際上在壓力作用下膜的孔隙大 小可以變化，仍能夠透水。當(dāng)土工膜與粗粒土接觸時，由于土粒之間的孔隙較大，土工膜在 上覆水壓力作用下被迫向土空隙中陷進(jìn)，因而產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，當(dāng)拉應(yīng)力過大時會產(chǎn)生滲水 點(diǎn)。
[0005] 中國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 17688-1999, 土工合成材料，聚氯乙烯土工膜》規(guī)定了聚氯乙 烯類土工膜產(chǎn)品的分類、命名和技術(shù)要求。目前聚氯乙烯土工膜使用中普遍存在以下幾方 面問題，一是聚氯乙烯土工膜強(qiáng)度不高、接觸石塊等堅(jiān)硬物體適應(yīng)變形的能力較低，從而造 成施工和使用中容易破損；二是聚氯乙烯薄膜由于加工過程中添加了較多的液體助劑，或 多或少破壞了分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而對材料的防滲水性產(chǎn)生一定不利影響。
[0006] 中國專利CN101864129B公開了一種丁腈橡膠改性的聚氯乙烯土工膜的配方，該 配方以普通聚氯乙烯為主體，鄰苯二甲酸二辛酯（D0P)和癸二酸二辛酯（DOS)作為增塑劑， 丁腈橡膠作為增韌改性劑，但防滲透性能仍然一般，而且丁腈橡膠耐老化性差，使薄膜的使 用壽命受到影響。中國期刊《塑料》2003年第4期中防滲土工膜生產(chǎn)技術(shù)公開了一種PVC 防滲土工膜的配方，該配方設(shè)計(jì)采用PVC SG-4型樹脂；鄰苯二甲酸二異辛酯（D0P)3(T45份 為主增塑劑；己二酸二辛酯（D0A) 3~4份為低溫耐寒增塑劑使用，也沒有更好的增強(qiáng)薄膜的 防滲透效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以消除PVC加工 中液體助劑對薄膜防滲透性能的影響，同時具有較高強(qiáng)度的一種制土工膜用低滲透性聚氯 乙烯組合物。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯 組合物，其特征在于，由以下重量份原料配比共混組成：聚氯乙烯樹脂4(Γ80份、聚偏氯乙 烯樹脂2(Γ60份、增塑劑ΤΟΤΜ 4(Γ60份、熱穩(wěn)定劑1飛份、輔助穩(wěn)定劑環(huán)氧大豆油廣3份、 潤滑劑〇. 5?1. 5份、填充劑:Γ8份、氯化聚乙烯樹脂5?10份、抗氧劑1010和DSTDP的復(fù)合 抗氧劑0. 5~0. 8份，聚氯乙烯樹脂和聚偏氯乙烯樹脂之和為100重量份；聚氯乙烯樹脂的平 均聚合度為1300?1800。
[0009] 優(yōu)選的，所述的聚氯乙烯樹脂為懸浮工藝生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂，平均聚合度為 1700,采用懸浮工藝生產(chǎn)，用量為5(Γ60重量份。聚氯乙烯樹脂的平均聚合度對本土工膜組 合物的性能影響極大，平均聚合度為1700的聚氯乙烯樹脂在按照上述重量份加入到本土 工膜組合物中后使得得到的土工膜能充分適應(yīng)其工作環(huán)境，其力學(xué)性能與土工膜鋪設(shè)環(huán)境 的土粒孔隙相適應(yīng)，不會造成過分拉伸應(yīng)變，會在覆水壓力作用下使下部土粒整體更加密 實(shí)，為在綜合成型加工的難易度后的最佳平均聚合度的選擇。
[0010] 優(yōu)選的，所述的聚偏氯乙烯樹脂（PDVC)為偏氯乙烯（DVC)與氯乙烯（VC)的共聚 物，其中氯乙烯含量為10%，用量為4(Γ50重量份。聚偏氯乙烯樹脂的加入能與聚氯乙烯樹 脂有效結(jié)合，相互影響。聚氯乙烯樹脂主要為本土工膜組合物提供力學(xué)性能，而聚偏氯乙烯 樹脂主要為本土工膜組合物提供抗?jié)B性能。氯乙烯共聚單體的種類和用量對于共聚物的性 質(zhì)影響很大，共聚物中10%含量的氯乙烯能使得聚偏氯乙烯樹脂的共聚物與聚氯乙烯樹脂 在熔融塑化擠出后兩者的分子鏈平行取向更易打破，保證土工膜組合物各向的力學(xué)性能和 抗?jié)B性能。
[0011] 優(yōu)選的，所述的氯化聚乙烯（CPE)，氯含量在35?45%，采用140Β型，用量為6?8份。 氯化聚乙烯作為低溫改性高分子材料。
[0012] 優(yōu)選的，所述的增塑劑為偏苯三酸三辛酯（Τ0ΤΜ)類增塑劑，用量為45?50重量份。 從增塑的長效性、耐水抽出性和材料的耐久性考慮，優(yōu)選Τ0ΤΜ增塑劑。
[0013] 優(yōu)選的，所述的熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑或鈣鋅熱穩(wěn)定劑；其中有機(jī)錫穩(wěn)定劑用 量為1. 5~2. 5重量份，鈣鋅穩(wěn)定劑用量為4~6重量份。有機(jī)錫穩(wěn)定劑如17Μ0Κ，鈣鋅穩(wěn)定劑 如艾迪科RUP-129。
[0014] 優(yōu)選的，所述的輔助穩(wěn)定劑為環(huán)氧大豆油，用量為2重量份。它具有的環(huán)氧結(jié)構(gòu)能 在加工過程中吸收并中和分解所產(chǎn)生的氯化氫，延緩受熱分解。
[0015] 優(yōu)選的，所述的潤滑劑為硬脂酸（HSt)、聚乙烯蠟（ΡΕ蠟）的復(fù)合物，其復(fù)合重量比 為1:1，總用量為0. 8~1. 0份。
[0016] 優(yōu)選的，所述的填充劑為鈦白粉和納米碳酸鈣的復(fù)合物，其中鈦白粉為金紅石型， 粒徑范圍為〇· 1~L 〇um，納米碳酸鈣的粒徑為0· 1~L Oum ;總用量為4飛重量份。
[0017] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑1010和DLDTP的復(fù)合抗氧劑中四[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥 苯基）丙酸]季戊醇酯(抗氧劑1010)和硫代二丙酸雙（十八）酯(抗氧劑DSTDP)的復(fù)合 物的復(fù)合比例為1: 1，復(fù)合抗氧劑用量為〇. 6份。
[0018] 該組合物中增塑劑T0TM、熱穩(wěn)定劑、輔助穩(wěn)定劑（ESB0)、潤滑劑、填充劑、氯化聚 乙烯（CPE)、復(fù)合抗氧劑的用量以聚氯乙烯和聚偏氯乙烯之和100重量份為基礎(chǔ)計(jì)量。
[0019] 上述一種制土工膜用低滲透性的聚氯乙烯組合物的制備方法如下： 1、物料配混工藝：將聚氯乙烯樹脂、聚偏氯乙烯樹脂、熱穩(wěn)定劑、輔助穩(wěn)定劑、增塑劑、 潤滑劑、填充劑、復(fù)合抗氧劑在高速混合機(jī)組中混合，至混合溫度100?1KTC，將物料放入 到低速混合機(jī)中混合，待物料溫度冷卻至38~42°c時出料； 2、 造粒工藝：將混合好的物料采用雙螺桿擠出機(jī)造粒，造粒溫度130°C?160°C ;造粒 后經(jīng)風(fēng)冷切粒、計(jì)量、包裝即為成品； 3、 加工成型工藝：采用Φ 120以上，螺桿長徑比在30:1以上的單螺桿擠出機(jī)熔融塑化 擠出，采用軟質(zhì)PVC專用四輥壓延機(jī)組進(jìn)行薄膜成型，經(jīng)牽引、定型、風(fēng)冷到常溫后上輥纏 繞、計(jì)量、包裝；四輥壓延成型溫度在130°C?175°C。
[0020] 本發(fā)明以較高分子量聚氯乙烯為基礎(chǔ)樹脂，既保證了組合物具有良好的物理機(jī)械 性能(高拉伸強(qiáng)度，高撕裂強(qiáng)度、高回彈性)，又兼顧到了土工膜的加工成型性能；高阻隔性 樹脂聚偏氯乙烯（PDVC)的加入大大提高了材料的防滲透性，消除了添加液體助劑對滲透性 的不利影響，并提高了薄膜的強(qiáng)度；偏苯三酸三辛酯（Τ0ΤΜ)增塑劑的使用提高了組合物的 柔軟性能，Τ0ΤΜ由于其分子極性較大，與聚氯乙烯相互作用力較強(qiáng)，因此共混后具有很好的 增塑穩(wěn)定性，使增塑聚氯乙烯共混物表現(xiàn)出較好的長期使用壽命；采用氯化聚乙烯（CPE) 作為該土工膜組合物的低溫改性劑，實(shí)驗(yàn)表明，少量氯化聚乙烯（140B型）的使用能夠提高 聚氯乙烯土工膜組合物的耐寒性能。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物所具有的有 益效果是：本發(fā)明采用較高分子量聚氯乙烯為基礎(chǔ)樹脂，并摻加適量的高阻隔性樹脂聚偏 氯乙烯（PDVC)，消除了添加液體助劑對滲透性的不利影響，提高了材料的防滲透性。各原料 間相互配合、相互影響，使本發(fā)明既保證了組合物具有高拉伸強(qiáng)度，高撕裂強(qiáng)度、高回彈性， 又兼顧到了土工膜的加工成型性能，材料的透濕率從一般聚氯乙烯土工膜的45 g/m2. 24h 提高到21 g/m2.24h。并且本發(fā)明所用材料易得，選擇的生產(chǎn)工藝技術(shù)簡單成熟，具有實(shí)用 性和可操作性。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物作進(jìn)一步的 說明，其中實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。
[0023] 表1，實(shí)施例1~10的各原料組份配比，均以重量份計(jì)，單位份。

【權(quán)利要求】
1. 一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于，由以下重量份原料配比共 混組成：聚氯乙烯樹脂4(Γ80份、聚偏氯乙烯樹脂2(Γ60份、增塑劑TOTM 4(Γ60份、熱穩(wěn)定 齊? 1飛份、輔助穩(wěn)定劑環(huán)氧大豆油廣3份、潤滑劑0. 5~1. 5份、填充劑:Γ8份、氯化聚乙烯樹 脂5~10份、抗氧劑1010和DSTDP的復(fù)合抗氧劑0. 5~0. 8份；聚氯乙烯樹脂和聚偏氯乙烯樹 脂之和為100重量份；聚氯乙烯樹脂的平均聚合度為1300~1800。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的聚氯乙烯樹脂為懸浮工藝生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂，平均聚合度為1700,用量為5(Γ60重 量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的聚偏氯乙烯樹脂（PDVC)為偏氯乙烯（DVC)與氯乙烯（VC)的共聚物，其中氯乙烯含量為 10%，用量為4(Γ50重量份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的氯化聚乙烯（CPE)，氯含量在35?45%，采用140Β型，用量為6?8份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的增塑劑為偏苯三酸三辛酯（ΤΟΤΜ)類增塑劑，用量為45?50重量份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑或鈣鋅熱穩(wěn)定劑；其中有機(jī)錫穩(wěn)定劑用量為1. 5~2. 5重量 份，鈣鋅穩(wěn)定劑用量為4飛重量份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的輔助穩(wěn)定劑為環(huán)氧大豆油，用量為2重量份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的潤滑劑為硬脂酸、聚乙烯蠟的復(fù)合物，其復(fù)合重量比為1: 1，總用量為〇. 8~1. 0份。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于： 所述的填充劑為鈦白粉和納米碳酸鈣的復(fù)合物，其中鈦白粉為金紅石型，粒徑范圍為 0· 1~L Oum，納米碳酸鈣的粒徑為0· 1~L Oum ;總用量為4~6重量份。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制土工膜用低滲透性聚氯乙烯組合物，其特征在于：所 述的抗氧劑1010和DLDTP的復(fù)合抗氧劑中四[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸]季 戊醇酯(抗氧劑1010)和硫代二丙酸雙（十八）酯(抗氧劑DSTDP)的復(fù)合物的復(fù)合比例為 1: 1，復(fù)合抗氧劑用量為〇. 6份。
【文檔編號】C08L27/06GK104250410SQ201310268882
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】劉容德, 李靜, 張樺, 劉浩, 桂俊杰, 孫培培 申請人:中國石油化工股份有限公司