本實用新型屬于防滲材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

根據(jù)我國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T35027-2014《水電工程土工膜防滲技術(shù)規(guī)范》，防滲水頭低于70m的水電工程防滲可依據(jù)條件選用聚氯乙烯(PVC)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、線性低密度聚乙烯(LLDPE)土工膜、CSPE土工膜等材料。

在工程的大量應(yīng)用中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：PVC土工膜材料具有優(yōu)異的柔韌性，但是在長期使用過程中面臨著增塑劑遷移、變硬等影響制品服役壽命的問題，并且PVC本體結(jié)構(gòu)含有氯(Cl)及添加加工助劑含量鉛等有毒元素，環(huán)保性較差；HDPE土工膜具有優(yōu)異耐穿刺性能，但是制品模量偏高，且厚度越大，制品越堅硬，難以適應(yīng)基層的不平整和變形，施工性能偏差，同時在長期應(yīng)用過程中易產(chǎn)生環(huán)境應(yīng)力開裂問題；LLDPE土工膜相比HDPE土工膜柔韌性得以改善，但薄膜平整性差、施工性能低，也仍存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。且上述材料難以承受70m以上防滲水頭的壓力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有的土工膜材料難以承受70m以上防滲水頭的壓力，使用時易老化或存在環(huán)境應(yīng)力開裂的問題，提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料。

解決本實用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，包括熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層和土工織物層；所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層的厚度為0.2-10mm，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層的寬度為0.8-5m，且所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層的寬度大于所述土工織物層的寬度，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層的邊緣未復(fù)合土工織物層的位置處為搭接邊，所述搭接邊的寬度為5-20cm。

優(yōu)選的是，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層包括交叉層壓聚烯烴層和熱塑性聚烯烴層。

優(yōu)選的是，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層包括兩層熱塑性聚烯烴層和一層交叉層壓聚烯烴層，所述交叉層壓聚烯烴層設(shè)于兩層所述熱塑性聚烯烴層之間。

優(yōu)選的是，所述防滲復(fù)合材料包括兩層土工織物層，一層熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層設(shè)于兩層土工織物層之間。

優(yōu)選的是，所述土工織物層包括聚丙烯土工布、聚酯土工布、聚酰胺土工布中的任意一種。

優(yōu)選的是，每層所述土工織物層克重為100～1000g/m²。

優(yōu)選的是，每層所述土工織物層克重為300～800g/m²。

優(yōu)選的是，所述防滲復(fù)合材料包括兩層熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層，兩層所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層之間設(shè)有網(wǎng)格織物增強層。

優(yōu)選的是，所述網(wǎng)格織物增強層包括玻纖網(wǎng)格布、聚丙烯網(wǎng)格布、聚酯網(wǎng)格布、碳纖維網(wǎng)格布、土工織物中的任意一種。

本實用新型的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料包括熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層和土工織物層，其柔韌性、耐頂破、防滲、耐久性、耐高低溫性能等方面優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層和土工織物層在出廠時就復(fù)合一體，施工應(yīng)用便捷，同時幅度更寬、厚度更大，服役安全性更高。本實用新型適用于大壩、水庫、隧道、核電站等新建和維修水電水利工程防滲。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例1的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的實施例2的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的實施例3的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的實施例4的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型的實施例5的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型的實施例6的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，附圖標(biāo)記為：1、熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層；2、土工織物層；3、網(wǎng)格織物增強層；4、交叉層壓聚烯烴層；5、熱塑性聚烯烴層；6、搭接邊。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

實施例1：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖1所示，其包括熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和土工織物層2；所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的厚度為0.2mm，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的寬度為1m，且所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的寬度大于所述土工織物層2的寬度，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的邊緣未復(fù)合土工織物層2的位置處為搭接邊6，所述搭接邊6的寬度為5cm。土工織物為聚酯土工布，克重100g/m²。

本實施例中土工織物層2的作用是保護熱塑性聚烯烴層5抵擋應(yīng)用環(huán)境的基層中不規(guī)則凸起物、滾石以及施工不規(guī)范等外界因素產(chǎn)生的破壞，同時也能夠提高熱塑性聚烯烴層5的尺寸穩(wěn)定性、機械強度、坡度穩(wěn)定性等，還能夠作為排水和排氣通道。

實施例2：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖2所示，其包括熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和兩層土工織物層2；熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1設(shè)于兩層土工織物層2之間。其中，兩層土工織物層2在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、克重等方面可相同也可不相同；本實施例中上層土工織物層2為克重500g/m²的無紡針刺聚丙烯土工布，下層土工織物層2為克重1000g/m²的有紡聚酯土工布。

所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的厚度為3mm，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1的寬度為2m，且搭接邊6的寬度為8cm。

實施例3：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖3所示，其包括兩層熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和土工織物層2；兩層所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1之間設(shè)有網(wǎng)格織物增強層3。

本實例中，熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1是由共混型聚丙烯/乙丙橡膠合金、助劑經(jīng)熔融擠出、壓延制備而成，厚度為2mm，寬度為4m；網(wǎng)格織物增強層3為聚酯網(wǎng)格布，土工織物層2為克重700g/m²的無紡針刺聚丙烯土工布；熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1與網(wǎng)格織物增強層3通過熱壓復(fù)合而成，隨后與土工織物層2經(jīng)液粘接復(fù)合而成；土工織物層2兩端離熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1兩端邊緣各10cm作為搭接邊6。

其中，網(wǎng)格織物增強層3的作用在于提高熱塑性聚烯烴層5的機械強度、尺寸穩(wěn)定性、耐穿刺性能，使得熱塑性聚烯烴層5在受到外力作用時不容易發(fā)生破損，避免滲漏，更加適用于對性能要求更高的水電工程防滲。

實施例4：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖4所示，其包括兩層熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和兩層土工織物層2。

本實例中，熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1是由反應(yīng)釜聚合型熱塑性聚烯烴、助劑經(jīng)熔融擠出、壓延制備而成，厚度為6mm，寬度為0.5m；兩層熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1中間的土工織物層2為克重300g/m²的玻纖土工布，下層土工織物層2為克重800g/m²的土工布；熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1與玻纖土工布通過熱壓復(fù)合而成，隨后與克重800g/m²的土工布經(jīng)液粘接復(fù)合而成；克重800g/m²的土工布兩端離熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1兩端邊緣各5cm作為搭接邊6。

實施例5：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖5所示，由上至下依次包括上層土工織物層2、熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1、網(wǎng)格織物增強層3、熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和下層土工織物層2。

本實例中，熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1是由反應(yīng)釜聚合型熱塑性聚烯烴、助劑經(jīng)熔融擠出、壓延制備而成，厚度為10mm，寬度為5m；上層土工織物層2為克重200g/m²的玻纖土工布；網(wǎng)格織物增強層3為玻纖網(wǎng)格布；熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1與網(wǎng)格織物增強層3經(jīng)熱壓復(fù)合而成，隨后與下層土工織物層2經(jīng)液粘接復(fù)合而成；下層土工織物層2兩端離熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1兩端邊緣各20cm作為搭接邊6。

實施例6：

本實施例提供一種熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料，如圖6所示，包括熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1和土工織物層2；所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1包括交叉層壓聚烯烴層4和熱塑性聚烯烴層5。

其中，交叉層壓聚烯烴層4的作用在于賦予制品更高的抗沖擊強度、斷裂強度、抗穿刺強度以及耐沖擊強度和各向均一性等。所述交叉層壓聚烯烴層4由厚度0.01-0.3mm的薄膜經(jīng)經(jīng)緯編織層壓而成；或者由厚度0.01-0.3mm的薄膜共擠交叉層壓而成。

熱塑性聚烯烴層5是復(fù)合材料的防滲主體層，不僅賦予復(fù)合層優(yōu)異的，而且賦予復(fù)合層優(yōu)異的耐高低溫性能(-50℃仍保持柔韌性)以及加工性能和焊接施工性能，使得材料能夠較好適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的變形并實現(xiàn)抵抗凸起頂破特性。

優(yōu)選的是，所述熱塑性聚烯烴結(jié)構(gòu)層1包括兩層熱塑性聚烯烴層5和一層交叉層壓聚烯烴層4，所述交叉層壓聚烯烴層4設(shè)于兩層所述熱塑性聚烯烴層5之間。

將實施例1-5的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料進行性能測試，測試結(jié)果見表1。

測試條件及如下：

硬度根據(jù)GB/T2411-2008塑料和硬橡膠使用硬度計測定壓痕硬度測試，5s讀數(shù)；

斷裂強度和延伸率按照GB/T328.9-2007《建筑防水卷材試驗方法第5部分：高分子防水卷材拉伸性能》中的方法A進行試驗；拉伸速率100mm/min，試樣條數(shù)5條，取平均值；

撕裂強度按照GB/T1376-2010《土工合成材料梯形撕破強力的測定》，拉伸速率50mm/min；

產(chǎn)品相鄰搭接邊采用熱風(fēng)焊接成密實的整體，焊接溫度500℃、速率2.5m/min，以最大剝離力記作材料的接縫剝離強度，測試方法采用GB/T328.21建筑防水卷材試驗方法第21部分高分子防水卷材接縫剝離強度測試，拉伸速率100mm/min；

垂直滲透系數(shù)按照GB19979.2-2006《土工合成材料防滲性能第2部分：滲透系數(shù)的測定》；

漲破形變率采用可調(diào)壓力的壓力容器測試，孔徑75mm，壓力2.5MPa、30min，用于模擬制品水頭高度作用下制品的變形特性；

抗靜水壓按照GB/T19979.1-2005土工合成材料防滲性能第1部分：耐靜水壓測定，用于模擬制品抵抗水頭高度；

頂破強度按照GB/T14800-2010土工布頂破強力試驗方法測試，速率50mm/min；

低溫彎折性能按照GB/T328.15建筑防水卷材試驗方法第15部分高分子防水卷材低溫彎折性測試，試驗條—50℃；

熱老化性能采用熱老化試驗箱，溫度115℃±2℃、老化224天；

人工氣候加速老化測試按照ASTM G151方法測試。

表1

由表1數(shù)據(jù)可知，實施例1-5的熱塑性聚烯烴防滲復(fù)合材料具有優(yōu)異的柔韌性，表現(xiàn)在較低的邵氏硬度和較高的延伸率。人工氣候老化和熱老化性能是制品耐久性能優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，實施例1-5無論是熱老化(115℃/224天)還是人工氣候老化(10080Kj/m²輻照量)性能保持率均在90％以上且在-50℃低溫彎折無裂紋，具有優(yōu)異的耐久性、應(yīng)用壽命和耐低溫柔韌性。

本實施例具有更高的耐水壓性能，如在2.5MP壓力下無滲水，且漲破多向變形率高達400％，2.5MP壓力相當(dāng)于250m的水頭高度產(chǎn)生的壓力，這充分表明實施例能夠抵抗200m以上水頭的沖擊力，能夠適應(yīng)壩高在200m以上的大壩防滲技術(shù)要求。

顯然，上述各實施例的具體實施方式還可進行許多變化；例如：各結(jié)構(gòu)層的數(shù)量及層壓順序可以根據(jù)情況進行改變，具體制備時的工藝參數(shù)可以根據(jù)需要進行調(diào)整。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。