伊利石填充聚氯乙烯防水卷材制造技术

本发明专利技术是一种建筑防水材料，是以伊利石为填充剂的聚氯乙烯（ＰＶＣ）树脂复合材料。它不仅是一种填充量高、价格低廉的聚氯乙烯防水卷材，而且具有力学性能高、耐老化性能好、加工性能优良、对设备磨损小、无放射性污染的特点。在压片成型制造过程中，增加热定型工序，可明显减少伊利石填充聚氯乙烯防水卷材的收缩率。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种建筑防水材料，是以伊利石为填充剂的聚氯乙烯(PVC)树脂复合材料。本专利技术还提出在伊利石填充PVC防水卷材制造中采用热定型方法。采用聚氯乙烯作为建筑防水材料，主要存在耐候性、收缩性、加工流动性、成本等方面问题。国外PVC防水卷材一般为非填充型，但因成本高，目前在我国推广是困难的。碳酸钙虽然是PVC的常用填充剂，但不仅因为碳酸钙价格高，更主要是它对PVC没有抗老化作用，所以它在防水卷材中作为高填充量的填充剂使用是不适宜的。为了在保证材料的性能前提下降低成本，填充型PVC防水卷材相继问世，国内外已有采用红泥作为填充剂的PVC复合材料。红泥是铝工业的残余产物矾土中获得，主要由SiO2、CaO Al2O3Na2O TiO2Fe2O3等组成。红泥填充PVC材料具有较好的耐老化性能，但红泥的加入会使PVC强度明显下降，因此在软PVC制品中，国外产品红泥用量一般不超过30份(PVC按100份重量计)，在国内产品一般不超过50份，美国专利“PVC RED-MUD COMPOSITIONS”(红泥塑料)中报导红泥作为PVC填充剂，红泥最高填充量为25%，最佳配方为PVC40%，DOP38%，红泥12%，废油及其它助剂10%。由于红泥作为填充剂需要经烘干处理，而且红泥填充量小。在降低成本上效果不十分明显，同时红泥填充PVC还具有加工流动性较差，对设备磨损较严重，以及红泥具有放射性等缺点。本专利技术提供一种价格低、强度高、耐老化性能优良的填充型PVC防水建筑卷材。它是以伊利石填充剂为填料。伊利石填充剂是用伊利石矿经粉碎、研磨加工为200目以上的粉末制得，若经过表面处理剂处理效果更好。伊利石矿是一种沉积岩，属处于蚀变过程中的粘土类矿物，分布在古代曾是湖泊的地区，分布广、采集容易。伊利石矿中伊利石占80%，其余为少量皂石、硅铁石、石英。伊利石是由KAl2构成。伊利石填充剂价格为70元/吨(红泥填充剂价格为200元/吨)，是一种价格低廉、来源丰富的填充剂。对于目前PVC原料价格上涨，采用伊利石填充PVC无疑是降低成本、提高经济效益的有效方法。专利技术人通过溶胀法测定，首次专利技术伊利石填充PVC防水卷材为微交联体系。由于存在微交联网络，可以使PVC材料在高填充量条件下保持较高的力学性能和优良的加工流动性能。PVC防水卷材是采用经过造粒一次塑化后，再经过挤出压片二次塑化的加工工艺，并且对二次塑化性能有较高的要求，伊利石填充PVC材料正好符合这种要求。由于伊利石填充PVC材料具有微交联结构，不会对二次加工造成困难，而且由于伊利石填充剂在塑化加工过程中发生破裂，使材料的二次加工性能优于一次加工性能。由于伊利石自身可以提高PVC防水卷材的抗老化作用，因此符合作为屋面防水材料应具备良好的抗老化性能的要求。伊利石质地较软，对设备无明显磨损。伊利石填充PVC防水卷材与红泥填充PVC复合材料的性能比较见附表。表中配方1的数据是美国专利(专利号4161465)提供的红泥PVC复合材料数据，配方2至配方6的数据是本专利技术人用伊利石填充PVC复合材料和红泥填充PVC复合材料的1mm厚片材小样测得的数据，配方7的数据是本专利技术在生产装置上做的试样测得的数据。从附表可以看出，填充剂量相同条件下伊利石填充PVC材料的力学性能和耐老化性能优于红泥填充PVC材料，并且伊利石填充剂可以进行高填充。采用布拉本德塑化仪对附表中配方4的伊利石填充PVC材料和配方5的红泥填充PVC材料分别测定了塑化过程中的流变性能，如附图所示，伊利石填充PVC材料加工流变性能优于红泥填充PVC材料，其二次加工性能优于一次加工性能。伊利石填充剂的放射性镭当量浓度为5.3，符合国家规定指标，而红泥填充剂的放射性镭当量浓度为40.25。伊利石填充PVC防聿牡幕九浞剑ㄖ亓糠菔 聚氯乙烯(PVC)100份，伊利石填充剂20-200份，增塑剂(DOP)30-100份，热稳定剂0.5-5份，紫外线吸收剂0.1-0.3份，其它加工助剂1-2份。伊利石填充PVC防水卷材工艺流程为(一)造粒配料→捏合→造粒(二)压片挤出→压延→冷却→热定型→卷取截断造粒一次加工是将配方物料在高速搅拌机中进行8-20分钟的捏合处理后再在塑料挤出造粒机中温度控制在140-180℃下进行造粒，造出的粒料装袋备用。压片二次加工是将粒料在塑料挤出机中温度控制在140-200℃下进行二次塑化，挤出的熔融料经压片机压成片材，再经辊筒冷却机冷却和热定型处理，在收卷装置上卷取截断，经检验，包装即得成品。PVC防水卷材在挤出压延过程中，因受剪力作用，会使PVC大分子沿压延方向受牵伸。在长期使用过程中PVC防水卷材在内应力作用下沿长度方向会发生收缩，收缩率可达5-7%，当采用四辊压延机生产的PVC防水卷材，收缩率也在2-3%，不易达到2%以下的要求。收缩率是评价PVC防水卷材性质的一个重要指标。本专利技术提出在压延冷却工序之后增设热定型工序，热定型设备采用远红外加热装置或一般电加热、热风加热装置或蒸汽加热装置。根据PVC分子在不同温度下的收缩解取向过程，确定加热温度和加热时间，加热温度越高，所需加热时间越短，温度过高，PVC防水卷材会产生软化。热定型装置的温度控制在40-140℃，加热时间为1-10分钟，经热定型处理后，可以满足收缩率小于2%的要求，收缩率可降低到0.5-1%。伊利石填充PVC防水卷材经江苏省防水技术发展中心测试，性能良好，各项指标均达到日本工业标准JISA6008-1981规定指标。实施例一将聚氯乙烯(PVC)100份;伊利石填充剂40份;增塑剂(DOP)65份;热稳定剂2.5份;紫外线吸收剂0.25份;其它加工助剂1份，在高速搅拌机中捏合15分钟，在塑料挤出机中温度控制在160-170℃下挤出经压片机加工成片材，再经滚筒冷却机冷却后通过远红外加热装置进行热定型处理;加热温度控制在50℃，加热处理8分钟，再经卷取截断，即制得伊利石填充PVC防水卷材产品。实施例二配方(重量份数)为聚氯乙烯(PVC)100份伊利石填充剂100份;增塑剂(DOP)85份;热稳定剂2.5份;紫外线吸收剂0.25份;其它加工助剂1份。热定型设备采用远红外加热装置，加热温度控制在100℃，加热处理8分钟。实施例三配方(重量份数)为聚氯乙烯(PVC)100份;伊利石填充剂200份;增塑剂(DOP)100份;热稳定剂3份;紫外线吸收剂0.3份;其它加工助剂2份。热定型设备采用远红外加热装置，加热温度控制在100℃，加热处理8分钟。权利要求1.一种填充型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于以伊利石填充剂为填料，防水卷材的基本配方(重量份数)为聚氯乙烯(PVC)100份；伊利石填充剂20-200份；增塑剂(DOP)30-100份； 热稳定剂0.5-5份；紫外线吸收剂0.1-0.3份； 其它加工助剂1-2份。2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯防水卷材，其特征在于最佳配方(重量份数)为聚氯乙烯(PVC)100份;伊利石填充剂100份;增塑剂(DOP)85份;热稳定剂2.5份;紫外线吸收剂0.25份;其它加工助剂1份。3.填充型聚氯乙烯防水卷材，采用压片成型方法制造，其特征在于材料经压延冷却之后，增设热定型工序，热定型设备采用远红外加热装置，加热温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填充型聚氯乙烯防水卷材，其特征在于以伊利石填充剂为填料，防水卷材的基本配方（重量份数）为：聚氯乙烯（ＰＶＣ）１００份；伊利石填充剂２０－２００份；增塑剂（ＤＯＰ）３０－１００份；热稳定剂０．５－５份；紫外线吸收剂０．１－０． ３份；其它加工助剂１－２份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀庭，王国全，林炳鉴，周明义，张权，杨亚栩，
申请(专利权)人：北京化工学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]