专利名称：塑胶无胎卷材的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑防水材料塑胶无胎卷材。
几十年来，我国一直沿用纸胎油毡做建筑防水材料。由于其成本低，价格便宜，至今仍被广泛地采用。但其质脆，韧性差，冬季易裂，夏季易淌;容易产生起鼓、老化、腐烂、渗漏等工程质量问题。同时，纸胎油毡屋面防水的使用寿命很短，不少屋面防水层竣工半年左右即发生渗漏。目前，由于石油沥青供应紧张，卷材需求量又在不断地增长，占我国建筑防水材料主导地位的纸胎油毡只能满足60%的需求量。近年来，随着建筑业的发展，各种新型防水卷材相继出现，诸如三元乙丙橡胶防水卷材，氯化聚乙烯橡胶共混卷材，BH-1型PVC卷材，改性沥青纸胎油毡等，但都不能形成批量生产来满足市场的需求。主要原因就是原材料供应紧张，材料成本比较高。
本发明的目的，在于开发出一种新的防水效果好，使用寿命长的中低档卷材，实现传统防水纸胎油毡的更新换代。
本发明所述的塑胶无胎卷材是由重油残渣、煤焦油、蒽油、(废旧)聚氯乙烯、(废旧)聚乙烯、粉剂填料等成份，加芳烃溶剂，酯类增塑剂和偶连剂(ATM)，经加热混溶后压延而成。具有橡胶的某些特性，属于无胎卷材。
塑胶无胎卷材的基料是重油残渣，具有一定的防水性能。它的主要成份为稠环化合物，常温下呈粘稠状，软化点低，低温凝固，高温流动，所以在用作屋面防水材料时，必须进行改性。选用含有增塑剂的软质废旧聚氯乙烯混入重油残渣，能够对重油残渣进行改性，使其塑性、延伸率和防水性能增强;同时可大大地改善其耐热性能。这是因为聚氯乙烯具有较高的化学稳定性，机械性能和电性能较好，不溶于大多数有机溶剂，它与重油残渣中的稠环化合物在塑胶卷材中构成大网络结构，使其柔性增强，耐热度提高。蒽油系煤焦油分馏的产物，常温下为粘稠状液体，以蒽类稠环和长链烯烷为主要成份，蒽油加入到重油残渣中，能够改变其某些性能，从而增强塑胶无胎卷材的塑性及耐低温性能，还能改善其老化性能。煤焦油为软化剂，并且和聚氯乙烯和聚乙烯有很好的相溶性。本发明选用粉剂填料，如碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、氧化镁等作为填料，起到增强塑胶无胎卷材的耐热度和抗拉强度，在压延成形时起到润滑作用。但它的加入量到一定限度，就会引起和增塑剂相互抵消的效果，使塑胶无胎卷材的断裂延伸率下降。溶剂和助剂用的是芳烃类化合物，如氯苯和二甲苯，它们对废旧聚氯乙烯及聚乙烯的回化以及重油残渣等其它成份之间的混溶起着决定性的作用。一般情况下，解决高聚物低温柔性问题时，常考虑的是多种增塑剂的使用。由于增塑剂分子能够穿插到高聚物分子之间，阻止高聚物分子的相互连接，以此改变加入高分子聚合物后形成的网状结构。重油残渣加入聚氯乙烯和聚乙烯与其混溶后，形成网状结构，使其柔性和弹性减低，而增塑剂的加入正起到调节塑性、弹性的作用。再者，增塑剂的加入能够使聚氯乙烯和聚乙烯分子之间的引力降低，分子链之间的距离增大，链缠绕结构解开，分子易发生滑动，使塑胶无胎卷材在常温下保持一定的柔性。用来增塑聚氯乙烯的增塑剂应选择具有极性集团的，因为聚氯乙烯是极性分子，这样增塑剂和聚氯乙烯才能很好地相溶。本发明可用邻苯二甲酸聚酯，乙二醇聚酯，癸二酸二聚酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯等酯类增塑剂，它们之间一般可以混用。在解决塑胶无胎卷材的低温柔性时，还要加入一些耐低温溶剂，如硬酯酸钡、硬酯酸锌、硬酯酸钙等硬酯酸盐，以此改善塑胶无胎卷材的温敏性能，起热稳定剂的作用。ATM作为偶连剂能够促进并完善聚氯乙烯及聚乙烯在该卷材中所形成的网状结构，增强其骨架，从而提高该卷材的强度。
其成份如下重油残渣23-28%煤焦油10-15%蒽油5-8%(废)聚氯乙烯或(废)聚氯乙烯和(废)聚乙烯17-23%芳烃溶剂15-18%酯类增塑剂2-4%硬酯酸盐0.5-0.7%偶连剂(ATM)0.5-0.6%粉剂填料10-13%塑胶无胎卷材生产的主要设备薄膜破碎机，脱水釜(带有悬臂式搅拌器和尾气处理装置)，反应釜(带有偏心式搅拌，尾气处理及螺旋推进出料装置)，滚压设备。
脱水釜和反应釜在设置上要形成位差并连接。重油残渣由泥浆泵打入脱水釜，进行加热脱水后，利用位差自动流入反应釜。聚氯乙烯废膜经破碎机破碎并经过筛选后，掺入重油残渣，利用偏心搅拌，促其混溶，再加入各种溶剂及填料，待其充分反应，混溶之后，打开出料口，启动螺旋推进器，使成料进入预制成形模内成形，并自然冷却。送入滚压机进行粗压，然后停放几天，再精压成各种不同规格的产品。
塑胶无胎卷材最大的优越性是无胎，所以在实际应用中不必考虑胎材的吸水率，铺贴在湿热交替的屋面上，不会因吸水而产生开裂、起鼓的弊病;其优良的弹性和延伸率能够很好地适应屋面基层开裂、变形等情况;其抗拉强度较弱，但在敷设后的实际情况中，强烈的冲击以及揭砸情况不多见，所以塑胶无胎卷材，在总的防水性能及效果上要优于纸胎、无纺布、玻璃布油毡。
表1.塑胶无胎卷材与改性沥青、纸胎、玻璃布油毡在主要技术性能方面的比较
从以上对比情况看，塑胶无胎卷材比纸胎油毡和玻璃布油毡的耐低温性能及断裂伸长率高得多;同改性沥青油毡相比，其断裂伸长率也大大地超过前者。
塑胶无胎卷材的主要原料重油残渣、废旧聚氯乙烯、聚乙烯薄膜均为废弃物，原料供应充分，成本低廉。由于塑胶无胎卷材的建筑防水施工是采用单层防水冷施工法，与传统的建筑防水施工采用的“三油两毡一砂”热处理施工法比较，改善了劳动条件，减轻了劳动强度，避免了环境污染。
实例1将回收的聚氯乙烯及聚乙烯用薄膜破碎机破碎，过筛除去杂质。将重油残渣、煤焦油及蒽油分别进行加热脱水处理一小时二十分钟，温度控制在100-110℃之间，在搅拌中进行。脱水完毕后，待其冷却后，称重。取经过脱水处理的重油残渣450克，煤焦油225克，蒽油100克送入同一容器中，搅拌加热，待液体温度升至130-145℃之间时，使温度维持在上述区间，并加快搅拌速度，逐渐加入破碎好的聚氯乙烯和聚乙烯300克和20克，当加入的聚氯乙烯和聚乙烯50%达到混溶时，在搅拌中逐渐加入氯苯和二甲苯230克，促其混溶反应。整个混溶反应时间为2-3小时，直至聚氯乙烯和聚乙烯混溶后，形成均匀的粘稠状，此间温度始终控制在130-145℃之间。然后按比例加入癸二酸二辛酯和癸二酸二丁酯共50克，搅拌30分钟，温度控制在110°-120℃之间。加入偶连剂(ATM)8克，搅拌25分钟，温度控制在110-120℃之间。加入硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸钡共10克，搅拌20分钟，温度控制在100-110℃之间。加入滑石粉150克，搅拌40分钟，温度控制在130-145℃之间。反应完后立刻倒入预制成形模(50Cm×15Cm)，冷却2-3小时。送入压延机滚压成形为1mm厚的卷材。打卷包装，存放两周后测试，结果如表2。
表2.塑胶无胎卷材性能测试结果一览表测试项目测试情况备註低温柔度-10℃1小时φ20棒绕无裂缝耐热度85℃5小时不下垂透水试验流动水压2公斤，2小时不渗断裂伸长100.8%断裂强度 28.35Kg/cm22.78MPa直角撕裂14.82KN/m合15.11Kg/cm吸水性常温，泡24小时吸水0.30%各项技术性能指标符合国家规定的标准。
实例2取重油残渣500克、煤焦油300克、蒽油100克、聚氯乙烯400克、氯苯280克、癸二酸二辛酯60克、硬酯酸钡12克、ATM10克、二氧化硅200克，用与实例1相同的方法把它们进行加热混溶，压延成形为厚1.50mm的卷材，测试性能结果与实例1相同。
实例3取重油残渣550克、煤焦油250克、蒽油150克、聚氯乙烯400克、聚乙烯20克、二甲苯300克、乙二醇聚酯和邻苯二甲酸聚酯60克、硬酯酸锌8克、硬酯酸钙2克、硬酯酸钡2克、ATM12克、碳酸钙230克，用与实例1相同的制备方法，把它们进行加热混溶，压延成形，厚度为2.00mm卷材。经测试各项性能结果与实例1相同。符合国家规定标准。
权利要求
1.一种建筑防水用塑胶无胎卷材，其特征在于它是由重油残渣、煤焦油、蒽油、(废旧)聚氯乙烯或(废旧)聚氯乙烯和聚乙烯、偶连剂(ATM)、粉剂填料、芳烃溶剂、酯类增塑剂等组成。
2.根据权利要求1所述的塑胶无胎卷材，其特征在于它的组成比为重油残渣 23-28%煤焦油 10-15%蒽油 5-8%(废)聚氯乙烯或(废)聚氯乙烯和聚乙烯 17-23%芳烃溶剂 15-18%酯类增塑剂 2-4%硬酯酸盐 0.5-0.7%偶连剂(ATM) 0.5-0.6%粉剂填料 10-13%
3.根据权利要求1所述的塑胶无胎卷材，其特征在于芳烃溶剂为氯苯、二甲苯。
4.根据权利要求1所述的塑胶无胎卷材，其特征在于酯类增塑剂为邻苯二甲酸聚酯、乙二醇聚酯、癸二酸二聚酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯，它们之间可以混用。
5.根据权利要求1所述的塑胶无胎卷材，其特征在于硬酯酸盐为硬酯酸锌、硬酯酸钡、硬酯酸钙。
6.根据权利要求1所述的塑胶无胎卷材，其特征在于粉剂填料为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、氧化镁。
7.根据权利要求1、2所述的塑胶无胎卷材，其特征在于它的生产工艺为(1)将回收的聚氯乙烯及聚乙烯破碎，过筛除去杂质;(2)将重油残渣、煤焦油及蒽油分别进行加热脱水处理，温度控制在100-110℃之间;(3)按比例取经过脱水的重油残渣、煤焦油、蒽油放入同一反应釜中，加热。待液体温度升至130-145℃时，把火开至最小或暂时关闭，使液体温度始终维持在上述区间。(4)按比例取聚氯乙烯和聚乙烯逐渐加入并搅拌;(5)按比例取芳烃溶剂，逐渐加入并搅拌，促其混溶反应，温度控制在130-145℃之间;(6)加入酯类增塑剂，搅拌，温度控制在110-120℃之间;(7)加入偶连剂(ATM)，搅拌，温度控制在110-120℃之间;(8)加入硬酯酸盐，搅拌，温度控制在100-110℃之间;(9)加入粉剂填料搅拌，温度升至130-145℃之间;(10)在预制成型模内均匀地扑上滑石粉，反应完后立刻倒入，冷却。(11)送入压延机滚轧成形。
全文摘要
本发明属于一种建筑防水用塑胶卷材，它是由23-28％的重油残渣，10-15％的煤焦油，5-8％的蒽油，17-23％的废旧聚氯乙烯、聚乙烯，加偶连剂(ATM)，粉剂填料，芳烃溶剂，酯类增塑剂等成份组成，经过加热混溶后压延而成。具有橡胶的某些特性，属于无胎卷材，因而不会因胎材的吸水率，贴铺屋面时的湿热而产生开裂、起鼓现象，其优良的弹性和延伸率能够很好地适应屋面的基层开裂、变形等情况，是一种防水效果好，使用寿命长的中低档卷材。
文档编号E04D5/06GK1035338SQ8810860
公开日1989年9月6日 申请日期1988年12月16日 优先权日1988年12月16日
发明者吴循 申请人:北京市海洋综合技术开发部