研究與應(yīng)用動(dòng)態(tài)硫化熱塑性聚烯烴(TPV)阬水片材的研究張廣彬(勝利油田大明新型建筑防水有限責(zé)任公司,山東東營257091)[摘要]簡逑了動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)原理,并就 EPDMPP橡塑比、工動(dòng)態(tài)硫化過程就是在選定橡膠、樹脂組分的基礎(chǔ)藝參數(shù)、硫化劑用量、填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)動(dòng)態(tài)硫化熱塑性聚上,采用適宜的配方體系(主要是硫化體系)和制備工烯烴防水片樹性能的影響進(jìn)行了研究。藝,通過高溫硫化和剪切作用,使橡膠的交聯(lián)速率、交[關(guān)鍵詞]動(dòng)態(tài)硫化;熱塑性聚烯烴;防水片材聯(lián)密度與混合剪切速率的大小相匹配,形成具有一定[文章編號(hào)]1007-497X(2009)-12-0017-05交聯(lián)度和粒徑范圍的共混體。共混體中橡膠被硫化中圖分類號(hào)]TU573成交聯(lián)的顆粒,也稱微區(qū)( Domain),分散在樹脂中,[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼AStudy on dynamic vulcanization of thermoplastic polyolefin給共混體提供彈性;樹脂則提供熔融溫度下的塑性流(TPV) waterproofing sheet/ Zhang Guangbin動(dòng),即提供熱塑成型性。理想的TPV相態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)是大Abstract] This paper introduces technology principle of dynamic量的交聯(lián)橡膠作為分散相并以微米級(jí)尺寸均勻地分vulcanization and studies factors which affect the performances of散于少量的樹脂基體中。因共混物中橡膠相比例較TPV waterproofing sheet, including the ratio of EPDM to PP,大,在動(dòng)態(tài)硫化時(shí)通常都要經(jīng)過相轉(zhuǎn)變過程才能形成process control, amount of curing agent and fillers.所需要的相態(tài)結(jié)構(gòu)。動(dòng)態(tài)全硫化過程如圖1所示Key words] dynamic vulcanization; thermoplastic polyolefwaterproofing sheet用動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)制備的共混型熱塑性彈性體融混合兩相共存相轉(zhuǎn)變TPV材料(TPV)由于具有優(yōu)異的耐熱耐油和耐壓縮變形等性圖1動(dòng)態(tài)全硫化過程示意能,近年來已成為熱塑性彈性體技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之2試驗(yàn)部分,但目前國內(nèi)該技術(shù)在防水行業(yè)中的應(yīng)用還處于起21主要原料步階段,對(duì)于動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)制備熱塑性聚烯烴防水片制備TPV防水片材的主要原料包括 PP EPDM材的相關(guān)研究報(bào)道甚少。本文就 EPDM/PP橡塑比、工超細(xì)填充材料、納米級(jí)補(bǔ)強(qiáng)材料、硫化劑、硫化促進(jìn)藝參數(shù)硫化劑用量、填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)動(dòng)態(tài)硫化劑,均為市售工業(yè)品。熱塑性聚烯烴防水片材(以下簡稱TPV防水片材)性2.2主要儀器設(shè)備能的影響進(jìn)行研究討論,旨在為動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)在防水1)雙螺桿擠出機(jī):SH-20(LD為301),南京亞領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。杰公中國煤化工203深圳市新三思1動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)原理有限CNMH⑤無錫市前洲測量儀20012中國建筑防水17研究與應(yīng)用器廠;4)平板硫化機(jī):QLB25DQ,無錫市第一橡塑機(jī)片材的力學(xué)性能較佳。械設(shè)備廠;5)電熱鼓風(fēng)干燥箱:DL1l-3A,天津市科32工藝參數(shù)對(duì)TPV防水片材性能的影響學(xué)儀器廠。由圖4和圖5可看出,隨著共混溫度的提高,23試驗(yàn)工藝TPV防水片材的拉伸強(qiáng)度逐漸減小,扯斷伸長率先增將一定比例的EPDM和PP加入高速混合機(jī)混大后減小。原因是:共混溫度升高后,EPDM的充分交合,用雙螺桿擠出機(jī)擠出加熱段溫度為175-200℃,聯(lián)使扯斷伸長率增大;但共混溫度升高后,引起PP機(jī)頭溫度為180-190℃,螺桿轉(zhuǎn)速為60-120r/min,氧化降解,分子鏈斷裂嚴(yán)重,導(dǎo)致結(jié)晶度下降,從而擠出后用水冷卻,干燥后用切粒機(jī)造粒,然后用平板表現(xiàn)為整體力學(xué)性能下降。綜合考慮,當(dāng)共混溫度為硫化機(jī)將粒狀共混物膠料壓制成片并檢測性能。180~190℃時(shí),TPV防水片材力學(xué)性能較佳。24性能測試標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品性能測試參照GB181731-2006《高分子防水材料第一部分:片材》。3結(jié)果與討論3 I EPDM/PP橡塑比對(duì)TPV防水片材性能的影響由圖2和圖3可看出,隨著EPDM用量的減小,共混溫度TPV防水片材的拉伸強(qiáng)度逐漸增大,扯斷伸長率逐圖4共混溫度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響漸減小。這是因?yàn)轶w系中PP起到增強(qiáng)作用,其用量越大,共混物的拉伸強(qiáng)度越大;而EPDM作為增韌材料,其用量越大,共混物的扯斷伸長率越大。綜合考慮,當(dāng) EPDM/PP橡塑比在7030-6040時(shí),TPV防水6420175共混溫度/℃圖5共混溫度對(duì)扯斷伸長率的影響864由圖6和圖7可看出,隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高,TPV防水片材的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率均呈先增后8020703060405050橡塑比降趨勢(shì)。原因是螺桿轉(zhuǎn)速提高則剪切作用增強(qiáng),在動(dòng)圖2橡塑比對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響態(tài)硫化過程中,剪切作用對(duì)共混物的微觀形態(tài)有很大的影響:剪切作用提高后,分散相橡膠粒徑變小,共混物的均勻性提高,表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率均呈增大趨勢(shì);但剪切作用過高,PP相的斷鏈程度加劇,00分子量下降明顯,對(duì)橡膠粒徑的減小起抵消作用,TPV防水片材的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率降低。綜合考慮,本研究中轉(zhuǎn)速為90rmin時(shí),TPV防水片材的8020703060/4050/50橡塑比綜合中國煤化工圖3橡塑比對(duì)扯斷伸長率的影響3.3CNMHG性能的影響2184CBW2002研究與應(yīng)用11螺桿轉(zhuǎn)速(mmin)m4 >m >ma > m圖6螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)拉神強(qiáng)度的影響硫化劑用量圖9硫化劑用量對(duì)扯斷伸長率的影響螺桿轉(zhuǎn)速八(rmin)>my >mz >mi圖7螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)扯斷伸長率的影響由圖8和圖9可看出,隨著硫化劑用量的增加,圖10硫化劑用量對(duì)硬度的影響TPV防水片材的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率均呈下降趨勢(shì)。原因是硫化劑的加入使共混物形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的增加限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng),且隨著硫化劑用量的增加,共混物過度交聯(lián),使交聯(lián)點(diǎn)間分子鏈逐步變短,共混物的延展性變差;同樣,過量的硫化劑也會(huì)引起PP的甲基降解。因此必須慎重對(duì)待硫化劑用量的選擇。由圖10和圖11可看出,隨著硫化劑用量的增硫化劑用量圖11硫化劑用量對(duì)尺寸穩(wěn)定性的影響加,TPv防水片材的硬度和尺寸穩(wěn)定性均呈增大趨10勢(shì)。其原因同樣是硫化劑的加入使共混物形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的增加限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng),使共混物的延展性變差。34填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)TPV防水片材性能的影響在TPV防水片材中加入填充材料,不僅可以顯著降葉懷可坦立甘剛性硬度及尺寸穩(wěn)中國煤化工圖8硫化劑用量對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響定性CNMHG勢(shì)隨著填充材料002中國建筑防水》19研究與應(yīng)用50填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量/份填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量/份圖12填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)硬度的影響圖15填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)扯斷伸長率的影響為60份時(shí)),因此,加入適量的補(bǔ)強(qiáng)材料來調(diào)整TPV防水片材的力學(xué)性能應(yīng)是比較適宜的。綜合考慮,填充、補(bǔ)強(qiáng)材料的用量宜控制在30~50份。4TPv防水片材的性能結(jié)合上述分析,采用正交方法優(yōu)選了TPV的配方,并按上述優(yōu)選工藝參數(shù)制備了TPV防水片材按填充補(bǔ)強(qiáng)材料用觸份GB181731—2006測試其性能,結(jié)果詳見表1。檢測圖13填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)尺寸穩(wěn)定性的影響結(jié)果充分說明,采用動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)可以制備出綜合用量的增加而增大。另外,填充材料加入后,TPV防性能優(yōu)異的TPV防水片材,該片材具有環(huán)保性、可再水片材的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率均呈下降趨勢(shì)(見圖生循環(huán)利用性、可焊接性、耐老化性及良好的物理力14和圖15),原因是隨著填充材料的增加共混物中學(xué)性能和化學(xué)性能,并且可制成各種顏色。的界面層增多,而界面層間的粘結(jié)力要弱于共混物分表1TPV防水片材的物理性能子間的凝聚力,在外界作用力下,界面層自然就成為薄弱環(huán)節(jié),因此,拉伸強(qiáng)度隨填充材料用量的增加而試驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測值斷裂拉伸強(qiáng)度MPa(常溫)降低;填充材料顆粒分散于PP相中影響了EPDM的扯斷伸長*%(常溫≥450增韌效果,因而扯斷伸長率也隨之降低;分散于P撕裂強(qiáng)度(kNm)25相中的剛性填充材料顆?？稍黾庸不煳锏膭傂?使其不透水性(03MP,0m無滲漏無滲漏硬度及尺寸穩(wěn)定性有所增加。另外,補(bǔ)強(qiáng)材料可以顯低溫彎折r≤-40延伸0著提高共混物的力學(xué)性能(圖14填充補(bǔ)強(qiáng)材料總量加熱伸縮量mm縱向1橫向2斷裂拉伸強(qiáng)度≥80熱空氣老化保持率%10(80℃,168b)「扯斷伸長率保持率/%剪切強(qiáng)度≥30或焊接性能卷材破壞卷材破壞/(N/mm)填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量份圖14填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響s H中國煤化工CNMHG能的影響很大:隨20cBw2002研究與應(yīng)用著 EPDM/PP橡塑比的減小,其拉伸強(qiáng)度逐漸增大,扯30-50份斷伸長率則逐漸減小。橡塑比在70306040時(shí),TPV5)采用動(dòng)態(tài)全硫化技術(shù)可以制備出綜合性能優(yōu)防水片材的力學(xué)性能較佳異的TPV防水片材。2)工藝參數(shù)對(duì)TPV防水片材性能的影響也非常顯著:隨著共混溫度的提高,其拉伸強(qiáng)度逐漸減小,扯斷伸長率先增大后減小;隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高其拉收稿日期:200203伸強(qiáng)度和扯斷伸長率均呈先增后降趨勢(shì)。在本研究作者簡介:張廣彬,男,1977年生,范圍內(nèi),共混溫度為180-190℃、螺桿轉(zhuǎn)速為90r山東東營人,高級(jí)工程師,本刊簽min時(shí),TPⅤ防水片材的綜合性能較佳。約作者?，F(xiàn)供職于勝利油田大明新型建筑防水有限責(zé)任公司研究3)硫化劑用量對(duì)TPV防水片材性能有致命的影所副所長,從事防水材料技術(shù)開響,因此必須慎重對(duì)待硫化劑用量的選擇問題才能制發(fā)與管理工作。聯(lián)系地址:257091備綜合性能優(yōu)異的TPV防水片材。東營市黃河路與東七路交匯處大明工業(yè)園,勝利油田大明新4)填充補(bǔ)強(qiáng)材料用量對(duì)TPV防水片材性能有-型建筑防水有根責(zé)任公司,聯(lián)系電話:0546-776903定的影響綜合考慮填充、補(bǔ)強(qiáng)材料的用量宜控制在口新產(chǎn)品新型地下防水工程用材料—嵌聯(lián)式防水卷材壓生產(chǎn)工藝成型。生產(chǎn)設(shè)備簡單,原料無毒害成分,對(duì)廠房環(huán)地下建筑工程中,因混凝土墊層的折斷、開裂,而導(dǎo)致境無特殊要求,占地面積小,使用人工少,工效高,可連續(xù)作與之相粘連的防水層的失效,是個(gè)較為普遍的問題。專利技業(yè),生產(chǎn)成本低于普通卷材。術(shù)嵌聯(lián)式防水卷材就是針對(duì)防水層此類失效問題而研究開地下工程用嵌聯(lián)式防水卷材的施工工藝分為水平面施發(fā)的,其原理在于:通過在防水卷材上附作嵌聯(lián)顆粒,并直工及外墻立面施工兩個(gè)部分。水平面施工時(shí),卷材鋪放在墊揍在上面澆筑混凝土,從而使卷材與上部基礎(chǔ)聯(lián)為一體,這層上即可,無需與墊層粘貼,卷材也無需做保護(hù)屢,可直接綁就完全擺脫了下面墊層的彩響,并且能夠適應(yīng)建筑基礎(chǔ)的鋼筋打混凝土。鋼筋綁扎究畢澆筑混凝土之前,對(duì)卷材進(jìn)行部分變形,避免地下水有害成分的腐蝕,有效保護(hù)鋼筋混凝詳細(xì)檢查,對(duì)破損處進(jìn)行修補(bǔ)后即可進(jìn)入下道工序。外墻立土構(gòu)件免遭腐蝕危害,延長建筑使用壽命。嵌聯(lián)式防水卷材面施工時(shí),將卷材放入模板內(nèi)側(cè),并將100mm長度外翻壓還可以根據(jù)工程環(huán)境的不同要求,生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品。在墻模板下固定,待拆模后相接。卷材接縫采用專用熱合機(jī)該卷材構(gòu)造分為3個(gè)部分,即片材、嵌聯(lián)粒和防水肋。熱焊施工,簡單、方便、可靠。只要確保卷材完好無損,確保修片材同所有卷材一樣,其作用就是實(shí)現(xiàn)防水;嵌聯(lián)粒是在片補(bǔ)與接縫處的嚴(yán)密,嵌聯(lián)式防水卷材即可滿足地下工程的防材上形成密布的突起顆粒,其作用是通過在卷材上直接澆水要求筑混凝土而嵌入建筑基礎(chǔ)之中,從而將片材與建筑物緊密(馮建蒙供稿地聯(lián)結(jié)為整體;防水肋是豎向連接在片材上,并與嵌聯(lián)粒連接,縱橫交織,形成無數(shù)小區(qū)格,既加強(qiáng)了片材的受力強(qiáng)度更多信息,請(qǐng)瀏覽又可防止卷材局部破損進(jìn)水后的竄水現(xiàn)象。嵌聯(lián)式防水卷材選用塑料類高分子材料,通過熱熔注防減在線” wrwu/ZFSonline com中國煤化工CNMHG中國建筑防水上2l