高分子卷材修改

第六章合成高分子卷材合成高分子防水卷材定义合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或二者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充剂等，采用密炼、挤出或压延等橡胶或塑料的加工工艺所制成的可卷曲片状防水材料。主要品种合成橡胶类：三元乙丙橡胶防水卷材（EPDM）氯化聚乙烯（CPE）防水卷材合成树脂类：聚氯乙稀(PVC)、聚乙烯（PE）橡塑共混型：氯化聚乙烯——橡胶共混防水卷材合成高分子防水卷材国标GB18173.1-2006:规定卷材规格、外观质量、物理力学性能检验指标。发展我国从80年代开始生产高分子卷材，EPDM和PVC生产及应用量最大，预计2010年产量将达0.65亿㎡/a，占防水材料总产量的13％。合成高分子卷材是一种高档卷材，一般采用单层防水体系，适合于一些防水等级要求较高、维修施工不便的防水工程。聚合物的高弹态与防水材料的关系建筑防水材料应具有在低温下足够的弹塑性，不脆断；在高温下足够的强度和稳定性，在80℃～130℃时不流淌；聚合物处于高弹态时，有良好的弹塑性，且不粘流。高分子防水材料应在－20℃或－40℃～80℃或100℃的温度区间处于高弹态。合成高分子卷材的特性拉伸强度高拉伸强度一般都在3MPa以上，最高的拉伸强度可达10Mpa左右，可以满足卷材在搬运、施工和应用的实际需要。断裂伸长率大断裂伸长率一般都在200％以上，最高可达500％左右，可以适应结构伸缩或开裂变形的需要。抗撕裂强度高抗撕裂强度一般在20KN/m以上，抗裂性能优异。耐热性好在100℃以上温度条件下，卷材不会流淌和产生集中性气泡。匀质性好采用工厂机械化生产，能较好地控制产品质量。低温柔性好在低温－20℃以下还具有柔性，有的可高达－45℃（如EPDM），适宜于寒冷地区使用。耐腐蚀性能良好耐酸、碱、盐等化学物质的侵蚀作用，具有良好的耐腐蚀性能。耐老化性能优异合成高分子防水卷材具有优异的耐臭氧、耐紫外线、耐气候老化等性能，耐久性能好。色泽鲜艳，可冷粘贴施工，污染小，防水效果极佳。缺点施工技术要求高，粘结性差。与基层完全粘结困难；搭接缝多，易产生接缝粘结不善产生渗漏的问题，宜与涂料复合使用，以增强防水层的整体性，提高防水可靠度。后期收缩大大多数合成高分子防水卷材的热收缩和后期收缩均较大，常使卷材防水层产生较大内应力加速老化，或产生防水层被拉裂、搭接缝拉脱翘边等缺陷。价格较贵GB18173.1-2012高分子防水材料第1部分：片材2013-06-01实施适用于以高分子材料为主材料，以挤出或压延等方法生产，用于各类工程防水、防渗、防潮、隔气、防污染、排水等的均质片材（以下简称均质片）、复合片材（以下简称复合片）、异形片材（以下简称异型片）、自粘片材（以下简称自粘片）、点（条）粘片材（以下简称点（条）粘片）等。高分子卷材分类定义均质片homogeneoussheet以高分子合成材料为主要材料，各部位截面结构一致的防水片材。复合片compositesheet以高分子合成材料为主要材料，复合织物等保护或增强层，以改变其尺寸稳定性和力学特性，各部位截面结构一致的防水片材。自粘片self-adhesivesheet在高分子片材表面复合一层自粘材料和隔离保护层，以改善或提高其与基层的粘接性能，各部位截面结构一致的防水片材。异型片special-shapedsheet以高分子合成材料为主要材料，经特殊工艺加工成表面为连续凸凹壳体或特定几何形状的防（排）水片材。点（条）粘片materialwithpoint(strip)adhesionsheet均质片材与织物等保护层多点（条）粘接在一起，粘接点（条）在规定区域内均匀分布，利用粘接点（条）的间距，使其具有切向排水功能的防水片材。高分子卷材分类表产品标记卷材规格尺寸卷材物理性能6.1三元乙丙橡胶防水卷材定义以三元乙丙橡胶（乙烯、丙烯和任一种非共轭二烯烃共聚物），掺入适量的丁基橡胶、软化剂、补强剂、填充剂、促进剂、硫化剂和填料等，经密炼、塑炼、过滤、拉片、挤出或压延成型、硫化等工序制成的高强度、高弹性的防水卷材。6.1.1三元乙丙橡胶防水卷材组成材料一、三元乙丙橡胶（EPDM）由乙烯、丙稀和非共轭二烯烃（1，4己二烯、双环戊二烯或亚乙基降冰片烯）等三种单体共聚而成的无定形聚合物（非结晶橡胶）。1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。生产过程通过改变三单体的数量、乙烯丙烯比、分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。（CH2－CH2）（CH2－CH）（CH－CH）xCH3ynz（CH2－CH2）（CH2－CH）（CH－CH）CH3xynzCH－CH3三元乙丙橡胶分子结构式：双环戊二烯三元乙丙橡胶（DCPD-EPDM）亚乙基降冰片三元乙丙橡胶（ENB-EPDM）（CH2－CH2）（CH2－CH）（CH2－CH）CH2CHCHCH3CH3nzxy1,4-已二烯三元乙丙橡胶（1,4-HD-EPDM）EPDM分子结构特点分子主链上乙烯与丙烯单体单元呈无规排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，成为具有弹性的橡胶。内聚能低，庞大侧基阻碍分子链运动，能在较宽温度范围内保持分子链的柔性和弹性。主链无双键，是完全饱和的直链型结构，主链不易断裂，稳定性好。耐候、耐热、耐臭氧、耐化学腐蚀、耐水、耐久性等好，绝缘性能好。三元乙丙橡胶不但保持了二元乙丙橡胶的各种优良特性，又实现了用硫黄硫化的目的。支链上仅有少数双键，双键已交联饱和（硫化橡胶）不可能再形成化学键，亲和力低。不宜与其它高聚物（如粘结剂）等相容、渗透和扩散，难粘结。EPDM特性密度为0.85g/cm3左右，是最轻的橡胶。耐光、热、氧、臭氧老化性能优异，能在150C下长期使用，最高使用温度为200C。无极性，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的电绝缘性和耐化学腐蚀性。冲击弹性好，尤其是在低温下弹性保持较好，在－57C下变硬，－77C下变脆。具有极好的硫化特性。属于聚烯烃家族，能吸收大量的填料和油而对特性影响不大，可以制作成本低廉的橡胶化合物。但抗撕裂性差，硫化速度慢。粘结性能差。其它材料含量对三元乙丙橡胶性能的影响乙烯与丙烯的含量直接影响三元乙丙橡胶生胶和混炼胶性能、加工行为和硫化胶的物理机械性能。乙烯含量增加，其生胶、混炼胶和硫化胶的拉伸强度提高；常温下的耐磨性能改善；要求乙烯含量50~70%（物质的量）。一般乙烯含量在60%左右的三元乙丙橡胶的加工性能和硫化胶物理机械性能均较好。增塑剂、补强剂及其他填料用量增加，胶料可塑性高，压出速度快，压出物表面光滑；半成品挺性和形状保持性好。二、丁基橡胶(简称IIR)丁基橡胶是一种合成橡胶，是异丁烯与少量异戊二烯或丁二烯的共聚物。制成品不易漏气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。掺入丁基橡胶，可提高三元乙丙橡胶的粘结性能。但掺量过大会影响三元乙丙橡胶耐臭氧性能。丁基橡胶掺量EPDM：IIR＝7：3丁基橡胶无色弹性体，密度约0.92g/cm3，其结构不饱和度低，仅为0.5%～3.3%(mol)，具有一系列的优良特性：吸水率小，透气率低；热稳定性好，脆化温度为－79C，最高使用温度为150C；耐臭氧和耐天候老化性好,减震性能好,耐化学腐蚀和耐水气侵蚀性能好；硫化慢，加工性能较差，互黏性差。三、软化剂（增塑剂）作用使橡胶分子间的作用力降低，从而降低橡胶的玻璃化温度，增加橡胶的可塑性、流动性，便于橡胶的加工。改善硫化胶的某些物理性能，如降低硬度和定伸应力、赋予较高的弹性和较低的生热、提高耐寒性等。种类包括石油系列、松焦油系列、脂肪油系列、合成酯类等。如烷烃油、石油树脂等。四、补强剂作用：增强补强，改善胶料加工性能，提高卷材的耐磨性、耐侯性、耐撕裂性能，同时能降低成本，节约资源。种类：包括碳黑，碳酸钙、陶土、短纤维等。五、填充剂作用增大容积，降低成本；改进混炼胶、硫化胶性能，如调节可塑度、粘性、硬度、弹性率；改进耐热性、耐油性、耐候性、电性能等。种类：无机矿物质，如陶土、滑石粉、碳酸钙等。六、硫化剂作用使橡胶硫化，使线型或轻度支链型的橡胶分子交联形成立体网状结构，从而提高橡胶的物理机械性能，如强度、弹性、老化性。硫化剂种类传统硫磺、多元胺类、有机化合物硫化剂、过氧化物硫化剂和树脂类硫化剂。橡胶类型不同，加工工艺和产品性能要求不同，选用硫化剂的种类和用量也不相同。七、硫化促进剂（简称促进剂）作用缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量并能改善硫化胶物性，如提高抗张强度、定伸强度、耐磨耗性和硬度等；提高硫化胶耐老化性，防止喷霜，扩大硫化胶使用范围，可制造透明及各种色调的橡胶制品。种类无机化合物主要是钙、镁、铝等金属氧化物。促进效率低，硫化胶性能差，逐渐被有机促进剂所取代。有机促进剂苯胺、有机碱、噻唑类二硫代氨基甲酸盐类、胍类、秋兰姆类、黄原酸类和次磺酰胺类等。三元乙丙防水卷材的配方EPDM（EPDM/IIR）100份ZnO5硫化剂1防老剂1.5碳黑90～120填充剂25～35增塑剂35～50促进剂3其他1～26.1.2三元乙丙防水卷材生产过程一、生产工艺方法挤出成型挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在橡胶加工中又称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。作用挤出过程对胶料起到剪切、混炼和挤压的作用。特点应用范围广、灵活机动性大，挤出的半成品质地均匀、致密、容易变换规格。挤出机设备占地面积小、质量轻、机器结构简单、生产效率高、造价低、生产能力大等。压延成型指混炼胶料通过压延机两滚筒之间，利用滚筒间的压力使胶料产生延展变形，制成胶片或胶布半成品的一种工艺过程。特点：对操作人员的技术水平要求高。必须做到操作技术熟练，对工艺条件掌握严格、细致。要求压延胶片厚度和表面质量与规定指标间偏差范围要小，高速压延时不应出现胶料焦烧现象。卷材外观不密实，有起泡、褶皱、厚度不均匀等缺陷二、生产设备挤出成型混炼：切胶机、密炼机、开炼机精炼及成型：滤胶机、开炼机、挤出成型装置（由主机和辅机两部分组成）。硫化：硫化罐压延成型压延机、单鼓硫化机、硫化罐、密炼机、滤胶机、切胶机、开炼机。挤出成型装置主机(即挤出机)挤压系统：由机筒和螺杆组成。胶料通过挤压系统而塑化成均匀的粘流体，并在这一过程所建立的压力下被螺杆连续地定压、定量、定温地挤出机头。传动系统：给螺杆提供所需的扭矩和转速。加热冷却系统通过对料筒、螺杆和机头等进行加热和冷却，保证挤出成形过程在工艺要求的温度范围内完成。机头：通过挤压系统的胶料再通过它来获得一定的几何形状和尺寸。辅机定型装置：将机头挤出的半成品形状定型稳定，并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常冷却和加压方法达到这一目的。冷却装置：充分冷却定型装置出来的半成品，获得最终的形状和尺寸。牵引装置：均匀牵引半成品，并对半成品的截面尺寸进行控制，使挤压过程稳定的进行。切割装置：将连续挤出的成品切成一定长度或宽度。卷取装置：将成品卷绕成卷。挤出机控制系统：由各种电器、仪表和执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、辅机和其它各种执行机构，按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。高分子聚乙烯丙纶防水卷材生产线三、生产工艺过程胶料制备将各种原料经过配料、密炼、拉片、过滤、热炼成橡胶混合料；卷材成型橡胶混合料经挤出或压延成型为卷材；硫化检验包装卷材再经硫化、检验、分卷、包装等制成卷材产品。挤出生产工艺流程混炼滤胶加硫出条冷却半成品检验冷却成品检验计量收卷塑炼各种助剂备料配料硫化挤出1、原材料准备和配制原材料准备原辅材料按形状分：粉料、液料、颗粒状料和块状料等。使用前要按照不同要求对材料进行处理。水分含量放置时间长或受潮的