一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜及其生产工艺。该化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，膜体的表面呈粗糙状，起糙层由高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙丙共聚物、碳酸氢钠、硬脂酸钙、滑石粉、分散剂、炭黑色母粒和抗氧剂制成；非起糙层由高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物制成。该化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，发泡组合物以无机发泡剂为主，成本低廉，起泡效果显著，起糙层中添加的乙丙共聚物使得起糙层树脂的熔体强度降低，能产生较高的糙面高度而提高该糙面HDPE土工膜的摩擦系数。此外，该糙面HDPE土工膜的耐环境应力开裂性能好，能及时恢复由于环境影响产生的形变。

Coarse surface HDPE geomembrane prepared by chemical foaming method and process for producing the same

The invention relates to a roughened surface HDPE geomembrane prepared by chemical foaming process and a production process thereof. The chemical foaming prepared by surface roughness HDPE geomembrane, the surface of the membrane was rough shape, from the rough layer is composed of high density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene propylene copolymer, sodium bicarbonate, calcium stearate, talcum powder, dispersion agent, carbon black masterbatch and antioxidant; not rough layer is made of high density polyethylene, linear low density polyethylene and hydrogenated styrene butadiene styrene copolymers made from. The chemical foaming prepared by surface roughness HDPE geomembrane, foaming composition, inorganic foaming agent has the advantages of low cost, the foaming effect is remarkable, has added the ethylene propylene copolymer layer to reduce the roughness makes the melt strength of resin layer roughness, rough surface can produce higher height and increase the friction coefficient of the surface roughness of HDPE geomembrane the. In addition, the roughness HDPE geomembrane has good environmental stress cracking resistance and can recover the deformation caused by environmental impact in time.

【技术实现步骤摘要】
一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜及其生产工艺
本专利技术涉及一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜及其生产工艺。
技术介绍
HDPE土工膜具有较低的渗透系数，已成为防渗工程的主体材料，广泛应用于水利建设、地铁、隧道建设、垃圾填埋场防渗、尾矿库防渗、煤化工蒸发塘等领域。HDPE土工膜分为光面土工膜和糙面土工膜，光面土工膜表面比较平整，匀整度比较好，主要应用在地势平坦、坡度比较小的防渗场地。糙面土工膜的一侧或两侧的表面比较粗糙，具有一定的摩擦系数，主要应用在坡度比较大的防渗场地，像防渗工程的陡边坡等地方。HDPE糙面土工膜的制备工艺分为一次成型和二次成型。二次成型工艺主要包括轧花成糙法和喷丝成糙法。轧花成糙法是将HDPE光面土工膜经过预热后通过轧花辊轧花，冷却后形成糙面土工膜的方法。喷丝成糙法是将HDPE光面土工膜预热，使所需加糙土工膜面层达到热变形温度以上，通过特殊的喷塑设备喷丝，将熔融状塑料丝喷涂在所需加糙的土工膜表面，经过冷却制得粗糙面层的方法。喷丝工艺难度大，糙面质量不稳定。一次成型工艺包括物理法成糙工艺和化学法成糙工艺。物理法成糙工艺常用的气源是氮气或水分，具体的是将氮气或水分直接与起糙层原料共混，共混后与非起糙层原料一起进入多层共挤模头的不同流道，共同挤出成型。化学发泡成糙法是采用化学发泡剂成泡，使土工膜表面形成一定粗糙度的方法。在需加糙的土工膜原料中添加化学发泡剂，发泡物质与起糙层原料以及非起糙层原料一起进入多层共挤模头的不同流道，实现同时挤出，在挤出过程中，起糙层含有发泡物质分解生成气体形成的气泡，熔体在出模口的瞬间因压力差导致气泡破裂，形成一定的不均匀度，从而形成糙面。二次成型工艺对土工膜的力学性能影响小，但轧花成糙工艺设备投资大，调整糙面的形状或高度都需要更换轧花辊，得到的土工膜糙面均一且表面易脱落；而现有技术中，一次成型法形成的糙面虽然稳定性好，不易脱落，但在糙面的生产过程中，气泡向非起糙层的挤压，造成力学性能的下降，尤其是断裂伸长率下降明显，会影响到糙面土工膜在使用过程中的耐环境应力开裂性能。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种糙面稳定且不易脱落、力学性能优良、断裂伸长率高、耐环境应力开裂强的化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜及其生产工艺。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，膜体的表面呈粗糙状，起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92-108份、线性低密度聚乙烯12-13份、乙丙共聚物15-24份、碳酸氢钠0.4-0.8份、硬脂酸钙0.05-0.1份、滑石粉0.05-0.1份、分散剂0.09-0.5份、炭黑色母粒5.8-6.3份、抗氧剂1010为0.2-1.2份；非起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92-108份、线性低密度聚乙烯14-16份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.36-0.45份；所述乙丙共聚物中乙烯和丙烯的共聚比例为70:30。起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯100份、线性低密度聚乙烯12.5份、乙丙共聚物19份、碳酸氢钠0.6份、硬脂酸钙0.07份、滑石粉0.07份、分散剂0.5份、炭黑色母粒6.0份、抗氧剂1010为0.2份；非起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯100份、线性低密度聚乙烯15份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.4份。所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.1g/10min；所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min；所述乙丙共聚物的熔融指数为3.1g/10min；所述碳酸氢钠为工业级，粒径为200-250目；所述硬脂酸钙为工业级，粒径为200-250目；所述滑石粉为工业级，粒径为1250-1500目；所述分散剂为石蜡油，粘度为20℃下150mPa·s；所述炭黑色母粒的炭黑含量为45％；所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的硬度为邵氏硬度70A。所述化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜的生产工艺，采用如下步骤：(1)称取上述重量份数的碳酸氢钠、硬质酸钙和滑石粉，置于高速混合机中，在1000r/min转速下混合均匀，混合时间为8-10分钟，得发泡起糙混合物；(2)称取上述重量份数的高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和乙丙共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、炭黑色母粒和抗氧剂1010，混合均匀，得基础层土工膜混合物；(3)将步骤(2)所得基础层土工膜混合物置于三层共挤吹塑机中层螺杆中，同时在三层共挤吹塑机的内层螺杆和外层螺杆内分别加入步骤(1)所得发泡起糙混合物和分散剂，挤出成型，即得糙面HDPE土工膜。所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.1g/10min；所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min；所述乙丙共聚物的熔融指数为3.1g/10min；所述碳酸氢钠为工业级，粒径为200-250目；所述硬脂酸钙为工业级，粒径为200-250目；所述滑石粉为工业级，粒径为1250-1500目；所述分散剂为石蜡油，粘度为20℃下150mPa·s；所述炭黑色母粒的炭黑含量为45％；所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的硬度为邵氏硬度70A。本专利技术所用的各原料的性能如下：高密度聚乙烯：高密度聚乙烯简称为HDPE，又称低压聚乙烯，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，为白色粉末颗粒状。具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，介电性能好，耐环境应力开裂性亦较好。线性低密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯简称为LLDPE，为无毒无味无臭的乳白色颗粒，与LDPE相比，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等，广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品等领域。本专利技术所使用的线性低密度聚乙烯的生产方法为：以乙烯为主要原料，以少量α-烯烃(如丁烯-1、辛烯-1等)，在催化剂作用下经高压或低压进行气相流化床聚合，反应出来的物料经造粒、干燥、包装而成。乙丙共聚物：乙丙共聚物简称OCP，为乙烯、丙烯的共聚物，是一种润滑油粘度指数改进剂。聚乙烯树脂的熔体强度高，气泡容易向非起糙层挤压，聚丙烯树脂的熔体强度低，气泡容易形成糙面，乙丙共聚物同时包含乙烯结构单元和丙烯结构单元，具有良好的热稳定性和化学稳定性，增粘能力和剪切稳定性较好，能有效改进油品粘度指数，对润滑油降凝剂感受性良好。氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物简称SEBS，是热塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)分子中橡胶段聚丁二烯不饱和双键经过选择加氢而制得的新型改性热塑性弹性体。SEBS不含不饱和双键，具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS为热塑性弹性体，具有较好的弹性，同时能够热塑性加工，在高低温差存在时，能够及时恢复由于环境影响产生的形变，具有较好的耐高低温性能。在本专利技术中按一定比例添加到非起糙层HDPE树脂中，可增韧HDPE树脂，能够改善其耐环境应力开裂性能。碳酸氢钠：碳酸氢钠俗称小苏打，为白色细小晶体，固体50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，270℃时完全分解。碳酸氢钠常用作分析试剂、无机合成、制药工业、治疗酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，膜体的表面呈粗糙状，其特征是：起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92‑108份、线性低密度聚乙烯12‑13份、乙丙共聚物15‑24份、碳酸氢钠0.4‑0.8份、硬脂酸钙0.05‑0.1份、滑石粉0.05‑0.1份、分散剂0.09‑0.5份、炭黑色母粒5.8‑6.3份、抗氧剂1010为0.2‑1.2份；非起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92‑108份、线性低密度聚乙烯14‑16份、氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物0.36‑0.45份；所述乙丙共聚物中乙烯和丙烯的共聚比例为70:30。

【技术特征摘要】
1.一种化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，膜体的表面呈粗糙状，其特征是：起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92-108份、线性低密度聚乙烯12-13份、乙丙共聚物15-24份、碳酸氢钠0.4-0.8份、硬脂酸钙0.05-0.1份、滑石粉0.05-0.1份、分散剂0.09-0.5份、炭黑色母粒5.8-6.3份、抗氧剂1010为0.2-1.2份；非起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯92-108份、线性低密度聚乙烯14-16份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.36-0.45份；所述乙丙共聚物中乙烯和丙烯的共聚比例为70:30。2.根据权利要求1所述的化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，其特征是：起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯100份、线性低密度聚乙烯12.5份、乙丙共聚物19份、碳酸氢钠0.6份、硬脂酸钙0.07份、滑石粉0.07份、分散剂0.5份、炭黑色母粒6.0份、抗氧剂1010为0.2份；非起糙层由以下重量份数的原料制成：高密度聚乙烯100份、线性低密度聚乙烯15份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.4份。3.根据权利要求1-2任一所述的化学发泡法制备的糙面HDPE土工膜，其特征是：所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.1g/10min；所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min；所述乙丙共聚物的熔融指数为3.1g/10min；所述碳酸氢钠为工业级，粒径为200-250目；所述硬脂酸钙为工业级，粒径为200-250目；所述滑石粉为工业...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕菲菲，赵奎利，安桂林，李涛，
申请(专利权)人：浩阳环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37