耐高温高密度聚乙烯土工膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高密度聚乙烯土工膜技术领域，具体涉及一种耐高温高密度聚乙烯土工膜及其制备方法。所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，由以下质量份数的原料组成：高密度聚乙烯40‑70份，中密度聚乙烯30‑60份，抗氧化母料5‑8份，炭黑母料5‑8份。本发明专利技术制备的耐高温高密度聚乙烯土工膜各项性能检测结果全部优于GRI GM13标准指标，具有优异的尺寸稳定性，在100℃条件下，尺寸变化率低于±0.5％，并且大大提高了抗氧化性，增强了高温条件下工程的可靠性、安全性；本发明专利技术还提供其制备方法。

High temperature and high density polyethylene geomembrane and its preparation

The invention relates to the technical field of high-density polyethylene geomembrane, in particular to a high temperature resistant high-density polyethylene geomembrane and a preparation method thereof. The high-temperature and high-density polyethylene geomembrane is composed of 40-70 parts of high-density polyethylene, 30-60 parts of medium density polyethylene, 5-8 parts of antioxidant masterbatch and 5-8 parts of carbon black masterbatch. The high-temperature and high-density polyethylene geomembrane prepared by the invention is superior to the GRI gm13 standard index in all performance test results and has excellent dimensional stability. Under the condition of 100 \u2103, the dimensional change rate is less than \u00b1 0.5%, and greatly improves the oxidation resistance, enhances the engineering reliability and safety under the high temperature condition; the invention also provides the preparation method.

【技术实现步骤摘要】
耐高温高密度聚乙烯土工膜及其制备方法
本专利技术涉及高密度聚乙烯土工膜
，具体涉及一种耐高温高密度聚乙烯土工膜及其制备方法。
技术介绍
高密度聚乙烯(HDPE)土工膜是具有极低渗透系数，较好柔性的一类高档防水材料，同时具有变形适应性强，强度强，易整体连接施工等优点，目前广泛应用于垃圾填埋场、水利、矿山的尾矿处理、石化罐区、高速铁路、市政工程等领域。但在实际工程应用中，高密度聚乙烯土工膜仍然存在一些问题。由于原料、配方及制备过程、工艺技术的差异，高密度聚乙烯土工膜普遍存在热胀冷缩尺寸变形量大，稳定性差，施工后的膜材遇热时松弛变形，遇冷时收缩，安全性较差，不适应于太阳能及环保工程中长期处于80-100℃工作条件的情况使用。专利CN2015109795761中公开了一种高强度高伸长率高密度聚乙烯土工膜及其制备方法，采用高密度聚乙烯50-100份、热塑性弹性体5-15份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯5-10份、表面改性纳米高岭土3-15份、色母3-5份以及防紫外剂0.1-0.5份制备而成。该专利技术以马来酸酐接枝高密度聚乙烯HDPE-g-MAH为相溶剂，用纳米高岭土及热塑性聚烯烃POE对高密度聚乙烯(HDPE)土工膜进行增强增韧，提高了HDPE土工膜的物理力学性能。专利CN2017108971021中公开了一种土工膜用聚乙烯组合物，采用70-90质量份的高密度聚乙烯树脂、10-30质量份的线性低密度聚乙烯树脂、0.1-0.4质量份的主抗氧剂、0.1-0.4质量份的辅助抗氧剂和0.1-0.2质量份的润滑剂。本专利技术所涉及的土工膜用聚乙烯组合物，具有优异的耐应力开裂性能和耐老化性能，拉伸负荷应力开裂(NCTL)时间大于2000h，氧化诱导时间大于100分钟，能够很好地满足下游用户的生产和使用要求。现有技术大多是针对如何提高HDPE土工膜的物理力学性能，对配方原料和工艺条件进行改进研究，很少针对HDPE土工膜的耐高温性能进行研究。而随着HDPE土工膜应用范围的不断扩大，为了适用于太阳能及环保工程中长期处于80-100℃工作条件中使用，需要提高HDPE土工膜的耐高温性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种耐高温高密度聚乙烯土工膜，提高了土工膜在加工过程中和在高温状态下使用的抗热氧化性能、稳定加工性能，提高了耐氧化诱导时间并延长其使用寿命；本专利技术还提供其制备方法。本专利技术所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，由以下质量份数的原料组成：高密度聚乙烯(HDPE)为密度0.948-0.965g/cm3、MFR0.03-0.06g/10min、维卡软化温度125-130℃的高密度聚乙烯。优选地，高密度聚乙烯为8800，640UF，F600，7000F，HTA001，8000F中的一种。高密度聚乙烯可以提高土工膜的力学性能，抗冲击和抗穿刺性能，改进熔体强度和抗蠕变性，改进化学稳定性。中密度聚乙烯(MDPE)为密度0.935-0.940g/cm3、MFR0.10-0.30g/10min、维卡软化温度123-128℃的中密度聚乙烯。优选地，中密度聚乙烯为TR131、TR400、FB2310中的一种。抗氧化母料为亚磷酸酯168与受阻酚1010复配。优选地，抗氧化母料为B215、B225、B900中的一种。抗氧化母料主要用于提高土工膜加工过程中和在高温状态下使用抗热氧化的性能，稳定加工性能提高耐氧化诱导时间并延长其使用寿命。炭黑母料为卡博特炭黑母料PE6429，PE2762中的一种。炭黑母料主要用来屏蔽太阳光紫外线的破坏作用，提高抗光氧化的性能并延长其使用寿命。制备的耐高温高密度聚乙烯土工膜为双光面土工膜，其厚度为2.0-3.0mm。本专利技术所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜的制备方法，步骤如下：以HDPE和MDPE为主要原料，加入抗氧化母料和炭黑母料，混合均匀后，经三层共挤吹塑设备熔融塑化，挤出机挤出模口，经空气吹胀、冷却定型、牵引、刨开、展平、卷取，得到耐高温高密度聚乙烯土工膜。挤出机螺杆长径比为30-40:1，螺杆转速为50-60r/min，模头间隙为3.0-3.5mm。挤出机温度为185-235℃。优选地，挤出机各段温度设定为：185℃、205℃、215℃、225℃、235℃、235℃、220℃。土工膜吹胀比为1.0-1.08。本专利技术与现有技术相比，在配方的选择上采用的高密度聚乙烯原料密度为0.948-0.965g/cm3，熔融指数MFR为0.03-0.06g/10min，在限定范围内的HDPE能够显著提高土工膜的力学性能，抗冲击和抗穿刺性能，改进熔体强度和抗蠕变性，改进化学稳定性，以确保产品在高温条件下使用的安全可靠性。并且采用MDPE替代常规配方所用的LLDPE来掺混使用，既调节了土工膜的柔性又改进了加工性能，而且可提高拉伸性能和抗应力开裂性能。此外，本专利技术还提高了抗氧化母料的加入量，主要提高土工膜在高温状态下使用时的抗热氧化性能，提高耐氧化诱导时间并延长其使用寿命。所有原料协同作用，提高了土工膜在加工过程中和在高温状态下使用的抗热氧化性能、稳定加工性能，提高了耐氧化诱导时间并延长其使用寿命，并且不影响土工膜的其他性能。本专利技术的原料体系与现有配方体系可以采用相同的加工设备制备土工膜，不需要更换设备。但是工艺参数需要与配方相配合，本专利技术的挤出机设定温度为185-235℃，高于常规工艺的180-215℃，便于原料挤出；且土工膜的吹胀比也由常规的1.20-1.25降为1.0-1.08，直接提高了土工膜的尺寸稳定性能，前提是必须与本专利技术的原料配比相配合，膜泡具有了足够的熔体强度才能正常生产。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：(1)本专利技术采用较高密度的HDPE和MDPE作为主要原料，并适当增加抗氧化母料的加入量，所有原料协同作用，提高了土工膜在加工过程中和在高温状态下使用的抗热氧化性能、稳定加工性能，提高了耐氧化诱导时间并延长其使用寿命；(2)本专利技术的原料体系与现有配方体系可以采用相同的加工设备制备土工膜，不需要更换设备，并且提高了挤出机设定温度，降低了土工膜的吹胀比，与本专利技术的原料配比相配合，大大提高了土工膜的尺寸稳定性能；(3)本专利技术制备的耐高温高密度聚乙烯土工膜各项性能检测结果全部优于GRIGM13标准指标，具有优异的尺寸稳定性，在100℃条件下，尺寸变化率低于±0.5％，并且大大提高了抗氧化性，增强了高温条件下工程的可靠性、安全性。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本专利技术技术方案所作的改变，均应属于本专利技术的保护范围内。实施例1一种耐高温高密度聚乙烯土工膜，按以下质量份数配比称取各原料组分：制备方法如下：将以上原料按配方称量，投入混料机中混合30min后，经自动上料机送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：





2.根据权利要求1所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于：高密度聚乙烯为密度0.948-0.965g/cm3、MFR0.03-0.06g/10min、维卡软化温度125-130℃的高密度聚乙烯。


3.根据权利要求1所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于：中密度聚乙烯为密度0.935-0.940g/cm3、MFR0.10-0.30g/10min、维卡软化温度123-128℃的中密度聚乙烯。


4.根据权利要求1所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于：抗氧化母料为亚磷酸酯168与受阻酚1010复配。


5.根据权利要求1所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于：炭黑母料为卡博特炭黑母料PE6429，PE2762中的一种。


6.根据权利要求1所述的耐高温高密度聚乙烯土工膜，其特征在于：耐高温高...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继明，庄新，段玲，
申请(专利权)人：山东新天鹤塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37