一种导电型复合土工膜制造技术

本发明专利技术公开了一种导电型复合土工膜，属于土工膜技术领域，包括原料高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、增容剂母粒、氨基化碳纳米管、纳米二氧化锡和纳米氮化硼；碳纳米管经过改性后含有大量侧链，有助于增加碳纳米管的分散性；高密度聚乙烯经过马来酸酐接枝改性后具有增容作用，液体石蜡作为分散剂有助于各组分分散均匀，松香树脂有助于增加其他组分的润湿性，有助于提高马来酸酐和高密度聚乙烯的接枝率，经过4

【技术实现步骤摘要】
一种导电型复合土工膜


[0001]本专利技术属于土工膜
，具体涉及一种导电型复合土工膜。

技术介绍

[0002]土工膜是一种防渗基材，可以应用在水电站大坝、水库、垃圾填埋场、隧道等需要防水的工程项目中。土工膜的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能，主要包括低密度聚乙烯土工膜、高密度聚乙烯土工膜和乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物土工膜，具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能，具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。土工膜在施工过程中可能会因为操作失误，或者施工面不平整而被刺破，出现一些难以察觉到的破损，这些破损会导致渗漏的发生。
[0003]土工膜为了便于运输，一般在生产时制成卷材，宽度最大为9m左右，所以在施工时需要将不同卷的土工膜拼接在一起，通过胶接或焊接的方式连接成一个整体，相比之下，焊接的土工膜比胶接的土工膜更加稳定。
[0004]导电土工膜是一种新型的土工材料，具有优异的导电性能和防渗性能，是一种可以进行电火花检测的高密度聚乙烯土工膜，一般是在生产过程加入导电炭黑制备出导电层，在施工现场利用电火花检测设备对导电土工膜的破损和渗漏进行检测。导电填料中，碳纳米管相较于导电炭黑的电阻率更低，具有优异的导电性能，但是和其他材料的相容性较差，从而会分散不均，影响导电土工膜的力学性能，特别是容易影响导电土工膜的熔合，使焊接处出现缺陷，导致力学性能下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种导电型复合土工膜，解决碳纳米管和高密度聚乙烯等材料相容性差的问题，从而增加导电土工膜焊接处的力学性能。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种导电型复合土工膜，包括如下质量份原料：
[0008]高密度聚乙烯60
‑
70份、中密度聚乙烯20
‑
30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15
‑
20份、增容剂母粒10
‑
20份、氨基化碳纳米管7
‑
9份、纳米二氧化锡2
‑
4份和纳米氮化硼0.5
‑
2份。
[0009]该导电型复合土工膜通过如下步骤制备：
[0010]步骤一：以过氧化二异丙苯作为引发剂，以液体石蜡作为分散剂，将引发剂和分散剂混合，然后和平均分子量为4
×
105的高密度聚乙烯加入高速混合机中，在500
‑
800r/mi n的条件下混合3
‑
5mi n，然后加入马来酸酐和松香树脂，继续混合5
‑
10mi n，然后转移至双螺杆挤出机中，在175
‑
180℃的条件下挤出，切粒，得到马来酸酐接枝高密度聚乙烯；
[0011]步骤二：将马来酸酐接枝高密度聚乙烯和4
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶加入反应釜中，在190
‑
195℃和80
‑
100r/mi n的条件下搅拌反应10
‑
20mi n，然后将反应产物在130
±
5℃的条件下转移至马来酸酐接枝高密度聚乙烯5
‑
10倍质量的二甲苯中，在100
‑
200r/mi n的条件下搅拌15
‑
20mi n，然后用甲醇析出沉淀，将沉淀用去离子水洗涤2
‑
3次，在45
‑
60℃的条件
下真空干燥，得到改性马来酸酐接枝高密度聚乙烯；
[0012]步骤三：将POE颗粒和改性马来酸酐接枝高密度聚乙烯按照1：2的质量比混合，然后用双螺杆挤出机在195
‑
200℃的条件下挤出，切粒，得到增容剂母粒；
[0013]步骤四：将碳纳米管和混酸液加入聚四氟乙烯反应釜中超声分散1.5
‑
2h，然后加入混酸液10倍体积的去离子水得到稀释液，将稀释液在10000
‑
12000r/mi n的条件下离心20
‑
30mi n，将沉淀用去离子水洗涤至最后一次洗涤液的pH值为7，然后将沉淀干燥，粉碎，得到羧基化碳纳米管；
[0014]步骤五：将羧基化碳纳米管和N，N
‑
二甲基甲酰胺加入反应釜中超声分散1
‑
1.5h，然后加入1，6
‑
己二胺和二环己基碳二亚胺，在90℃和搅拌的条件下回流反应20
‑
24h，将反应液抽滤，将滤饼用无水乙醇洗涤3
‑
5次，然后将滤饼真空干燥，粉碎，得到氨基化碳纳米管；
[0015]步骤六：将高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、增容剂母粒、氨基化碳纳米管、纳米二氧化锡和纳米氮化硼按比例加入高速混合机中，在500
‑
800r/min的条件下混合10
‑
20min，然后转移至双螺杆挤出机中，235
‑
240℃熔融挤出，吹膜，得到导电型复合土工膜。
[0016]进一步地，过氧化二异丙苯、液体石蜡、高密度聚乙烯、马来酸酐和松香树脂的用量比为0.08
‑
0.1g：0.8
‑
1g：100
‑
110g：0.8
‑
1g：8
‑
9g。
[0017]进一步地，马来酸酐接枝高密度聚乙烯和4
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶的用量比为100g：4
‑
8g。
[0018]进一步地，混酸液为质量分数为68％的浓硝酸和质量分数为98％的浓硫酸按照1：3的体积比混合制得。
[0019]进一步地，碳纳米管和混酸液的用量比为0.5g：10
‑
15mL。
[0020]进一步地，羧基化碳纳米管、N，N
‑
二甲基甲酰胺、1，6
‑
己二胺和二环己基碳二亚胺的用量比为1g：100mL：50g：10g。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]导电型复合土工膜原料中包括增容剂母粒和氨基化碳纳米管，碳纳米管经过酸化处理后接枝上大量羧基，再通过氨基化改性后形成大量含有氨基的侧链，有助于增加碳纳米管之间的距离，防止碳纳米管团聚，有助于增加碳纳米管的分散性。高密度聚乙烯经过马来酸酐接枝改性后具有增容作用，液体石蜡作为分散剂有助于各组分分散均匀，松香树脂有助于增加其他组分的润湿性，有助于提高马来酸酐和高密度聚乙烯的接枝率；马来酸酐接枝高密度聚乙烯经过4
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶改性后，有助于增加其导热性能，有助于焊接时快速传热，有助于形成均匀的粘流态便于焊接熔合，改性马来酸酐接枝高密度聚乙烯和POE融合后形成增容剂母粒，有助于增加原料之间的相容性。
[0023]中密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯起到增韧作用，氨基化碳纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电型复合土工膜，其特征在于，包括如下质量份原料：高密度聚乙烯60
‑
70份、中密度聚乙烯20
‑
30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15
‑
20份、增容剂母粒10
‑
20份、氨基化碳纳米管7
‑
9份、纳米二氧化锡2
‑
4份和纳米氮化硼0.5
‑
2份；所述增容剂母粒通过如下步骤制备：步骤一：将马来酸酐接枝高密度聚乙烯和4
‑
(2
‑
氨乙基)吡啶加入反应釜中，190
‑
195℃和80
‑
100r/min搅拌反应10
‑
20min，将反应产物在130
±
5℃的条件下转移至二甲苯中，100
‑
200r/min搅拌15
‑
20min，然后用甲醇析出沉淀，将沉淀用去离子水洗涤2
‑
3次，45
‑
60℃真空干燥，得到改性马来酸酐接枝高密度聚乙烯；步骤二：将POE颗粒和改性马来酸酐接枝高密度聚乙烯按照1：2的质量比混合，195
‑
200℃挤出，切粒，得到增容剂母粒。2.根据权利要求1所述的一种导电型复合土工膜，其特征在于，所述二甲苯的用量为马来酸酐接枝高密度聚乙烯质量的5
‑
10倍。3.根据权利要求1所述的一种导电型复合土工膜，其特征在于，所述马来酸酐接枝高密度聚乙烯通过如下步骤制备：将过氧化二异丙苯和液体石蜡混合，然后和高密度聚乙烯加入高速混合机中，500
‑
800r/min混合3
‑
5min，加入马来酸酐和松香树脂继续混合5
‑
10min，转移至双螺杆挤出机在175
‑
180℃的条件下挤出，切粒，得到马来酸酐接枝高密度聚乙烯。4.根据权利要求3所述的一种导电型复合土工膜，其特征在于，所述过氧化二异丙苯、液体石蜡、高密度聚乙烯、马来酸酐和松香树脂的用量比为0.08
‑
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡望帆，蔡四良，谢朝霞，欧阳清，
申请(专利权)人：湖南盛业土工材料制造有限公司，
类型：发明
国别省市：