【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体地，涉及一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材及其制备方法。
技术介绍
1、防水卷材主要是用于建筑墙体、屋面，以及隧道、公路、垃圾填埋场等处，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷曲成卷状的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用；传统的卷材以沥青为主，随着高分子材料的研究深入，具有低密度、高强度、高防渗性能的高密度聚乙烯(hdpe)防水卷材逐渐兴起。
2、高密度聚乙烯是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃，与传统的聚乙烯材料相比，具有更高的机械强度以及耐酸碱性和低温性能，但是，其耐光热老化性能不足，一般高密度聚乙烯材料均需要做耐老化处理；现有的改进方案主要是向材料中添加一定量的抗老化剂，如有机受阻胺和受阻酚类抗氧剂，其通过捕捉清除老化过程中产生的自由基达到延缓老化的作用，其为小分子外加剂，在光热条件下易在材料中迁移，长效抗老化效果不佳；还如氧化钛、氧化锌等无机屏蔽材料，其通过反射屏蔽光照，减缓老化的深入，达到延缓老化的目的，一般需要大量的添加材料达到一定的连续的屏蔽效果，对材料的力学性能影响严重；随着无机材料研究的发展，石墨烯一经发现即受到广泛关注，其具有稳定的片层结构，且片层具有优异的阻隔性能，是作为抗老化屏蔽的优质材料，但其表面含有大量极性含氧基团，在非极性的高分子材料中难以分散，加之其特殊的片层结构在基体内部形成缺陷，导致目前与其复合的高分子材料的力学性能恶化严重，且耐老化性能远远达不到预期效果。
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1、为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材，按照重量份计包括：
4、hdpe母料100份、lldpe母料8-13份、橡胶粉10-15份、乙烯-辛烯共聚物5-8份、偶联石墨烯6.5-8份、抗老化助剂0.7-0.9份和润滑剂1.5-2份。
5、所述抗老化助剂由以下方法制备：
6、步骤a1：将二乙醇胺和丙酮混合溶解，加入氧化钙混匀，冰水浴控制温度为5-15℃，以400-500rpm进行快速搅拌，间断加入十一烯酰氯，控制总加入反应时间为1.2-1.6h，反应结束过滤脱除氧化钙，旋蒸脱除丙酮，得到修饰中间体；
7、进一步地，二乙醇胺、十一烯酰氯、氧化钙和丙酮的用量比为0.1mol：0.1mol：3.5-4.5g：80-110ml，氧化钙作为碱性吸收剂，在低温高混状态下，间断加入的十一烯酰氯优先与二乙醇胺中的高碱性仲胺结构取代反应，具体反应过程可表示如下：
8、
9、步骤a2：将2，6-二叔丁基苯酚、甲醇钠和二甲基亚砜混匀，预升温至70-80℃，通入干燥氮气保护，加入修饰中间体混匀，继续升温至95-110℃，施加120-180rpm机械搅拌1.4-1.8h，反应结束加入去离子水混洗，去除水相，真空干燥，得到抗老化基体；
10、进一步地，修饰中间体、2，6-二叔丁基苯酚、甲醇钠和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.1mol：5-7g：150-200ml，2，6-二叔丁基苯酚通过甲醇钠活化，之后与修饰中间体的双键加成，具体反应过程可表示如下：
11、
12、步骤a3：将抗老化基体、二月桂酸二丁基锡和四氢呋喃混匀，升温至45-60℃，施加180-360rpm机械搅拌，缓慢加入环氧氯丙烷，控制加入反应时间为40-60min，之后加入叔丁醇钾溶液混合，减压旋蒸脱除四氢呋喃以及叔丁醇钾溶液的溶剂，得到抗老化助剂；
13、进一步地，抗老化基体、环氧氯丙烷、二月桂酸二丁基锡、叔丁醇钾和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.22-0.25mol：1.4-1.8ml：3.8-4.5g：200-280ml，二月桂酸二丁基锡促进环氧氯丙烷和抗老化基体的活性伯醇结构开环，之后在碱性叔丁醇钾的促进下再次闭环，向抗老化基体中引入环氧结构，具体反应过程可表示如下：
14、
15、所述偶联石墨烯的制备方法为：将正己基三乙氧基硅烷和二甲基乙酰胺水溶液混匀，加入甲酸调节混合液的ph值至3.5-4.0，搅拌水解1-1.5h，之后加入氧化石墨烯高速混合，再加入氨水中和ph值至6.0，静置偶联12h，抽滤并取滤渣清洗、干燥，得到偶联石墨烯；
16、进一步地，氧化石墨烯、正己基三乙氧基硅烷和二甲基乙酰胺水溶液的用量比为50g：4-5ml：60-80ml，二甲基乙酰胺水溶液的质量分数为60％，正己基三乙氧基硅烷在酸性条件下充分水解，形成硅醇结构，之后随着ph的升高，其与氧化石墨烯片材平面上富集的羟基缩合，向片层平面上引入烷基结构。
17、一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材的制备方法，包括如下步骤：
18、步骤s1：将各原料采用高混机混匀，转入转矩流变仪中，氮气氛围，升温至185-195℃密炼，直至45rpm剪切转矩稳定，得到熔融料；
19、步骤s2：将熔融料挤出至压延机中，依次压延成型、热压定径和冷却定形，得到卷材。
20、进一步地，橡胶粉由丁腈橡胶和硅橡胶按照重量比为1:0.2-0.4混合而成。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术采用抗老化助剂协同偶联石墨烯提高卷材的耐老化性，其中，偶联石墨烯以氧化石墨烯为基体，正己基三乙氧基硅烷为偶联材料，氧化石墨烯结构上呈片层状，其片层平面上富含以羟基为主的含氧基团，边缘上富含以羧基为主的含氧基团，正己基三乙氧基硅烷水解后优先与片层平面上的羟基缩合，降低表面极性同时引入链状烷基，大大降低氧化石墨烯在hdpe基体中分散的阻力，有利于石墨烯片层均匀分散到基体中在空间上形成连续的阻隔层，从而达到屏蔽抗老化效果；抗老化助剂由十一烯酰氯和二乙醇胺取代反应，形成具有不饱和长链烷基的二元醇作为修饰中间体，之后通过甲醇钠活化，使得修饰中间体和2，6-二叔丁基苯酚加成，引入受阻酚结构作为抗老化基体，最后由环氧氯丙烷和其分子中的醇羟基反应引入环氧结构改性，制成抗老化助剂，其分子中的环氧结构在高温熔融过程中可与偶联石墨烯片层端部的羧基进行开环，一方面，抗老化助剂作为偶联石墨烯的桥接材料，在基体中形成有机-无机的第二项网络结构，大大降低石墨烯片层的离析作用，有利于提升复合后材料的整体力学性能，另一方面，石墨烯片层具有优异的阻隔性能，抗老化助剂连接在片层之间，形成锚固作用将受阻酚结构均匀分散到片层之间，在层间迁移游离的自由基可及时被受阻酚结构清除，达到长效稳定的耐老化效果。
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1.一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，按照重量份计包括：HDPE母料100份、LLDPE母料8-13份、橡胶粉10-15份、乙烯-辛烯共聚物5-8份、偶联石墨烯6.5-8份、抗老化助剂0.7-0.9份和润滑剂1.5-2份；
2.根据权利要求1所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，二乙醇胺、十一烯酰氯、氧化钙和丙酮的用量比为0.1mol：0.1mol：3.5-4.5g：80-110mL。
3.根据权利要求2所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，修饰中间体、2，6-二叔丁基苯酚、甲醇钠和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.1mol：5-7g：150-200mL。
4.根据权利要求3所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，抗老化基体、环氧氯丙烷、二月桂酸二丁基锡、叔丁醇钾和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.22-0.25mol：1.4-1.8mL：3.8-4.5g：200-280mL。
5.根据权利要求1所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，所述偶联
6.根据权利要求5所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材，其特征在于，氧化石墨烯、正己基三乙氧基硅烷和二甲基乙酰胺水溶液的用量比为50g：4-5mL：60-80mL，二甲基乙酰胺水溶液的质量分数为60%。
7.根据权利要求1所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种耐老化石墨烯复合HDPE防水卷材的制备方法，其特征在于，橡胶粉由丁腈橡胶和硅橡胶按照重量比为1:0.2-0.4混合而成。
...【技术特征摘要】
1.一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材，其特征在于，按照重量份计包括：hdpe母料100份、lldpe母料8-13份、橡胶粉10-15份、乙烯-辛烯共聚物5-8份、偶联石墨烯6.5-8份、抗老化助剂0.7-0.9份和润滑剂1.5-2份；
2.根据权利要求1所述的一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材，其特征在于，二乙醇胺、十一烯酰氯、氧化钙和丙酮的用量比为0.1mol：0.1mol：3.5-4.5g：80-110ml。
3.根据权利要求2所述的一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材，其特征在于，修饰中间体、2，6-二叔丁基苯酚、甲醇钠和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.1mol：5-7g：150-200ml。
4.根据权利要求3所述的一种耐老化石墨烯复合hdpe防水卷材，其特征在于，抗老化基体、环氧氯丙烷、二月桂酸二丁基锡、叔丁醇钾和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.22-0.25mol：1.4-1.8ml：3.8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王家乡，刘冠麟，李云飞，潘磊，
申请(专利权)人：云南欣城防水科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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