[發(fā)明專(zhuān)利]微納多層聚合物土工膜及其制備方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410152646.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103897248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋良強(qiáng);孫靜;秦舒浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 貴州省材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/06;C08L23/08;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/34;B29C47/06
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其是一種微納多層聚合物土工膜及其制備方法及裝置。

背景技術(shù)

聚合物土工膜廣泛的應(yīng)用于隧道、垃圾填埋場(chǎng)、礦山尾壩、沿海灘涂治理、民用建筑、水利水電、電廠、環(huán)保設(shè)施、市政設(shè)施等各種設(shè)施或建筑的防滲、防漏。隨著交通事業(yè)的發(fā)展，和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，聚合物土工膜的用量也越來(lái)越大。

目前，聚合物土工膜有聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）等聚合物材料擠出制備，大多是單層、兩層、三層。三層以上的多層聚合物土工膜很少。聚合物土工膜的使用環(huán)境非常惡劣，通常在使用過(guò)程中會(huì)遇到很多鋒利的巖石或其它堅(jiān)硬物體，容易將土工膜刺穿，使得聚合物土工膜的防滲、防漏性能大幅下降。因此，如何提高聚合物土工膜的抗穿刺性能和其它力學(xué)性能非常重要。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究表明，多層聚合物膜相對(duì)單層、兩層或三層聚合物膜具有更優(yōu)異的拉伸力學(xué)性能，尤其是抗穿刺性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微納多層聚合物土工膜及其制備方法及裝置，拉伸強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)率高，抗穿刺性能優(yōu)異，阻隔性能優(yōu)異，制備工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比成本更低廉，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：微納多層聚合物土工膜,按重量份數(shù)計(jì)算，包括60-95份聚合物，4-40份無(wú)機(jī)填料及1-10份改性劑。

所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）中的一種或幾種按任意比例組成的共混物。

所述無(wú)機(jī)填料為碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅、滑石粉、蒙脫土中的一種或幾種的任意比例組合。

所述改性劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、乙烯接枝馬來(lái)酸酐、乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯接枝馬來(lái)酸酐或丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯。

微納多層聚合物土工膜的制備方法,按上述重量份數(shù)，取無(wú)機(jī)填料與改性劑進(jìn)行混合，攪拌均勻后，獲得改性無(wú)機(jī)填料；再將改性無(wú)機(jī)填料與聚合物加入專(zhuān)用聚合物微納層疊共擠裝置中進(jìn)行共混擠出，獲得聚合物層與聚合物/無(wú)機(jī)填料層的交替多層土工膜成品。

所述的聚合物層或聚合物/無(wú)機(jī)填料層的單層厚度為10nm～250μm。

專(zhuān)用聚合物微納層疊共擠裝置，包括四層分配器，在四層分配器的兩側(cè)分別連接有左側(cè)單螺桿擠出機(jī)及右側(cè)單螺桿擠出機(jī)，在四層分配器的出口上連接有四層倍增器，在四層倍增器的出口上連接有三層分配器，在三層分配器的出口上設(shè)有口模。

左側(cè)單螺桿擠出機(jī)及右側(cè)單螺桿擠出機(jī)與四層分配器之間設(shè)有熔體泵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)產(chǎn)品的配方及制備工藝進(jìn)行了優(yōu)選，所制備的聚合物多層土工膜拉伸強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)率高，抗穿刺性能優(yōu)異，阻隔性能優(yōu)異，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比成本更低廉，生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作，非常適宜工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明的專(zhuān)用聚合物微納層疊共擠裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為本發(fā)明的工作流程框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例1：微納多層聚合物土工膜,按重量份數(shù)計(jì)算，包括80份聚乙烯，23份碳酸鈣及2份聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐。

微納多層聚合物土工膜的制備方法,按上述重量份數(shù)，取先將碳酸鈣與改性劑進(jìn)行混合，攪拌均勻后獲得改性碳酸鈣與；再將改性碳酸鈣與與聚乙加入專(zhuān)用聚合物微納層疊共擠裝置中進(jìn)行共混擠出，獲得交替PE層8與PE/CaCO₃層9的成品；?PE層8或PE/CaCO₃層9的單層厚度為50nm。

專(zhuān)用聚合物微納層疊共擠裝置，包括四層分配器4，在四層分配器4的兩側(cè)分別連接有左側(cè)單螺桿擠出機(jī)1及右側(cè)單螺桿擠出機(jī)2，在四層分配器4的出口上連接有四層倍增器5，在四層倍增器5的出口上連接有三層分配器6，在三層分配器6的出口上設(shè)有口模7；左側(cè)單螺桿擠出機(jī)1及右側(cè)單螺桿擠出機(jī)2與四層分配器4之間設(shè)有熔體泵3。

本發(fā)明的實(shí)施例2：微納多層聚合物土工膜,按重量份數(shù)計(jì)算，包括83份聚乙烯，15份無(wú)機(jī)填料及2份聚乙烯接枝甲基丙烯縮水甘油酯；無(wú)機(jī)填料為等質(zhì)量的碳酸鈣與滑石粉進(jìn)行復(fù)配而成。

制備方法同實(shí)施例1，獲得交替PE層8與PE/CaCO₃/滑石粉層9的成品；?PE層8或PE/CaCO₃/滑石粉層9的單層厚度為200nm。

采用的裝置同實(shí)施例1。