[发明专利]一种柔性热塑性聚烯烃防渗材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防渗材料技术领域，具体涉及一种柔性热塑性聚烯烃防渗材料及其制备方法。

背景技术

防渗材料是防止液态物质(如水)或气态(如水蒸气)物质侵入到防护结构中的功能材料，其具有普通防水材料无法比拟的防渗透效果，其对水蒸气渗透系数的要求较高，若材料的水蒸气渗透系数能达到10^-12cm/s，那么该材料几乎不透水。目前，市售的防渗材料包括聚氯乙烯(PVC)土工材料、高密度聚乙烯(HDPE)土工材料、线性低密度聚乙烯(LLDPE)土工材料等，在水库、围堰、常规电站、垃圾填埋场、污水池、铁路和公路软基加固等领域得以应用。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：随着工程领域的延伸和服役环境的复杂化，现有的上述防渗材料难以满足工程性能需求。例如，PVC土工材料在长期使用过程中存在增塑剂迁移、变硬等不良现象，影响其应用寿命，不适宜于在水质要求高和长期暴露的环境中直接使用；HDPE土工材料模量高，制品硬度大，难以适应不平整基层及其变形，施工性能偏差，并且存在环境应力开裂问题；LLDPE土工材料相比HDPE柔韧性得以改善，但存在施工性能差、耐穿刺性能低以及环境应力开裂等问题。

发明内容

本发明针对现有的防渗材料无法长期用于苛刻环境的防渗问题，提供一种可直接暴露应用于大坝、水库、堤岸、围堰、水渠、隧道、核电站等新建和维修水电水利工程中的柔性热塑性聚烯烃防渗材料。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性热塑性聚烯烃防渗材料，包括以下重量份的原料：热塑性聚烯烃树脂65～100份，加工助剂0.1～5份，光稳定剂0.1～5份；

其中，所述热塑性聚烯烃树脂的弯曲模量为：2-300MPa，邵氏硬度为：10-50邵D。

优选的是，所述原料还包括填料0.1～35份，颜料0.1～5份。

优选的是，所述柔性热塑性聚烯烃防渗材料的红外吸收光谱在波数2800-3000cm^-1和1300-1500cm^-1处有振动吸收峰。

优选的是，所述热塑性聚烯烃树脂的聚合物中包括刚性链段和柔性链段，所述柔性链段占聚合物的重量百分含量大于或等于35％，所述刚性链段为具有有序结构的聚丙烯或/和聚乙烯结构单元，所述柔性链段为乙烯-丙烯和/或乙烯-丙烯-α-烯烃结构单元。

其中，热塑性聚烯烃树脂中的柔性链段均匀地分散在连续的刚性链段中，以实现材料模量和柔韧性的平衡，同时赋予材料优异的耐高低温性能(-45℃仍保持柔韧性)以及加工性能和焊接施工性能，使得材料不仅能够较好适应基层的变形和抵抗凸起顶破特性，还能适应不同气候环境下工程对材料低温性能的要求。

优选的是，所述热塑性聚烯烃树脂包括热塑性聚丙烯基弹性体(或称为TPO)、热塑性聚烯烃弹性体(或称为POE)、聚丙烯、聚丙烯共混合金、聚乙烯、乙丙橡胶中的一种或几种的混合。

优选的是，所述光稳定剂包括炭黑、钛白粉、邻羟基二苯甲铜类、苯并三唑类、水杨酸酯类、受阻胺类光稳定剂(HALS)中的任意一种或几种的混合；更优选的是，所述光稳定剂选自光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂2020中的任意一种或几种的混合；所述加工助剂包括受阻酚类抗氧剂或受阻酚类复合型抗氧剂。更优选的是，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂B225。所述加工助剂还包括偶联剂。

其中，光稳定剂的作用在于提高制品抵抗太阳光氧老化性能，排除或减缓光化学反应，阻止或延迟光老化的过程，达到延长防渗材料制品使用寿命的目的。偶联剂的作用一是提高填料与热塑性聚烯烃树脂之间的界面相容性，二是对所添加的填料等粉料表面进行化学和/或物理的包覆处理。

优选的是，所述填料包括碳酸钙、滑石粉、云母、氢氧化镁中的任意一种或几种的混合；所述填料粒径为800～3000目。

其中，所述填料具有以下作用：改善制品的理化性能，例如增强力学强度、阻燃性能、光洁度等；降低配方成本。此外，填料还具有增强产品抗水渗透性的作用。具体的，填料的粒径越小，在制品内部产生的孔隙缺陷越小，制品的抗渗性能越好。

需要说明的是，所述原料还包括颜料，优选的是，所述颜料包括无机颜料，如钛白粉。其中，颜料的作用是赋予防渗材料制品一定的颜色，以提高防渗材料制品的外观美感。

本发明还提供一种上述的柔性热塑性聚烯烃防渗材料的制备方法，包括以下步骤：