[发明专利]一种热塑性聚烯烃防渗复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

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

背景技术

混凝土碾压堆石坝在建设或运行过程中，不可避免的存在落石或异型尖锐凸起物，这些落石或异型尖锐凸起物均会刺破直接暴露在其上使用的土工复合防渗材料，导致防渗结构破坏。

高密度聚乙烯(HDPE)土工膜材料具有优异的耐穿刺性能、极低的水蒸气透过性能和良好耐化学腐蚀性能，但是这种制品模量高，偏硬，对基层平整性要求高，同时HDPE土工膜不可直接外露应用。PVC土工膜柔韧性较好，适应凸起物变形特性好，但是PVC土工膜内部含有大量增塑剂，长期暴露应用中增塑剂极易迁移，应用寿命较低。

发明内容

本发明针对现有的防渗材料柔韧性不够，不可直接暴露应用于大坝防渗的问题，提供一种柔韧性良好，耐穿刺性能优异，适用于大坝、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的热塑性聚烯烃防渗复合材料及其制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种热塑性聚烯烃防渗复合材料，包括热塑性聚烯烃复合层和土工织物层；所述热塑性聚烯烃复合层包括交叉层压聚烯烃层和热塑性聚烯烃层。

优选的是，所述防渗复合材料可以包括两层土工织物层，一层热塑性聚烯烃复合层，所述热塑性聚烯烃复合层设于两层土工织物层之间。

更优选的是，所述热塑性聚烯烃复合层包括两层热塑性聚烯烃层和一层交叉层压聚烯烃层，所述交叉层压聚烯烃层设于两层所述热塑性聚烯烃层之间。最优选的是，每层所述土工织物层克重为100～1000g/m²。

其中，土工织物层的作用是保护热塑性聚烯烃层抵挡应用环境的基层中不规则凸起物、滚石以及施工不规范等外界因素产生的破坏，同时也能够提高热塑性聚烯烃层的尺寸稳定性、机械强度、坡度稳定性等，还能够作为排水和排气通道。

优选的是，所述交叉层压聚烯烃层的宽度为0.8-5m；所述交叉层压聚烯烃层由厚度0.01-0.3mm的薄膜经经纬编织层压而成；或者由厚度0.01-0.3mm的薄膜共挤交叉层压而成。

优选的是，所述交叉层压聚烯烃层的原料包括含有聚乙烯结构单元的聚合物，所述含有聚乙烯结构单元的聚合物包括但不限于聚乙烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯、乙烯-丙烯-辛烯共聚物、共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体(POE，Polyolefin elastomer)中的任意一种或几种的混合物。其中，POE是指以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。具体的，POE可选自Dow化学公司的POE产品。

其中，交叉层压聚烯烃层的作用在于赋予制品更高的抗冲击强度、断裂强度、抗穿刺强度以及耐冲击强度和各向均一性等。

优选的是，所述交叉层压聚烯烃层的原料还包括第一助剂、光稳定剂，所述含有聚乙烯链结构单元的聚合物、第一助剂、光稳定剂的重量份数比例为：(91-99)：(0.3-4)：(0-5)。

其中，交叉层压聚烯烃层中光稳定剂的作用在于改善聚乙烯层的耐候性；所述的第一助剂的作用在于改善加工性能、抗腐蚀性能。所述第一助剂包括抗氧剂、抗菌助剂等。

优选的是，所述热塑性聚烯烃层的原料包括热塑性聚烯烃树脂，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。

所述热塑性树脂包括热塑性组份和弹性组份；所述热塑性组份包括均聚聚丙烯、聚丙烯与乙烯-丙烯共聚物的聚合共混物、聚丙烯共混合金、乙丙橡胶中的一种或几种的混合，所述弹性组份包括乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物，其中所述热塑性聚烯烃层的红外吸收光谱在波数2800-3000cm^-1和1300-1500cm^-1处有振动吸收峰。

其中，热塑性聚烯烃层是复合材料的防渗主体层，不仅赋予复合层优异的，而且赋予复合层优异的耐高低温性能(-50℃仍保持柔韧性)以及加工性能和焊接施工性能，使得材料能够较好适应应用环境的变形并实现抵抗凸起顶破特性。

优选的是，所述热塑性聚烯烃层的原料还包括填料、第二助剂、光稳定剂，所述热塑性聚烯烃树脂、填料、第二助剂、光稳定剂的重量份数比例为：(70-90)：(8-30)：(0.5-5)：(0.1-5)。

优选的是，所述土工织物层包括聚丙烯基土工织物、聚酯土工织物、聚酰胺土工织物中的任意一种或几种。