[发明专利]一种土工膜用低渗透性聚氯乙烯组合物

说明书

技术领域

一种土工膜用低渗透性聚氯乙烯组合物，属于高分子材料产品与加工领域。

背景技术

土工膜是工程界长期以来一直寻求的一种优质轻便、便于施工、造价低廉、性能可靠的防渗材料。土工膜在土木工程中具有增强、分隔、防渗、控制侵蚀和容装成型等多种功能。从材料上分类，土工膜主要有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等品种。

我国农业、水利灌溉、基础设施建设以及环保领域迫切需要大量不同功能的土工膜，这为土工膜的发展与应用提供了动力和机遇。从我国现有的实际情况看，国内土工膜的应用与研究还处于脱节状态，表现在土工膜档次不高，材料的质量和规格有待提高。作为土工膜的主要原材料，PVC自身具有耐酸碱、耐焰、自熄、耐磨、强度高的特性，来源广泛，非常适合生产土工膜。PVC分子量越大，力学性能、耐寒性、热稳定性越高，但成型加工较困难；分子量低则相反。

从表面上看，土工膜是一片密不透水的材料，但实际上在压力作用下膜的孔隙大小可以变化，仍能够透水。当土工膜与粗粒土接触时，由于土粒之间的孔隙较大，土工膜在上覆水压力作用下被迫向土空隙中陷进，因而产生拉伸应变，当拉应力过大时会产生渗水点。

中国国家标准《GB/T 17688-1999，土工合成材料，聚氯乙烯土工膜》规定了聚氯乙烯类土工膜产品的分类、命名和技术要求。目前聚氯乙烯土工膜使用中普遍存在以下几方面问题，一是聚氯乙烯土工膜强度不高、接触石块等坚硬物体适应变形的能力较低，从而造成施工和使用中容易破损；二是聚氯乙烯薄膜由于加工过程中添加了较多的液体助剂，或多或少破坏了分子的内部结构，因而对材料的防渗水性产生一定不利影响。

中国专利CN101864129B公开了一种丁腈橡胶改性的聚氯乙烯土工膜的配方，该配方以普通聚氯乙烯为主体，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和癸二酸二辛酯（DOS）作为增塑剂，丁腈橡胶作为增韧改性剂，但防渗透性能仍然一般，而且丁腈橡胶耐老化性差，使薄膜的使用寿命受到影响。中国期刊《塑料》2003年第4期中防渗土工膜生产技术公开了一种PVC防渗土工膜的配方，该配方设计采用PVC SG-4型树脂；邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）30~45份为主增塑剂；己二酸二辛酯（DOA）3~4份为低温耐寒增塑剂使用，也没有更好的增强薄膜的防渗透效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可以消除PVC加工中液体助剂对薄膜防渗透性能的影响，同时具有较高强度的一种制土工膜用低渗透性聚氯乙烯组合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制土工膜用低渗透性聚氯乙烯组合物，其特征在于，由以下重量份原料配比共混组成：聚氯乙烯树脂40~80份、聚偏氯乙烯树脂20~60份、增塑剂TOTM 40~60份、热稳定剂1~6份、辅助稳定剂环氧大豆油丙烯酸酯1~3份、润滑剂0.5~1.5份、填充剂3~8份、氯化聚乙烯树脂5~10份、抗氧剂1010和DSTDP的复合抗氧剂0.5~0.8份，聚氯乙烯树脂和聚偏氯乙烯树脂之和为100重量份；聚氯乙烯树脂的平均聚合度为1200~1800。

优选的，所述的聚氯乙烯树脂的平均聚合度为1700，采用悬浮工艺生产，用量为50~60重量份。聚氯乙烯树脂的平均聚合度对本土工膜组合物的性能影响极大，平均聚合度为1700的聚氯乙烯树脂在按照上述重量份加入到本土工膜组合物中后使得得到的土工膜能充分适应其工作环境，其力学性能与土工膜铺设环境的土粒孔隙相适应，不会造成过分拉伸应变，会在覆水压力作用下使下部土粒整体更加密实，为在综合成型加工的难易度后的最佳平均聚合度的选择。

优选的，所述的聚偏氯乙烯树脂（PDVC）为偏氯乙烯（DVC）与氯乙烯（VC）的共聚物，其中氯乙烯含量为10%，用量为40~50重量份。聚偏氯乙烯树脂的加入能与聚氯乙烯树脂有效结合，相互影响。聚氯乙烯树脂主要为本土工膜组合物提供力学性能，而聚偏氯乙烯树脂主要为本土工膜组合物提供抗渗性能。氯乙烯共聚单体的种类和用量对于共聚物的性质影响很大，共聚物中10%含量的氯乙烯能使得聚偏氯乙烯树脂的共聚物与聚氯乙烯树脂在熔融塑化挤出后两者的分子链平行取向更易打破，保证土工膜组合物各向的力学性能和抗渗性能。

优选的，所述的氯化聚乙烯（CPE），氯含量在35~45%，采用140B型，用量为6~8份。氯化聚乙烯作为低温改性高分子材料。

优选的，所述的增塑剂为偏苯三酸三辛酯（TOTM）类增塑剂，用量为45~50重量份。从增塑的长效性、耐水抽出性和材料的耐久性考虑，优选TOTM增塑剂。