[发明专利]一种热塑性聚烯烃土工复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种热塑性聚烯烃土工复合材料及其制备方法，属于水电工程技术领域，其可解决现有的防渗材料无法长期用于水电工程的问题。本发明的热塑性聚烯烃土工复合材料中包括复合的热塑性聚烯烃层和土工织物层，该复合材料兼具橡胶的高柔韧性、延伸性和耐久性以及热塑性塑料优异的熔融加工特性，该复合材料中不含任何增塑剂，其耐紫外光老化性能优异、抗穿刺强度高、耐顶破强度高、耐静水压高、热焊接性能优异，能够承受200m以上水压冲击，其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防渗，且应用寿命与建筑同寿命。

技术领域

本发明属于水电工程技术领域，具体涉及一种热塑性聚烯烃土工复合材料及其制备方法。

背景技术

在水电工程领域，土石坝、堆石坝、拱坝等坝体防渗的优劣对水电工程结构稳定和长期运行效益具有重要作用。当前，我国水电工程坝体防渗主要采用高厚混凝土面板层防渗技术为主，也有混凝土面板/土工膜复合防渗结构，但现有的复合防渗结构在基层沉降变形工程中混凝土面板易开裂、产生渗漏。

根据我国能源行业标准NB/T35027-2014《水电工程土工膜防渗技术规范》，对于防渗水头低于70m的水电工程防渗中，可采用聚氯乙烯(PVC)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、线性低密度聚乙烯(LLDPE)土工膜，通常还需要另设覆盖层。

在大量工程的应用中，发明人发现上述防渗材料存在诸多问题，不能满足应用需求。例如，PVC土工膜材料在长期使用过程中面临着增塑剂迁移、变硬等影响制品服役寿命的问题，并且PVC本体结构含有氯(Cl)及添加加工助剂含量铅等有毒元素，环保性较差；HDPE模量高，硬度大，柔韧性差，施工性能偏差，同时在长期应用过程中易产生环境应力，因此也存在易开裂的问题；LLDPE土工膜相比HDPE柔韧性得以改善，但该薄膜平整性差、施工性能低，且存在环境应力开裂问题，并且上述材料且不能直接外露应用。

发明内容

本发明针对现有的防渗材料无法长期且直接暴露应用于水电工程中的问题，提供一种新型坝体防渗用热塑性聚烯烃土工复合材料。本发明的热塑性聚烯烃土工复合材料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防渗。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种热塑性聚烯烃土工复合材料，包括复合的热塑性聚烯烃层和土工织物层；所述热塑性聚烯烃层的厚度为0.1-10mm，所述热塑性聚烯烃层的宽度为0.8-5m，且所述热塑性聚烯烃层的宽度大于所述土工织物层的宽度，其中所述热塑性聚烯烃层的边缘未复合土工织物层的位置处为搭接边，所述搭接边的宽度为5-15cm。

其中，搭接边的作用是焊接施工时使相邻材料搭接，以确保热塑性聚烯烃在坝体面层形成连续的密封体。

优选的是，所述土工织物层可以为短纤针刺或/和长纤土工布；更优选的是，所述土工织物层为聚丙烯土工织物、聚酯土工织物、聚酰胺土工织物中的任意一种或几种。

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，所述复合材料包括两层土工织物层，所述热塑性聚烯烃层设于所述两层土工织物层之间，每层所述土工织物层克重为100～1000g/m²。更优选的是，每层所述土工织物层克重为100～800g/m²。

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。