本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種高防滲土工膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、土工膜是一種新型的工程材料，具有抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標(biāo)高，產(chǎn)品具有強(qiáng)度高，延伸性能較好，變形模量大，耐酸堿、抗腐蝕，耐老化，防滲性能好等特點(diǎn)，適用于水利、市政、建筑、交通，地鐵、隧道、鐵路工程建設(shè)中涉及的防滲、隔離、補(bǔ)強(qiáng)、防裂加固、防護(hù)等需要，廣泛用于堤壩、排水溝渠的防滲處理，以及廢料場(chǎng)的防污處理。

2、目前，隨著綜合國(guó)力的增強(qiáng)，我國(guó)鐵路、公路、地鐵以及市政工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求逐漸提升，對(duì)土工膜材料的性能指標(biāo)也提出了更高要求，同時(shí)，特殊環(huán)境和特殊要求的工程也逐漸增多，對(duì)土工膜的強(qiáng)度和耐刺穿性能提出了更高要求。但是，土工膜是一種高分子化合物的柔性材料，厚度較薄，因此容易破裂，在運(yùn)輸或施工過(guò)程中容易出現(xiàn)損壞、被石塊等尖銳物刺破、堤壩過(guò)大的變形或不均勻沉降而導(dǎo)致破裂等現(xiàn)象?，F(xiàn)有的土工膜還具有以下缺陷：1）耐刺穿和防滲性能不能同時(shí)得到提高；2）耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能差、抗低溫脆性欠佳；3）容易老化、使用壽命短。因此，有必要針對(duì)現(xiàn)有土工膜強(qiáng)度和耐刺穿性能不高，容易老化，抗低溫脆性欠佳等不足，提供一種具有高強(qiáng)度、防裂防護(hù)、耐刺穿和耐久性更好，施工更方便的土工膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高防滲土工膜及其制備方法，以解決土工膜強(qiáng)度和耐刺穿性能較低的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高防滲土工膜，包括基材層和糙面層，所述基材層包括以下重量份原料：

4、聚乙烯?45-60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）?15-20份、炭黑色母?10-30份、改性云母片?10-15份、抗氧劑?0.5-2份、分散劑?0.5-3份；

5、所述改性云母片通過(guò)如下步驟制備：

6、將云母片加入去離子水中，加熱到60-70℃攪拌8-12h，調(diào)節(jié)ph為5-6，加入氯化鑭溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2-3h，調(diào)節(jié)ph為8-9，加入陰離子表面活性劑，攪拌，離心洗滌，真空干燥至恒重，研磨過(guò)篩，得到改性云母片。上述技術(shù)方案中，采用鑭離子和陰離子表面活性劑對(duì)云母片進(jìn)行有機(jī)化改性，鑭離子插層進(jìn)入云母片片層發(fā)生陽(yáng)離子交換反應(yīng)得到鑭基云母片。層間的鑭離子不僅同羧酸根、磺酸根以及云母片片層上的負(fù)電荷結(jié)合形成離子鍵，還與羧酸根、磺酸根結(jié)合形成羧酸鑭和磺酸鑭，此時(shí)，羧酸鑭和磺酸鑭與溶液中的云母片片層以靜電吸引力相互作用吸附在云母片片層表面，形成化學(xué)吸附和物理吸附，在云母片層間及表面覆蓋了一層有機(jī)物，經(jīng)有機(jī)化改性的云母片片層間距增大，疏水性能提高，極大地改善了云母片的表面活性與基料的相容性，提高了云母片在基料中的分散性，還能夠加強(qiáng)云母片與基體間的粘結(jié)性。

7、進(jìn)一步地，所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉和十二烷基羧酸鈉中的一種。

8、進(jìn)一步地，云母片、去離子水、氯化鑭溶液和陰離子表面活性劑的用量比為1g：50ml：0.025-0.03ml：0.1-0.15g。

9、進(jìn)一步地，所述過(guò)篩中篩目為300-400目。

10、進(jìn)一步地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168和抗氧劑626中的至少一種。

11、進(jìn)一步地，所述分散劑包括石蠟、ebs、聚乙烯蠟和硬脂酸鎂中的至少一種。

12、進(jìn)一步地，所述糙面層由復(fù)合材料制備而成，所述復(fù)合材料包括以下重量份原料：

13、低密度聚乙烯?30-50份、聚碳酸酯?15-20份、聚丙烯?5-10份、改性氧化鋅?10-30份、硬脂酸鋅?0.5-1份、偶氮二異丁腈?3-5份。

14、進(jìn)一步地，所述改性氧化鋅通過(guò)如下步驟制備：

15、將納米氧化鋅和無(wú)水乙醇加入去離子水中，超聲處理，加入一水合檸檬酸，調(diào)節(jié)ph至7-8，升溫至35-40℃攪拌，洗滌離心，真空干燥，得到改性氧化鋅。上述技術(shù)方案中，采用具有三個(gè)羧基結(jié)構(gòu)的一水合檸檬酸對(duì)納米氧化鋅表面的羥基進(jìn)行酯化反應(yīng)生成酯鍵，有效地改善了納米氧化鋅與基料的相容性，使其均勻地分散在基料中，不易發(fā)生團(tuán)聚。

16、進(jìn)一步地，納米氧化鋅、無(wú)水乙醇、去離子水和一水合檸檬酸的用量比為1g：10ml：50ml：0.3-0.5g。

17、進(jìn)一步地，納米氧化鋅的粒徑為300-500nm。

18、本發(fā)明還提供一種高防滲土工膜的制備方法，包括以下步驟：

19、步驟1、按重量份計(jì)，將聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、炭黑色母、改性云母片、抗氧劑和分散劑加入密煉混合機(jī)中進(jìn)行混合，得到預(yù)混料；將低密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、改性氧化鋅、硬脂酸鋅和偶氮二異丁腈進(jìn)行熔融共混，擠出造粒，得到復(fù)合材料；

20、步驟2、將預(yù)混料加入熔融擠出設(shè)備進(jìn)行熔融共混擠出造粒，吹塑或壓延成型，得到基材層；

21、步驟3、通過(guò)噴絲工藝將復(fù)合材料噴涂于步驟2中所得基材層的至少一個(gè)表面上，形成糙面層，冷卻，即得土工膜。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明提供的一種高防滲土工膜及其制備方法，包括基材層和糙面層，其基材層由聚乙烯、eva、炭黑色母和改性云母片以及其他助劑，經(jīng)過(guò)熔融擠出，壓制成型后制備得到基材層，隨后通過(guò)噴絲工藝，在其至少一個(gè)表面上噴上復(fù)合材料，得到糙面層，最終得到良好的力學(xué)性能和耐高溫等優(yōu)點(diǎn)的土工膜。改性云母片的添加，與聚乙烯、eva、炭黑色母、抗氧劑和分散劑共混后，以層狀結(jié)構(gòu)交錯(cuò)分布于基料中，有效地改善和提高土工膜的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性等性能。同時(shí)，提高了土工膜的阻隔、阻濕性能，進(jìn)而提升土工膜的防滲性能，還增強(qiáng)了土工膜的阻燃性能和防紫外性能，減緩?fù)凉つだ匣?，延長(zhǎng)使用壽命。在原料中添加eva作為增容劑，不僅改善了與基體間的相容性，同時(shí)進(jìn)一步地提高了改性云母片的分散性，有利于增強(qiáng)基材層的力學(xué)性能。本發(fā)明獲得的高防滲土工膜具有良好的力學(xué)性能，耐候、耐高溫性能和耐久性能等優(yōu)點(diǎn)，且制備方法具有環(huán)境友好、節(jié)能省時(shí)的特點(diǎn)。

24、本發(fā)明以低密度聚乙烯、聚碳酸酯和聚丙烯為基體，納米氧化鋅和硬脂酸鋅為填料，偶氮二異丁腈作為發(fā)泡劑，經(jīng)過(guò)熔融混合得到復(fù)合材料，最后通過(guò)噴絲工藝將其噴涂基材層表面，形成粗糙面，增強(qiáng)土工膜的表面粗糙度和抗滑性能，提升與接觸面的摩擦力和牢固性能，且噴絲后表面粗糙部分不脫落，加糙持久，并且減震降噪，有效降低施工過(guò)程中的噪音污染，擴(kuò)大了土工膜的應(yīng)用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種高防滲土工膜，包括基材層和糙面層，其特征在于，所述基材層包括以下重量份原料：聚乙烯?45-60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物?15-20份、炭黑色母?10-30份、改性云母片10-15份、抗氧劑?0.5-2份、分散劑?0.5-3份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉和十二烷基羧酸鈉中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，云母片、去離子水、氯化鑭溶液和陰離子表面活性劑的用量比為1g：50ml：0.025-0.03ml：0.1-0.15g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述過(guò)篩中篩目為300-400目。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168和抗氧劑626中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述分散劑包括石蠟、ebs、聚乙烯蠟和硬脂酸鎂中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述糙面層由復(fù)合材料制備而成，所述復(fù)合材料包括以下重量份原料：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，所述改性氧化鋅通過(guò)如下步驟制備：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高防滲土工膜，其特征在于，納米氧化鋅、無(wú)水乙醇、去離子水和一水合檸檬酸的用量比為1g：10ml：50ml：0.3-0.5g。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高防滲土工膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高防滲土工膜及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。該土工膜包括基材層和糙面層，基材層包括以下重量份原料：聚乙烯45?60份、乙烯?醋酸乙烯共聚物15?20份、炭黑色母10?30份、改性云母片10?15份、抗氧劑0.5?2份、分散劑0.5?3份；改性云母片通過(guò)如下步驟制備：將云母片加入去離子水中，加熱攪拌，調(diào)節(jié)pH為5?6，加入氯化鑭溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2?3h，調(diào)節(jié)pH為8?9，加入陰離子表面活性劑，攪拌，離心洗滌，真空干燥至恒重，研磨過(guò)篩，得到改性云母片。本發(fā)明制得的土工膜具有高防滲、良好的力學(xué)性能，耐候、耐高溫性能和耐久性能等優(yōu)點(diǎn)，且制備方法具有環(huán)境友好、節(jié)能省時(shí)的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王建益,王小文,廖五良,劉唐勝,謝岐山,孫燕紅,黃亞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)沙建益新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9