一种新型土工膜及其制备方法和应用与流程
本申请涉及一种新型土工膜及其制备方法和应用，属于土工膜。
背景技术：
1、在水利工程施工中，土工膜可以保护工程结构不受腐蚀、磨损和冲刷的影响，通常由高强度、耐腐蚀的聚合物材料制成，覆盖在水工结构表面，形成保护层。土工膜是一种高分子材料，具有较好的防渗性和耐久性，可以有效防止水对结构造成的破坏，延长水工结构的使用寿命。
2、由于水库通常建在地质条件复杂的山谷或低洼地带，为了避免水库底部和周围岩石之间的渗漏，必须采取防渗措施。土工膜防渗技术在施工过程中，会产生土工膜破损、施工缓慢以及如何保证铺设质量等问题；另外，土工膜在使用一段时间后，会发生紫外老化和变形，此时一旦被覆盖面发生沉降或凹陷，就会导致土工膜发生大面积撕裂，不仅影响防护效果，还增加了施工成本。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种新型土工膜及其制备方法和应用，利于施工的同时，不易发生破损，并且还具有良好的塑性变形能力，即使遇到突发状况或长时间使用后仍具有优异的防护效果。
2、本发明采用的技术方案是：
3、根据本申请的一个方面，提供了一种新型土工膜，包括以下重量份原料：改性高密度聚乙烯25-40份，低密度聚乙烯20-30份，线型低密度聚乙烯17-25份，聚乙烯12-20份，乙烯-辛烯共聚物10-15份，抗紫外线老化剂3-8份，马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶13-18份，聚对苯二甲酸丁二醇酯5-10份，松纤维2-5份，聚丙烯腈纤维2-5份，硅烷偶联剂1-3份，抗氧剂0.5-2份。
4、可选地，包括以下重量份原料：改性高密度聚乙烯33份，低密度聚乙烯25份，线型低密度聚乙烯20份，聚乙烯16份，乙烯-辛烯共聚物13份，抗紫外线老化剂6份，马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶15份，聚对苯二甲酸丁二醇酯8份，松纤维4份，聚丙烯腈纤维3份，硅烷偶联剂2份，抗氧剂1份。
5、可选地，所述改性高密度聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将钛酸酯与异丙醇混合均匀，得到稀释溶液，再在90-110℃下将复合粉体烘干，然后在高速混合机中加入烘干后的复合粉体，并升温至70-90℃，以1-3滴/秒的速率将稀释溶液加入高速混合机中，搅拌均匀后，将复合粉体在70-90℃下活化反应1-3h，得到预处理的复合粉体；
7、(2)将重量比为(0.4-0.6):1的预处理的复合粉体与高密度聚乙烯加入高速混合机中，常温下搅拌混合5-10min，再将混合料经过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度190-220℃，得到改性高密度聚乙烯。
8、可选地，所述复合粉体为重量比是(2-5)：(1-3)：(0.5-2)的氮化铝、钙硅石、碳化硅。
9、可选地，所述钛酸酯的用量为0.5-1wt％。
10、可选地，所述抗紫外线老化剂为重量比是1：(1-3)的聚苯并咪唑和改性炭黑。
11、可选地，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570中的至少一种。
12、可选地，所述抗氧剂选自叔丁基-4-羟基茴香醚、3,4,5-三羟基苯甲酸丙酯、叔丁基氢醌中的至少一种。
13、根据本申请的另一个方面，提供了一种制备上述任一所述的新型土工膜的方法，包括如下步骤：
14、s1、将抗紫外线老化剂、马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶、聚对苯二甲酸丁二醇酯、松纤维、聚丙烯腈纤维、硅烷偶联剂、抗氧剂置入密炼机中，在80-100℃下共混、密炼15-30min，挤出后得到预混颗粒；
15、s2、将改性高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物以及步骤s1中预混颗粒置入双螺杆挤出机中，在170-180℃下挤出模头后压延成型，即得新型土工膜。
16、根据本申请的又一个方面，提供了上述任一所述的新型土工膜在水库、尾矿库和建筑物结构面领域的防渗漏、抗沉降中的用途。
17、本申请中，“常温”是指20-30℃。
18、本申请的有益效果包括但不限于：
19、1.本申请的新型土工膜，具有良好的防渗性能、力学强度和焊接性；其中，改性高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的加入，在保证土工膜具有优异防渗性能的同时，还增强了其柔韧性，因此有利于在不同地形中保持稳定的防渗效果；通过钛酸酯对复合粉体进行处理，不仅可以改善复合粉体与高密度聚乙烯的混合情况，在二者之间建立有效导热网络结构，增强导热率，提升土工膜的易焊性，同时改善其拉伸强度和断裂伸长率；本申请所采用的复合粉体可以更好参与导热网络结构的建立，从而有助于更好改善土工膜的导热率，提升其焊接性。
20、2.本申请的新型土工膜，还含有抗紫外线老化剂和抗氧剂，其中，聚苯并咪唑和改性炭黑协同作用，发挥了紫外线屏蔽作用，将吸收的光能转换为热能，从而抑制土工膜的光氧老化降解，有效增加了其使用寿命；这是由于聚苯并咪唑可以抑制改性炭黑在土工膜中的迁移，避免改性炭黑颗粒在使用过程中发生团聚，从而有效抵御紫外线老化；抗氧剂的加入可以防止土工膜在加工和使用过程中因氧化而降解，确保了其物理和化学性能稳定。
21、3.本申请的新型土工膜中，通过加入聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶和聚对苯二甲酸丁二醇酯，提供了良好的力学强度，并且增强了各组分之间的相容性，从而提升了土工膜的抗拉和抗撕裂性能；通过加入松纤维和聚丙烯腈纤维，不仅有助于改善土工膜的力学性能，还提高了其生物降解性，减少了对环境的潜在影响；硅烷偶联剂的加入进一步增强了各组分之间的相容性和结合力，从而有助于提高土工膜的整体性能。
技术特征：
1.一种新型土工膜，其特征在于，包括以下重量份原料：改性高密度聚乙烯25-40份，低密度聚乙烯20-30份，线型低密度聚乙烯17-25份，聚乙烯12-20份，乙烯-辛烯共聚物10-15份，抗紫外线老化剂3-8份，马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶13-18份，聚对苯二甲酸丁二醇酯5-10份，松纤维2-5份，聚丙烯腈纤维2-5份，硅烷偶联剂1-3份，抗氧剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的新型土工膜，其特征在于，包括以下重量份原料：改性高密度聚乙烯33份，低密度聚乙烯25份，线型低密度聚乙烯20份，聚乙烯16份，乙烯-辛烯共聚物13份，抗紫外线老化剂6份，马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶15份，聚对苯二甲酸丁二醇酯8份，松纤维4份，聚丙烯腈纤维3份，硅烷偶联剂2份，抗氧剂1份。
3.根据权利要求1所述的新型土工膜，其特征在于，所述改性高密度聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的新型土工膜，其特征在于，所述复合粉体为重量比是(2-5)：(1-3)：(0.5-2)的氮化铝、钙硅石、碳化硅。
5.根据权利要求3所述的新型土工膜，其特征在于，所述钛酸酯的用量为0.5-1wt％。
6.根据权利要求1所述的新型土工膜，其特征在于，所述抗紫外线老化剂为重量比是1：(1-3)的聚苯并咪唑和改性炭黑。
7.根据权利要求1所述的新型土工膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的新型土工膜，其特征在于，所述抗氧剂选自叔丁基-4-羟基茴香醚、3,4,5-三羟基苯甲酸丙酯、叔丁基氢醌中的至少一种。
9.一种制备根据权利要求1-8中任一项所述的新型土工膜的方法，包括如下步骤：
10.根据权利要求1-8中任一项所述的新型土工膜在水库、尾矿库和建筑物结构面领域的防渗漏、抗沉降中的用途。
技术总结
本申请公开了一种新型土工膜及其制备方法和应用，属于土工膜技术领域。该新型土工膜包括以下重量份原料：改性高密度聚乙烯25‑40份，低密度聚乙烯20‑30份，线型低密度聚乙烯17‑25份，聚乙烯12‑20份，乙烯‑辛烯共聚物10‑15份，抗紫外线老化剂3‑8份，马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶13‑18份，聚对苯二甲酸丁二醇酯5‑10份，松纤维2‑5份，聚丙烯腈纤维2‑5份，硅烷偶联剂1‑3份，抗氧剂0.5‑2份。利于施工的同时，不易发生破损，并且还具有良好的塑性变形能力，即使遇到突发状况或长时间使用后仍具有优异的防护效果。
技术研发人员：代馨,蒋薛华,华登岷,张洪瑞,孙丰展,闫峰
受保护的技术使用者：山东建通塑工科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5