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当代化工研究
Chenmical Intermediate
行业动态
2018·01
氯化聚乙烯防水卷材的研究进展与展望
＊周智轶 陆赋斌 李运
（广州大禹防漏技术开发有限公司 广东 511430）
摘要：介绍了氯化聚氯乙烯防水卷材原材料的生产现状，分析了氯化聚乙烯原材料、增塑剂、增强剂及加工助剂等对氯化聚乙烯防水卷
材的影响，以及探讨了氯化聚乙烯防水材料耐老化性的影响因素和判定手段，最后总结和展望了氯化聚乙烯防水卷材今后的研究方向。关键词：氯化聚乙烯；增塑剂；耐老化性；检测方法
中图分类号：TQ325 文献标识码：A
Research and Prospect of Chlorinated Polyethylene Waterproof Rolling Material
Zhou Zhiyi, Lu Fubin, Li Yun
（Guangzhou Dayu waterproof Co., Ltd., Guangdong, 511430）
Abstract：This paper summarized the manufacturing status of chlorinated polyvinyl chloride waterproofing membrane raw materials and
analyzed the influence of chlorinated polyethylene raw materials, plasticizers, enhancers and processing agents on the chlorinated polyethylene waterproofing membrane. And the influencing factors and judging means of chlorination Polyethylene waterproofing material aging resistance were investigated. At last, the paper forecasted research directions of chlorinated polyethylene waterproofing membrane.
Key words：CPE；plasticizer；ageing resistance；test method
氯化聚乙烯（CPE）是一种新型的合成树脂，由高密度聚乙烯经氯化取代反应制得，具有良好的相容性和加工性，耐候耐老化性优异，在橡塑、电线电缆及建筑等行业得到了广泛的应用。
作为一种理想的弹塑性材料，被广泛应用于氯化聚乙烯防水卷材，一般采用先造粒后压延，或直接采用压延法制备氯化聚乙烯防水卷材。氯化聚乙烯防水卷材对原材料选型、生产配方、生产工艺等要求较高，要求选型的配方加工流动性要好，其中也要考虑加工助剂对防水卷材性能的影响。因此，氯化聚乙烯原材料选型、加工改性助剂的筛选和用量、生产工艺流程的控制等对氯化聚乙烯防水卷材材料性能、使用寿命及使用安全性都起着至关重要的作用。
大的差别，因此，我国还需要加强研发和技术投入，尽可能输小与国外的差距。
2.氯化聚乙烯防水卷材的影响因素
氯化聚乙烯防水卷材的加工性能和物理性能主要受氯化聚乙烯原材料、增塑剂、增强剂及加工助剂的影响，要求所提供的生产配方具有良好的挤出加工流动性，同时配合各自体系的生产工艺才能制备出性能优异的氯化聚乙烯防水卷材。
左胜武等选择了几种不同催化剂生产的高密度聚乙烯（HDPE），发现高密度聚乙烯的相对分子质量及其分布是决定氯化产物性能的关键因素，高密度聚乙烯的颗粒形态结构对其氯化产物的形态结构和性能也有影响，具有高BET比表面积和丰富微孔结构的高密度聚乙烯粉末，其氯化也越均匀。张广彬等发现原材料物性一致（含氯量相近），但产地不同的氯化聚乙烯原料对均质卷材的物理性能影响较大。
王新星等分析了几种增塑剂对氯化聚乙烯防水卷材的增塑机理，并从力学性能、耐温性能、流变性能以及微观结构等四个方面比较各种增塑剂与氯化聚乙烯树脂的相容性。得出邻苯类增塑剂效果明显优于其他类增塑剂，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作主增塑剂的各项性能最优；选用癸二酸二辛酯(DOS)作主增塑剂，其耐低温析出性最好；邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）作为主增塑剂具有耐高温析出性；氯化石蜡可作为辅助增塑剂。实际选型中应根据特定的生产要求选择适合材料要求的增塑剂体系。邹本飞等研究了阻燃增塑剂（氯化石蜡）、增强剂（炭黑）、轻质氧化镁对氯化聚乙烯防水卷材热老化的影响规律。发现增塑剂迁移是影响氯化聚乙烯防水卷材热老化性能的主要因素，轻质氧化镁在非硫化热塑性橡胶中并没有热稳定性的作用，反而降低了防水卷材的耐老化性能。
万程等研究了白炭黑填充氯化聚乙烯防水卷材的力学性能及填料网络。发现，白炭黑填充量为30份时，可形成明显的填料网状结构，氯化聚乙烯的综合性能最好，白炭黑2填充制品的力学性能最好，与氯化聚乙烯基体的相互作用最
1.氯化聚乙烯原材料生产现状
经过近几十年的发展历程，主要形成了三种生产工艺，分别为溶剂法、悬浮法和固相法。溶剂法最为成熟，反应温和，氯分布均匀，但使用的溶剂有毒，后处理工艺较为繁琐，生产效率低，不大适合大规模的工业生产，最近几年已经被逐渐淘汰。悬浮法按介质差别主要分水相和盐酸相两种。水相悬浮法是目前生产氯化聚乙烯最常用的方法，对生产设备要求低，操作简单，氯气利用率高且氯含量稳定，生产成本低，后处理简单，但副产品回收利用困难，目前国内外主要通过水相法生产氯化聚乙烯。盐酸相悬浮法是经水相法改进后的工艺，是目前最先进的生产工艺，产品白度高，氯含量均匀，但其设备对耐腐性要求较高，投资大。固相法是当前国内外聚乙烯氯化改性新的研究方向，主要分为搅拌床和流化床两种生产工艺，但其生产工艺还存在较大的不稳定性，还需进一步研究。
目前，我国已成为世界上第一大氯化聚乙烯生产和消费大国。亚星化学公司作为国内生产氯化聚乙烯龙头企业，自1990年引进外来技术在国内建成首套氯化聚乙烯生产装置已来，并经多次大规模改造和产量提产后，现已成为产品类别最多，销量最大的研发生产企业，但还与国外先进技术有较
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强，白炭黑3填充配方的流动性最好。王新星等研究了高铁用氯化聚乙烯防水卷材，分析了增强剂炭黑份数对高铁氯化聚乙烯防水卷材力学性能、流变性能及微观结构的影响。随着炭黑份数的增加，氯化聚乙烯防水卷材拉伸强度、邵氏硬度A、损耗模量以及粘度都呈现上升趋势，断裂生产率呈现下降趋势，炭黑的用量不宜加入过多，超过50份或者低于30份，材料的性能都会产生一些偏差，导致材料的综合性能下降。对比了不用型号炭黑对氯化聚乙烯防水卷材的增强效果，发现N330炭黑型号增强效果最好，其次也可以采用N330和N550复合体系共同组成氯化聚乙烯防水卷材的增强体系。
王保良等研究了不同加工助剂对氯化聚乙烯流动性和物理性能的影响。当挤出加工温度较低时，由于物料的粘度大，不易流动，易粘结在挤出机头两侧，造成堵塞。提高加工温度，虽然能提高物料的挤出流动性，但仍不能满足生产要求，更高的加工温度容易造成氯化聚乙烯降解，所以配方中应选用合适的加工助剂提高氯化聚乙烯的流动性，可同时配合几种加工助剂，通过控制配方中加工助剂的用量，满足氯化聚乙烯防水卷材加工时的流动性和力学性能。
3.氯化聚乙烯防水卷材存在的主要问题
氯化聚乙烯防水卷材是目前建筑防水行业最常见的材料之一，其性能好坏直接影响施工建筑的质量及安全。对于氯化聚乙烯防水卷材来说，材料的耐老化性是检验材料的核心指标，怎样解决材料的耐老化性以及快速、准确、全面判断材料的耐老化性还需深入研究。目前，随着对氯化聚乙烯防水卷材研究的越来越深入，增强型的氯化聚乙烯防水卷材越来越受到市场的青睐，怎样在压延成型工艺过程中解决与玻璃纤维网格布或聚酯网格布之间的复合力，在配方和生产工艺两方面提高增强氯化聚乙烯防水卷材的各项性能也还需要得到更加深入的研究。
胡昕研究了热分析技术在氯化聚乙烯防水卷材中的应用。通过热空气老化、TGA和DSC联用可以有效的表征老化后高分子材料的老化情况，如果老化后材料的失重很小，且Tg变化很小，则可以认为该材料具有很好的耐老化性能。甚至还可以用此方法找出影响老化最主要的因素，由此有针对性地进行改进。同时人工候化试验验证了该方法的可行性和有效性。李丽英对氯化聚乙烯防水材料进行了不同光照强度下的氙灯耐候老化，也对不同温度下的热空气拉伸性能变化进行了研究。发现温度和光照等均会对氯化聚乙烯防水材料产生加速老化，需要采取适当的防老化措施，延缓老化的速率。
陈捷翔研究了增强型氯化聚乙烯防水卷材的力学性能以及人工候化处理后的性能比较，经过1000h人工候化处理后的卷材会变薄，但经人工候化后对卷材的最大拉力和伸长率以及低温弯折性影响不大，这是因为最大拉力和延伸率实际上是玻璃纤维网格布或聚酯网格布的强度和伸长率，网格布由高温熔融拉丝编制而成，其在卷材的中间，不会因为候化而老化。
4.总结与展望
目前，我国已成为世界上第一大氯化聚乙烯生产和消费大国，但产业技术与国外相比还存在较为明显的区别，还有很多地方需要去改进和执行，应尽可能输小与国外的差距。氯化聚乙烯防水卷材的加工性能和物理性能主要受氯化聚乙烯原材料、增塑剂、增强剂及加工助剂的影响，要求所提供
的生产配方具有良好的挤出加工流动性，同时该产品应具有良好的挤出成型性、低结晶度、硬度适中、优异的机械性能等特点，同时应将生产配方和生产工艺两方面相结合才能制备出性能优异的氯化聚乙烯防水卷材。氯化聚乙烯防水材的耐老化性能是材料性能的核心点，提高材料的耐老化性，制定出行之有效判定方法，还需我们进一步研究。
•【参考文献】
[1]王丽,罗时忠,茆庆文.氯化聚乙烯材料研究进展[J].河南化工,2013,30(18):17-21.
[2]杨丹,贾德民.氯化聚乙烯的研究与应用[J].合成树脂及塑料,2005,22(3):80-83.
[3]崔小明.氯化聚乙烯的生产应用与市场分析[J].中国氯碱, 2005,31(5):13-17.
[4]张利仁,王健,任建平等.氯化聚乙烯的现状及其专用树脂开发[J].化工科技市场,2010,33(3):15-19.
[5]杜新胜,张荣.我国氯化聚乙烯的研究进展[J].粘接,2013 (8):71-74.
[6]姜玉起,于殿名.脂型氯化聚乙烯国内外市场研究[J].化学工业,2005,23(10):20-24.
[7]宋立新,关延军,李培国等.国内外氯化聚乙烯市场现状及技术分析[J].弹性体,2013,23(3):78-82.
[8]左胜武,王冰,徐振明等.HDPE结构和形态对氯化聚乙烯的影响[J].现代塑料加工应用,2012,24(6):5-9.
[9]张广彬,许金魁.高强度氯化聚乙烯防水卷材的制备及性能研究[J].中国建筑防水,2010(14):14-17.
[10]王新星,苑会林,李明昆.增塑剂对氯化聚乙烯防水卷材增塑效果的研究[J].塑料工业,2012,40(6):113-118.
[11]邹本飞,苑会林,杨晋娜等.非硫化型氯化聚乙烯(CPE)防 水卷材耐热老化性能研究及寿命估算[J].合成材料老化与应用,2011, 40(2):10-14.
[12]万程.白炭黑填充氯化聚乙烯防水卷材的力学性能及填料网络分析[D].北京化工大学,2013.
[13]王新星.高铁用氯化聚乙烯(CPE)防水卷材配方研究及加工成型[D].北京化工大学,2012.
[14]王保良,马美琴,刘永健.一种大幅宽非硫化型氯化聚乙烯防水卷材的研究[J].科技信息,2013(18):480-481.
[15]胡昕.热分析技术在氯化聚乙烯防水卷材中的应用[J].绿色建筑,2003,19(1):33-35.
[16]李丽英.关于氯化聚乙烯防水材料老化性能的初步研究[J].中 国高新技术企业,2017(4):70-71.
[17]陈捷翔.增强型氯化聚乙烯防水卷材人工候化处理前后的性能比较[J].浙江建筑,2002(1):41-41.
•【作者简介】
周智轶（19-），男，广州大禹防漏技术开发有限公司；研究方向：塑料改性。
