本发明属于土木工程高分子合成材料技术领域，具体涉及一种高韧性耐抗拉的土工膜及其制备方法。
背景技术：
土工膜是一种以聚合物为主要原材料，加入抗氧剂、防老化剂、色母等热熔一次成型的防水阻隔性能材料。其主要应用在垃圾填埋场、水利、矿山的尾矿处理、石化罐区、高速铁路、市政建设等领域。
目前土工膜的原料一般为聚乙烯，但是聚乙烯本身的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，就导致土工膜的强度、耐磨性能、韧性不好，导致土工膜的使用寿命缩短，导致其应用前景受到很大制约。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出了一种高韧性耐抗拉的土工膜及其制备方法，采用本发明获得的土工膜柔韧性和抗拉能力更加优良。
本发明所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母10-15份、茂金属线性低密度聚乙烯50-60份、高密度聚乙烯40-50份、紫外线吸收剂5-8份、抗氧剂1-5份，玻璃纤维10-25份，玻璃纤维处理剂1-10份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
所述的受阻酚类抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-烃基苯基)丙酸正十八碳醇，所述的辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
本发明中，茂金属线性低密度聚乙烯在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯，具有更加优异的光学性能、冲击性能和热封性能，且撕裂强度、刺穿强度等较高。
紫外线吸收剂与抗氧剂并用，具有优良的协同效应。
玻璃纤维绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，增强了土工膜的抗拉性能。
两性离子表面活性剂可以提高玻璃纤维表面与聚乙烯的亲和性；羟甲基间苯二酚与衣康酸不仅使玻璃纤维与其它成分之间结合的更紧密，而且能够极大的提高土工膜的韧性和抗拉强度。
本发明所述的土工膜，其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3-4小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
优选的，步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为190-220℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的原材料配方组合生产出的产品柔韧性更高，抗拉性能更好，大大延长了了使用寿命。
具体实施方式
本发明实施方案中所用原料均为市场采购所得。
本发明实施例性能测试指标和方法如下：
实施例1
一种耐抗拉韧性强的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母10份、茂金属线性低密度聚乙烯50份、高密度聚乙烯45份、紫外线吸收剂5份、抗氧剂5份，玻璃纤维25份，玻璃纤维处理剂1份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为190℃。
实施例2
一种耐抗拉韧性强的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母11份、茂金属线性低密度聚乙烯60份、高密度聚乙烯50份、紫外线吸收剂8份、抗氧剂1份，玻璃纤维10份，玻璃纤维处理剂5份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡4小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为-220℃。
实施例3
一种耐抗拉韧性强的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母12份、茂金属线性低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯40份、紫外线吸收剂7份、抗氧剂4份，玻璃纤维12份，玻璃纤维处理剂10份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为200℃。
实施例4
一种耐抗拉韧性强的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母15份、茂金属线性低密度聚乙烯58份、高密度聚乙烯42份、紫外线吸收剂6份、抗氧剂3份，玻璃纤维20份，玻璃纤维处理剂8份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为210℃。
实施例5
一种耐抗拉韧性强的土工膜，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母14份、茂金属线性低密度聚乙烯52份、高密度聚乙烯48份、紫外线吸收剂7份、抗氧剂2份，玻璃纤维14份，玻璃纤维处理剂3份。
所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
其具体制备步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3-4小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为220℃。
以上各组试验制备的土工膜按照同样的标准方法与中华人民共和国国家标准聚乙烯土工膜gb/t17643-2011进行各项指标测试的结果如下表所示：
通过实施例的各项测试结果与gb/t17643-2011标准中的要求向对比可以看出，本发明所述的土工膜柔韧性更高，抗拉性能更好。
1.一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，以重量份计，其原料组成为抗氧黑色母10-15份、茂金属线性低密度聚乙烯50-60份、高密度聚乙烯40-50份、紫外线吸收剂5-8份、抗氧剂1-5份，玻璃纤维10-25份，玻璃纤维处理剂1-10份。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，所述玻璃纤维处理剂为两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸的混合物；以重量比计，两性离子表面活性剂：羟甲基间苯二酚：衣康酸＝1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，以质量比计，主抗氧剂和辅抗氧剂＝3:2。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂。
5.一种高韧性耐抗拉的土工膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：
s0：按比例称取各原料，备用；
s1：将两性离子表面活性剂，羟甲基间苯二酚、衣康酸混合后加水，配置成玻璃纤维处理剂溶液，将玻璃纤维置于其中浸泡3-4小时后，过滤，洗涤表面，干燥；
s2：将主抗氧剂、辅抗氧剂混合制成抗氧剂；
s3：将抗氧黑色母、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、以及步骤s2处理后的玻璃纤维混合均匀，制成土工膜预混料；
s4：将s3所得土工膜预混料熔融共混，制成土工膜。
6.根据权利要求5所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，步骤s2中主抗氧剂和辅抗氧剂在高速捏合机中混合。
7.根据权利要求5所述的一种高韧性耐抗拉的土工膜，其特征在于，步骤s4中土工膜预混合料在熔融挤出设备中进行熔融共混获得，熔融挤出设备的工作温度为190-220℃。
技术总结