臧亞南，王艷秋，徐云慧

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140）

我國城市化進(jìn)程的推動(dòng)以及農(nóng)業(yè)、水利和交通設(shè)施的建設(shè)為防水卷材的發(fā)展提供了巨大的市場空間和更高的性能要求[1]。近年來，熱塑性彈性體（TPV）類防水卷材因其具有良好的物理性能、低溫柔性、伸縮變形性、耐腐蝕性以及采用冷施工工藝得到較快發(fā)展[2]。

廢膠粉是將廢舊輪胎通過機(jī)械方式粉碎后得到的粉末狀物質(zhì)[3-4]，將其應(yīng)用于TPV類防水卷材中既可降低防水卷材成本，又可減少廢舊輪胎的污染問題[5-6]。

聚丙烯（PP）具有較好的剛性、耐酸堿性、化學(xué)穩(wěn)定性、成型加工性和較低的價(jià)格[7]。乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）具有良好的耐低溫性能，且能夠改善膠粉與PP間的相容性。

本工作研究膠粉改性劑種類、相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐（PP-g-MAH）用量和EVA/膠粉共混比對PP/EVA/膠粉TPV性能的影響，為TPV防水卷材制備提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

PP，牌號T30S，中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司產(chǎn)品；EVA，牌號220，美國杜邦公司產(chǎn)品；膠粉，河南焦作弘瑞橡膠有限責(zé)任公司產(chǎn)品；201酚醛樹脂，山西化工研究所有限公司產(chǎn)品；橡膠活化劑450，安徽金馬橡膠助劑有限公司產(chǎn)品；橡膠再生劑RV，河北瑞威科技有限公司產(chǎn)品；松香，市售品。

1.2 試驗(yàn)配方

PP/EVA/膠 粉 100，潤 滑 劑 2.5，防 老劑 1，膠粉改性劑 膠粉用量的5%，其他 2。

1.3 試樣制備

膠粉在100 ℃的烘箱中干燥4 h后，置于開煉機(jī)中塑煉2 min，加入改性劑混煉10 min，取出待用。PP在XSS-300型轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室（溫度為180 ℃、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為80 r·min-1）中熔融塑化后，加入改性膠粉、EVA和潤滑劑等進(jìn)行共混?；鞜捘z采用平板硫化機(jī)于180℃下先熱壓（5 min）、再冷壓至40～50 ℃。硫化膠在室溫停放24 h后備用。

1.4 性能測試

邵爾A型硬度按GB/T 531.1—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓入硬度試驗(yàn)方法 第1部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）》進(jìn)行測試；拉伸性能按GB/T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》進(jìn)行測試；撕裂強(qiáng)度按GB/T 529—2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定（褲形、直角形和新月形試樣）》進(jìn)行測試，采用直角形試樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 TPV的主要性能指標(biāo)

根據(jù)GB/T 18173.1—2012《高分子防水材料第1部分：片材》和應(yīng)用條件，確定PP/EVA/膠粉TPV主要性能指標(biāo)見表1。

表1 PP/EVA/膠粉TPV主要的性能指標(biāo)

2.2 膠粉改性劑對TPV性能的影響

為提高膠粉與PP和EVA的界面結(jié)合性能，采用改性劑改性膠粉[8]。膠粉改性劑對PP/EVA/膠粉TPV性能的影響如表2所示。

從表2可以看出：與采用未改性膠粉相比，采用改性膠粉制得的TPV邵爾A型硬度變化不大，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度顯著增大，說明4種改性劑均能提高膠粉與PP和EVA的相容性；橡膠再生劑RV改性膠粉制得TPV的物理性能和耐老化性能較好，這是因?yàn)樵诔爻合?，橡膠再生劑RV可以在短時(shí)間內(nèi)使硫黃硫化的膠粉再生。

表2 膠粉改性劑對TPV性能的影響

2.3 PP-g-MAH用量對TPV性能的影響

為進(jìn)一步改善材料相容性，添加PP-g-MAH作相容劑，PP-g-MAH用量對TPV性能的影響如圖1～3所示（PP/EVA/膠粉共混比為40/15/45，膠粉改性劑采用201酚醛樹脂）。從圖1～3可以看出，隨著PP-g-MAH用量增大，TPV的邵爾A型硬度變化不大，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和老化后拉伸強(qiáng)度保持率先增大后減小，撕裂強(qiáng)度和老化后拉斷伸長率保持率呈上升趨勢。

圖1 PP-g-MAH用量對TPV邵爾A型硬度和拉伸強(qiáng)度的影響

綜上得出，當(dāng)PP-g-MAH用量為5份時(shí)，TPV的綜合性能較好。

2.4 EVA/膠粉共混比對TPV性能的影響

采用201酚醛樹脂改性膠粉，采用5份PP-g-MAH作相容劑，EVA/膠粉共混比對TPV性能的影響如圖4～6所示。從圖4～6可以看出：隨著EVA/膠粉共混比減小，TPV的邵爾A型硬度變化不大，拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度減小，老化后拉伸強(qiáng)度保持率和拉斷伸長率保持率呈上升趨勢；當(dāng)EVA/改性膠粉共混比為30/30，25/35，20/40和15/45時(shí)，TPV的性能均滿足指標(biāo)要求。

圖2 PP-g-MAH用量對TPV拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度的影響

圖4 EVA/膠粉共混比對TPV邵爾A型硬度和拉伸強(qiáng)度的影響

圖3 PP-g-MAH用量對80 ℃×7 d老化后TPV拉伸強(qiáng)度保持率和拉斷伸長率保持率的影響

圖5 EVA/膠粉共混比對TPV拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度的影響

綜上得出，當(dāng)EVA/膠粉共混比為15/45時(shí)，TPV的綜合性能較好。

圖6 EVA/膠粉共混比對80 ℃×7 d老化后TPV拉伸強(qiáng)度保持率和拉斷伸長率保持率的影響

3 結(jié)論

（1）與采用未改性膠粉相比，采用201酚醛樹脂、松香、橡膠活化劑450、橡膠再生劑RV改性膠粉均能提高其與EVA和PP的相容性，改善TPV的性能；橡膠再生劑RV改性膠粉制得的TPV物理性能和耐老化性能較好。

（2）當(dāng)相容劑PP-g-MAH用量為5份時(shí) ，TPV的綜合性能較好。

（3）隨著EVA/膠粉共混比減小，TPV的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率和撕裂強(qiáng)度減小，老化后拉伸強(qiáng)度保持率和拉斷伸長率保持率增大。當(dāng)EVA/膠粉共混比為15/45時(shí)，TPV的綜合性能較好。