一種防核輻射復合土工膜及其生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種防核輻射復合土工膜，包括：土工布；復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜；所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成；所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉。本發明還提供一種防核輻射復合土工膜的生產方法，包括以下步驟：乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒；將所述母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；將所述乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。采用本發明的生產方法得到的防核輻射復合土工膜具有良好的防核輻射性能。實驗結果表明，本發明提供的防核輻射復合土工膜單層復合材料屏蔽γ射線平均為0.1mSv/h～0.3mSv/h。
【專利說明】一種防核輻射復合土工膜及其生產方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及復合土工膜【技術領域】，更具體地說，涉及一種防核輻射復合土工膜及其生產方法。

【背景技術】
[0002]復合土工膜是用土工織物與土工膜復合而成的防水阻隔型材料，具有強度高、延展性好、抗腐蝕、耐老化等特點，被廣泛應用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程中。
[0003]目前，國內市場上現有的復合土工膜生產工藝包括:將經過篩選的聚丙烯切片熔融，擠壓紡絲再經冷卻牽伸，得到聚丙烯纖維，然后擺絲鋪網、針刺加固、成卷，得到聚丙烯土工布，最后將土工布放卷與聚乙烯或低密度聚乙烯膜經烘箱加熱、冷壓復合、成卷得到復合土工膜。
[0004]但是，在有核輻射的礦渣覆蓋工程及礦山治理工程方面，還沒有專門的復合土工膜能夠滿足防核輻射的要求。


【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明提供了一種防核輻射復合土工膜及其生產方法，所述防核輻射復合土工膜具有較好防核輻射性能，而且生產成本較低。
[0006]本發明提供一種防核輻射復合土工膜，包括:
[0007]土工布；
[0008]復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜；
[0009]所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成；
[0010]所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉。
[0011]優選地，所述乙烯聚合物膜中，乙烯聚合物和母粒的質量比為100: (8?10)。
[0012]優選地,所述母粒具體包括:
[0013]乙烯聚合物100重量份；
[0014]硫酸鋇40?50重量份；
[0015]鉛粉10重量份。
[0016]優選地,所述乙烯聚合物膜的厚度為0.3mm?1mm。
[0017]優選地，所述硫酸鋇為粉狀，中值粒徑為0.2mm-0.4mm。
[0018]優選地，所述鉛粉中值粒徑為0.2mm-0.4mm。
[0019]優選地，所述乙烯聚合物為聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或兩種。
[0020]本發明還提供一種防核輻射復合土工膜的生產方法，包括以下步驟:
[0021]a)乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒；
[0022]b)將所述步驟a)得到的母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；
[0023]c)將所述步驟b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。
[0024]優選地，所述步驟c)中所述加熱包括烘箱加熱；所述烘箱加熱的溫度為180°C?200°C，走布速度為 3m/min ?5m/min。
[0025]本發明提供了一種防核輻射復合土工膜，包括:土工布；復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜；所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成；所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉。本發明還提供了一種防核輻射復合土工膜的生產方法，包括以下步驟:乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒；將所述母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；將所述乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。本發明通過母粒添加的方式將硫酸鋇和鉛粉引入乙烯聚合物膜中，母粒與乙烯聚合物具有良好的相容性，加入后不會影響乙烯聚合物膜的各項性能，而鉛粉具有潤滑作用，有利于硫酸鋇的分散，保證了硫酸鋇在乙烯聚合物膜中的均勻分布，得到的乙烯聚合物膜復合在土工布上，形成具有防核輻射性能的復合土工膜。實驗結果表明，本發明提供的防核福射復合土工膜單層復合材料屏蔽Y射線平均為0.lmSv/h?0.3mSv/ho本生產方法通過使用硫酸鋇和鉛粉實現對產品性能的改進，生產成本較低；此外，土工布與乙烯聚合物膜通過冷壓復合的方式得到防核輻射復合土工膜，產品能夠保持土工布的各項力學性能。

【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027]本發明提供了一種防核輻射復合土工膜，包括:
[0028]土工布；
[0029]復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜；
[0030]所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成；
[0031]所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉。
[0032]本發明提供了一種防核輻射復合土工膜，包括土工布和復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜，其中，本發明對所述土工布的種類和來源沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的土工布即可，如可采用市售的聚丙烯長絲土工布。
[0033]本發明所述土工布上復合有乙烯聚合物膜，所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成，其中，所述乙烯聚合物為聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或兩種，優選為聚乙烯。本發明所述的聚乙烯和低密度聚乙烯為本領域技術人員熟知的材料，本發明對此沒有特殊限制。
[0034]所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉，其中，所述乙烯聚合物為聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或兩種，優選為聚乙烯；所述硫酸鋇為粉狀，中值粒徑優選為
0.2mm-0.4mm ;所述鉛粉的中值粒徑為0.2mm-0.4mm。本發明對所述聚乙烯、低密度聚乙烯、硫酸鋇和鉛粉的來源沒有特殊限制，為市售即可。優選地，所述乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉的質量比為100: (40?50):10。所述母粒優選按照以下方法制備:將乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒。本發明對所述造粒的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的造粒方法即可；優選地，所述方法在造粒機中完成；得到母粒的粒徑優選為 30mm ?40mm η
[0035]按照本發明，所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成，所述乙烯聚合物和母粒的質量比優選為100: (8?10)。所述乙烯聚合物膜優選按照以下方法制備:將母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜。本發明對所述吹膜的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的吹膜方法即可；優選地，所述方法在吹膜機中完成；得到乙烯聚合物膜的厚度優選為0.3mm?1mm。
[0036]按照本發明，所述防核輻射復合土工膜包括土工布和復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜，所述乙烯聚合物膜優選按照冷壓復合的方法復合在所述土工布上；本發明對所述冷壓復合的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的冷壓復合方法即可；優選地，所述冷壓復合在冷軋輥中完成。優選地，乙烯聚合物膜與兩層土工布復合，所述乙烯聚合物膜位于兩層土工布之間形成兩布一膜的防核輻射復合土工膜。
[0037]本發明還提供了一種防核輻射復合土工膜的生產方法，包括以下步驟:
[0038]a)乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒；
[0039]b)將所述步驟a)得到的母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；
[0040]c)將所述步驟b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。
[0041]本發明以乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉為原料，其中，所述乙烯聚合物為聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或兩種，優選為聚乙烯。本發明所述的聚乙烯和低密度聚乙烯為本領域技術人員熟知的材料，本發明對此沒有特殊限制。所述硫酸鋇為粉狀，中值粒徑優選為
0.2mm-0.4mm ;所述鉛粉的中值粒徑為0.2mm-0.4mm。本發明對所述聚乙烯、低密度聚乙烯、硫酸鋇和鉛粉的來源沒有特殊限制，為市售即可。優選地，所述乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉的質量比為100: (40?50):10o
[0042]按照本發明，將上述乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒。本發明對所述造粒的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的造粒方法即可。優選地，將乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉加入造粒機，經過熔融混合、造粒，得到母粒；所述母粒的粒徑優選為30mm?40mm η
[0043]本發明將上述方法得到的母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜。其中，所述乙烯聚合物同上所述，在此不再贅述。所述乙烯聚合物和母粒的質量比優選為100: (8?10)。本發明對所述吹膜的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的吹膜方法即可。優選地，將母粒和乙烯聚合物加入吹膜機，經過熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；所述乙烯聚合物膜的厚度優選為0.3mm?1mm。
[0044]本發明將上述步驟得到的乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。其中，本發明對所述土工布的種類和來源沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的土工布即可，如可采用市售的聚丙烯長絲土工布。所述加熱優選為烘箱加熱，所述烘箱加熱的溫度優選為180°C?200°C,走布速度優選為3m/min?5m/min。本發明對所述冷壓復合的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的冷壓復合方法即可。優選地，將加熱后的土工布和乙烯聚合物膜經過冷軋輥，進行冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。優選地，乙烯聚合物膜與兩層土工布復合，所述乙烯聚合物膜位于兩層土工布之間形成兩布一膜的防核輻射復合土工膜。
[0045]按照本發明，對得到的防核輻射復合土工膜的各項指標進行檢測，結果表明，產品具有良好的防核福射性能，單層復合材料屏蔽Y射線平均為0.lmSv/h?0.3mSv/h ;此外，采用本發明的生產方法得到的防核輻射復合土工膜能夠保持土工布的各項力學性能。
[0046]為更清楚起見，下面通過以下實施例進行詳細說明。
[0047]實施例1:
[0048]將聚乙紐、中值粒徑為0.2mm的硫酸鎖粉末和中值粒徑為0.2mm的鉛粉按100:40:10的質量比加入造粒機，經過熔融混合，對混合熔體擠壓拉絲，再經冷卻烘干、切粒，得到粒徑為40mm的母粒。
[0049]將聚乙烯和上述方法加工的母粒按1000:10的質量比同時加入吹膜機，經過熔融混合，得到混合熔體；然后將混合熔體經過濾器過濾，得到不含顆粒雜質的混合熔體；過濾后的混合熔體進入膜頭，擠出形成初始膜；再將初始膜進行機械牽伸吹脹，冷卻后收卷得到筒狀膜；筒狀膜經過縱向破開和展開，得到厚度為Imm的聚乙烯膜。
[0050]將聚乙烯膜和聚丙烯長絲土工布(150g/m2) —起平整的放入烘箱，控制烘箱溫度為180°C，走布速度為3m/min，加熱的聚乙烯膜和土工布在表面軟化的條件下經過冷軋輥，在冷軋輥的壓力下復合在一起，形成一布一膜的防核輻射復合土工膜；再經切邊、計量收卷，得到實際克重為1290g/m2、厚度為3.28mm的產品。
[0051]對實施例1得到的防核輻射復合土工膜的各項指標進行檢測，結果見表I。
[0052]表I為實施例1制備的防核輻射復合土工膜的各項指標
[0053]
物理特性力學特性水力特性檢斷裂強力I
驗實哭 J3 GB/T3923.1 撕破強力耐滲項際異含-廠-GB/T13763-92 剝離頂破靜 透目克 系丨又強度伸長___強力強力水 系重數/Il I U- /,I I L1.1 Ti壓數
縱橫縱橫縱 禪* g/m2 % mm N/5cm °oNN/cm N MPa cm/s
但______________
平均 1290 6.5 3.28 1012 973 53 58 521 472 6.2 3128 1.3 <10-11
值______________
IT
射屏單層復合材料屏蔽γ射線平均為0,3(mSv/h)
蔽卞__
[0054]實施例2:
[0055]將聚乙烯、中值粒徑為0.2mm的硫酸鋇粉末和中值粒徑為0.4mm的鉛粉按100:40:10的質量比加入造粒機，經過熔融混合，對混合熔體擠壓拉絲，再經冷卻烘干、切粒，得到粒徑為40mm的母粒。
[0056]將聚乙烯和上述方法加工的母粒按1000:10的質量比同時加入吹膜機，經過熔融混合，得到混合熔體；然后將混合熔體經過濾器過濾，得到不含顆粒雜質的混合熔體；過濾后的混合熔體進入膜頭，擠出形成初始膜；再將初始膜進行機械牽伸吹脹，冷卻后收卷得到筒狀膜；筒狀膜經過縱向破開和展開，得到厚度為0.5mm的聚乙烯膜。
[0057]將聚乙烯膜和兩層聚丙烯長絲土工布(150g/m2)按照聚乙烯膜作為中間層的方式一起平整的放入烘箱，控制烘箱溫度為180°C，走布速度為3m/min，加熱的聚乙烯膜和土工布在表面軟化的條件下經過冷軋輥，在冷軋輥的壓力下復合在一起，形成兩布一膜的防核輻射復合土工膜；再經切邊、計量收卷，得到實際克重為797g/m2、厚度為3.42mm的產品。
[0058]對實施例2得到的防核輻射復合土工膜的各項指標進行檢測，結果見表2。
[0059]表2為實施例2制備的防核輻射復合土工膜的各項指標
[0060]
物理特性力學特性水力特性檢一^ 一ΓΠ斷裂強力I
驗實更 P GB/T3923 I 撕破強力耐參項際 異:-- GB/T13763-92 剝離頂破靜透目克系& 強度伸長強力強力水系重數縱橫級橫縱橫壓數單
^ g/m2 % mm N/5cm %NN/cm N MPa cm/s
均 797 5.6 3.42 897 843 68 69 593 561 7.0 2811 1.1 <10'12值______________
射屏單層復合材料屏蔽γ射線平均為0.1(mSv/h)
蔽
_
[0061]實施例3:
[0062]將低S度聚乙稀、中值粒徑為0.4mm的硫酸鎖粉末和中值粒徑為0.2mm鉛粉按100:40:10的質量比加入造粒機，經過熔融混合，對混合熔體擠壓拉絲，再經冷卻烘干、切粒，得到粒徑為30mm的母粒。
[0063]將低密度聚乙烯和上述方法加工的母粒按100:10的質量比同時加入吹膜機，經過熔融混合，得到混合熔體；然后將混合熔體經過濾器過濾，得到不含顆粒雜質的混合熔體；過濾后的混合熔體進入膜頭，擠出形成初始膜；再將初始膜進行機械牽伸吹脹，冷卻后收卷得到筒狀膜；筒狀膜經過縱向破開和展開，得到厚度為0.3mm的低密度聚乙烯膜。
[0064]將低密度聚乙烯膜和聚丙烯長絲土工布(400g/m2) —起平整的放入烘箱，控制烘箱溫度為200°C，走布速度為5m/min，加熱的低密度聚乙烯膜和土工布在表面軟化的條件下經過冷軋輥，在冷軋輥的壓力下復合在一起，形成一布一膜的防核輻射復合土工膜；再經切邊、計量收卷，得到實際克重為678g/m2、厚度為3_的產品。
[0065]對實施例3得到的防核輻射復合土工膜的各項指標進行檢測，結果見表3。
[0066]表3為實施例3制備的防核輻射復合土工膜的各項指標
[0067]
物理特性力學特性水力特性檢斷裂強力驗實變盧 GB/T3923 I 撕破強力耐滲項際異 J-:- GB/T13763-92 剝離頂破靜透目克 系'度 '長強力強力水 系重數級橫級橫縱橫壓數單 2
g/m % mmN/5cm %NN/cm N MPa cm/s
怔____________
平均 678 4.0 3.02 799 750 64 66 500 489 7.1 2023 1.0 <10'12
lllllllIl
福射屏單層復合材料屏蔽γ射線平均為0.1(mSv/h)
蔽
-M
-T__
[0068]實施例4:
[0069]將聚乙烯、中值粒徑為0.3mm的硫酸鋇粉末和中值粒徑為0.3mm鉛粉按100:45:10的質量比加入造粒機，經過熔融混合，對混合熔體擠壓拉絲，再經冷卻烘干、切粒，得到粒徑為35mm的母粒。
[0070]將聚乙烯和上述方法加工的母粒按100:9的質量比同時加入吹膜機，經過熔融混合，得到混合熔體；然后將混合熔體經過濾器過濾，得到不含顆粒雜質的混合熔體；過濾后的混合熔體進入膜頭，擠出形成初始膜；再將初始膜進行機械牽伸吹脹，冷卻后收卷得到筒狀膜；筒狀膜經過縱向破開和展開，得到厚度為Imm的聚乙烯膜。
[0071]將聚乙烯膜和聚丙烯長絲土工布(100g/m2) —起平整的放入烘箱，控制烘箱溫度為190°C，走布速度為4m/min，加熱的聚乙烯膜和土工布在表面軟化的條件下經過冷軋輥，在冷軋輥的壓力下復合在一起，形成一布一膜的防核輻射復合土工膜；再經切邊、計量收卷，得到實際克重為1190g/m2、厚度為5mm的產品。
[0072]對實施例4得到的防核輻射復合土工膜的各項指標進行檢測，結果見表4。
[0073]表4為實施例4制備的防核輻射復合土工膜的各項指標
[0074]物理特性力學特性水力特性檢一’ 一ΓΠ斷裂強力一驗實哭斤GB/T3923.1 撕破強力耐滲項際異 S -Tj- GB/T13763-92剝離頂破靜透目克手 k強度伸長___強力強力水系
*款縱橫縱橫縱橫$數單 ，
護 g/m2%mm N/5cm%JM N/cm N MPacm/s
均 1卜乃5.64.89 1230 HS；67 66879 S^(, 6.9 2702 1.1<10'
a 111111
輻射屏單層復合材料屏蔽γ射線平均為0.2(mSWh)
蔽
±]_
[0075]所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種防核輻射復合土工膜，其特征在于，包括: 土工布； 復合在所述土工布上的乙烯聚合物膜； 所述乙烯聚合物膜由包括乙烯聚合物和母粒的混合物形成； 所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉。
2.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物膜中，乙烯聚合物和母粒的質量比為100: (8?10)。
3.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述母粒具體包括: 乙烯聚合物100重量份； 硫酸鋇40?50重量份； 鉛粉10重量份。
4.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物膜的厚度為 0.3mm ?Imnin
5.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述硫酸鋇為粉狀，中值粒徑為 0.2mm-Q.4mm。
6.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述鉛粉的中值粒徑為0.2mm-Q.4mm η
7.根據權利要求1所述的防核輻射復合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物為聚乙烯和低密度聚乙烯中的一種或兩種。
8.一種防核輻射復合土工膜的生產方法，其特征在于，包括以下步驟: a)乙烯聚合物、硫酸鋇和鉛粉熔融混合、造粒，得到母粒； b)將所述步驟a)得到的母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜； c)將所述步驟b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加熱、冷壓復合，得到防核輻射復合土工膜。
9.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于，步驟c)中所述加熱包括烘箱加熱；所述烘箱加熱的溫度為180°C?200°C,走布速度為3m/min?5m/min。
【文檔編號】B32B27/32GK104175674SQ201410405718
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】彭友勇, 楊建輝, 歐陽清, 田曉斌, 毛向榮, 李智慧, 張國相, 熊建生 申請人:湖南中核無紡有限公司