CN104175674A - 一种防核辐射复合土工膜及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防核辐射复合土工膜，包括：土工布；复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、硫酸钡和铅粉。本发明还提供一种防核辐射复合土工膜的生产方法，包括以下步骤：乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒；将所述母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；将所述乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。采用本发明的生产方法得到的防核辐射复合土工膜具有良好的防核辐射性能。实验结果表明，本发明提供的防核辐射复合土工膜单层复合材料屏蔽γ射线平均为0.1mSv/h～0.3mSv/h。
Description
技术领域
本发明涉及复合土工膜技术领域，更具体地说，涉及一种防核辐射复合土工膜及其生产方法。
背景技术
复合土工膜是用土工织物与土工膜复合而成的防水阻隔型材料，具有强度高、延展性好、抗腐蚀、耐老化等特点，被广泛应用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程中。
目前，国内市场上现有的复合土工膜生产工艺包括：将经过筛选的聚丙烯切片熔融，挤压纺丝再经冷却牵伸，得到聚丙烯纤维，然后摆丝铺网、针刺加固、成卷，得到聚丙烯土工布，最后将土工布放卷与聚乙烯或低密度聚乙烯膜经烘箱加热、冷压复合、成卷得到复合土工膜。
但是，在有核辐射的矿渣覆盖工程及矿山治理工程方面，还没有专门的复合土工膜能够满足防核辐射的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防核辐射复合土工膜及其生产方法，所述防核辐射复合土工膜具有较好防核辐射性能，而且生产成本较低。
本发明提供一种防核辐射复合土工膜，包括：
土工布；
复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、硫酸钡和铅粉。
优选地，所述乙烯聚合物膜中，乙烯聚合物和母粒的质量比为100：(8～10)。
优选地，所述母粒具体包括：
乙烯聚合物100重量份；
硫酸钡40～50重量份；
铅粉10重量份。
优选地，所述乙烯聚合物膜的厚度为0.3mm～1mm。
优选地，所述硫酸钡为粉状，中值粒径为0.2mm-0.4mm。
优选地，所述铅粉中值粒径为0.2mm-0.4mm。
优选地，所述乙烯聚合物为聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种。
本发明还提供一种防核辐射复合土工膜的生产方法，包括以下步骤：
a)乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒；
b)将所述步骤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)将所述步骤b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。
优选地，所述步骤c)中所述加热包括烘箱加热；所述烘箱加热的温度为180℃～200℃，走布速度为3m/min～5m/min。
本发明提供了一种防核辐射复合土工膜，包括：土工布；复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、硫酸钡和铅粉。本发明还提供了一种防核辐射复合土工膜的生产方法，包括以下步骤：乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒；将所述母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；将所述乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。本发明通过母粒添加的方式将硫酸钡和铅粉引入乙烯聚合物膜中，母粒与乙烯聚合物具有良好的相容性，加入后不会影响乙烯聚合物膜的各项性能，而铅粉具有润滑作用，有利于硫酸钡的分散，保证了硫酸钡在乙烯聚合物膜中的均匀分布，得到的乙烯聚合物膜复合在土工布上，形成具有防核辐射性能的复合土工膜。实验结果表明，本发明提供的防核辐射复合土工膜单层复合材料屏蔽γ射线平均为0.1mSv/h～0.3mSv/h。本生产方法通过使用硫酸钡和铅粉实现对产品性能的改进，生产成本较低；此外，土工布与乙烯聚合物膜通过冷压复合的方式得到防核辐射复合土工膜，产品能够保持土工布的各项力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种防核辐射复合土工膜，包括：
土工布；
复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、硫酸钡和铅粉。
本发明提供了一种防核辐射复合土工膜，包括土工布和复合在所述土工布上的乙烯聚合物膜，其中，本发明对所述土工布的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的土工布即可，如可采用市售的聚丙烯长丝土工布。
本发明所述土工布上复合有乙烯聚合物膜，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，所述乙烯聚合物为聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种，优选为聚乙烯。本发明所述的聚乙烯和低密度聚乙烯为本领域技术人员熟知的材料，本发明对此没有特殊限制。
所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉，其中，所述乙烯聚合物为聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种，优选为聚乙烯；所述硫酸钡为粉状，中值粒径优选为0.2mm-0.4mm；所述铅粉的中值粒径为0.2mm-0.4mm。本发明对所述聚乙烯、低密度聚乙烯、硫酸钡和铅粉的来源没有特殊限制，为市售即可。优选地，所述乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉的质量比为100：(40～50)：10。所述母粒优选按照以下方法制备：将乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒。本发明对所述造粒的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的造粒方法即可；优选地，所述方法在造粒机中完成；得到母粒的粒径优选为30mm～40mm。
按照本发明，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质量比优选为100：(8～10)。所述乙烯聚合物膜优选按照以下方法制备：将母粒和乙烯聚合物熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜。本发明对所述吹膜的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的吹膜方法即可；优选地，所述方法在吹膜机中完成；得到乙烯聚合物膜的厚度优选为0.3mm～1mm。
按照本发明，所述防核辐射复合土工膜包括土工布和复合在所述土工布上的乙烯聚合物膜，所述乙烯聚合物膜优选按照冷压复合的方法复合在所述土工布上；本发明对所述冷压复合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷压复合方法即可；优选地，所述冷压复合在冷轧辊中完成。优选地，乙烯聚合物膜与两层土工布复合，所述乙烯聚合物膜位于两层土工布之间形成两布一膜的防核辐射复合土工膜。
本发明还提供了一种防核辐射复合土工膜的生产方法，包括以下步骤：
a)乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒；
b)将所述步骤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)将所述步骤b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。
本发明以乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉为原料，其中，所述乙烯聚合物为聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种，优选为聚乙烯。本发明所述的聚乙烯和低密度聚乙烯为本领域技术人员熟知的材料，本发明对此没有特殊限制。所述硫酸钡为粉状，中值粒径优选为0.2mm-0.4mm；所述铅粉的中值粒径为0.2mm-0.4mm。本发明对所述聚乙烯、低密度聚乙烯、硫酸钡和铅粉的来源没有特殊限制，为市售即可。优选地，所述乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉的质量比为100：(40～50)：10。
按照本发明，将上述乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒。本发明对所述造粒的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的造粒方法即可。优选地，将乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉加入造粒机，经过熔融混合、造粒，得到母粒；所述母粒的粒径优选为30mm～40mm。
本发明将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，在此不再赘述。所述乙烯聚合物和母粒的质量比优选为100：(8～10)。本发明对所述吹膜的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的吹膜方法即可。优选地，将母粒和乙烯聚合物加入吹膜机，经过熔融混合、吹膜，得到乙烯聚合物膜；所述乙烯聚合物膜的厚度优选为0.3mm～1mm。
本发明将上述步骤得到的乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。其中，本发明对所述土工布的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的土工布即可，如可采用市售的聚丙烯长丝土工布。所述加热优选为烘箱加热，所述烘箱加热的温度优选为180℃～200℃，走布速度优选为3m/min～5m/min。本发明对所述冷压复合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷压复合方法即可。优选地，将加热后的土工布和乙烯聚合物膜经过冷轧辊，进行冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。优选地，乙烯聚合物膜与两层土工布复合，所述乙烯聚合物膜位于两层土工布之间形成两布一膜的防核辐射复合土工膜。
按照本发明，对得到的防核辐射复合土工膜的各项指标进行检测，结果表明，产品具有良好的防核辐射性能，单层复合材料屏蔽γ射线平均为0.1mSv/h～0.3mSv/h；此外，采用本发明的生产方法得到的防核辐射复合土工膜能够保持土工布的各项力学性能。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1：
将聚乙烯、中值粒径为0.2mm的硫酸钡粉末和中值粒径为0.2mm的铅粉按100：40：10的质量比加入造粒机，经过熔融混合，对混合熔体挤压拉丝，再经冷却烘干、切粒，得到粒径为40mm的母粒。
将聚乙烯和上述方法加工的母粒按1000:10的质量比同时加入吹膜机，经过熔融混合，得到混合熔体；然后将混合熔体经过滤器过滤，得到不含颗粒杂质的混合熔体；过滤后的混合熔体进入膜头，挤出形成初始膜；再将初始膜进行机械牵伸吹胀，冷却后收卷得到筒状膜；筒状膜经过纵向破开和展开，得到厚度为1mm的聚乙烯膜。
将聚乙烯膜和聚丙烯长丝土工布(150g/m2)一起平整的放入烘箱，控制烘箱温度为180℃，走布速度为3m/min，加热的聚乙烯膜和土工布在表面软化的条件下经过冷轧辊，在冷轧辊的压力下复合在一起，形成一布一膜的防核辐射复合土工膜；再经切边、计量收卷，得到实际克重为1290g/m2、厚度为3.28mm的产品。
对实施例1得到的防核辐射复合土工膜的各项指标进行检测，结果见表1。
表1为实施例1制备的防核辐射复合土工膜的各项指标
实施例2：
将聚乙烯、中值粒径为0.2mm的硫酸钡粉末和中值粒径为0.4mm的铅粉按100：40：10的质量比加入造粒机，经过熔融混合，对混合熔体挤压拉丝，再经冷却烘干、切粒，得到粒径为40mm的母粒。
将聚乙烯和上述方法加工的母粒按1000:10的质量比同时加入吹膜机，经过熔融混合，得到混合熔体；然后将混合熔体经过滤器过滤，得到不含颗粒杂质的混合熔体；过滤后的混合熔体进入膜头，挤出形成初始膜；再将初始膜进行机械牵伸吹胀，冷却后收卷得到筒状膜；筒状膜经过纵向破开和展开，得到厚度为0.5mm的聚乙烯膜。
将聚乙烯膜和两层聚丙烯长丝土工布(150g/m2)按照聚乙烯膜作为中间层的方式一起平整的放入烘箱，控制烘箱温度为180℃，走布速度为3m/min，加热的聚乙烯膜和土工布在表面软化的条件下经过冷轧辊，在冷轧辊的压力下复合在一起，形成两布一膜的防核辐射复合土工膜；再经切边、计量收卷，得到实际克重为797g/m2、厚度为3.42mm的产品。
对实施例2得到的防核辐射复合土工膜的各项指标进行检测，结果见表2。
表2为实施例2制备的防核辐射复合土工膜的各项指标
实施例3：
将低密度聚乙烯、中值粒径为0.4mm的硫酸钡粉末和中值粒径为0.2mm铅粉按100：40：10的质量比加入造粒机，经过熔融混合，对混合熔体挤压拉丝，再经冷却烘干、切粒，得到粒径为30mm的母粒。
将低密度聚乙烯和上述方法加工的母粒按100：10的质量比同时加入吹膜机，经过熔融混合，得到混合熔体；然后将混合熔体经过滤器过滤，得到不含颗粒杂质的混合熔体；过滤后的混合熔体进入膜头，挤出形成初始膜；再将初始膜进行机械牵伸吹胀，冷却后收卷得到筒状膜；筒状膜经过纵向破开和展开，得到厚度为0.3mm的低密度聚乙烯膜。
将低密度聚乙烯膜和聚丙烯长丝土工布(400g/m2)一起平整的放入烘箱，控制烘箱温度为200℃，走布速度为5m/min，加热的低密度聚乙烯膜和土工布在表面软化的条件下经过冷轧辊，在冷轧辊的压力下复合在一起，形成一布一膜的防核辐射复合土工膜；再经切边、计量收卷，得到实际克重为678g/m2、厚度为3mm的产品。
对实施例3得到的防核辐射复合土工膜的各项指标进行检测，结果见表3。
表3为实施例3制备的防核辐射复合土工膜的各项指标
实施例4：
将聚乙烯、中值粒径为0.3mm的硫酸钡粉末和中值粒径为0.3mm铅粉按100：45：10的质量比加入造粒机，经过熔融混合，对混合熔体挤压拉丝，再经冷却烘干、切粒，得到粒径为35mm的母粒。
将聚乙烯和上述方法加工的母粒按100:9的质量比同时加入吹膜机，经过熔融混合，得到混合熔体；然后将混合熔体经过滤器过滤，得到不含颗粒杂质的混合熔体；过滤后的混合熔体进入膜头，挤出形成初始膜；再将初始膜进行机械牵伸吹胀，冷却后收卷得到筒状膜；筒状膜经过纵向破开和展开，得到厚度为1mm的聚乙烯膜。
将聚乙烯膜和聚丙烯长丝土工布(100g/m2)一起平整的放入烘箱，控制烘箱温度为190℃，走布速度为4m/min，加热的聚乙烯膜和土工布在表面软化的条件下经过冷轧辊，在冷轧辊的压力下复合在一起，形成一布一膜的防核辐射复合土工膜；再经切边、计量收卷，得到实际克重为1190g/m2、厚度为5mm的产品。
对实施例4得到的防核辐射复合土工膜的各项指标进行检测，结果见表4。
表4为实施例4制备的防核辐射复合土工膜的各项指标
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种防核辐射复合土工膜，其特征在于，包括：
土工布；
复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、硫酸钡和铅粉。
2.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物膜中，乙烯聚合物和母粒的质量比为100：(8～10)。
3.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述母粒具体包括：
乙烯聚合物100重量份；
硫酸钡40～50重量份；
铅粉10重量份。
4.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物膜的厚度为0.3mm～1mm。
5.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述硫酸钡为粉状，中值粒径为0.2mm-0.4mm。
6.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述铅粉的中值粒径为0.2mm-0.4mm。
7.根据权利要求1所述的防核辐射复合土工膜，其特征在于，所述乙烯聚合物为聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种。
8.一种防核辐射复合土工膜的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉熔融混合、造粒，得到母粒；
b)将所述步骤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)将所述步骤b)得到的乙烯聚合物膜和土工布加热、冷压复合，得到防核辐射复合土工膜。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，步骤c)中所述加热包括烘箱加热；所述烘箱加热的温度为180℃～200℃，走布速度为3m/min～5m/min。
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Granted publication date: 20160817 Termination date: 20180818 |
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