CN1332398C - 剥离型压制去污剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程去污技术领域，主要涉及的是一种剥离型压制去污剂。其由A组分和B组分构成，A组分包含有75%-90%(重量)的成膜材料和3%-5%(重量)的增塑剂；B组分包含有2%-5%(重量)的增稠剂、2%-10%(重量)的填料和10%(重量)以下的快干剂。本发明具有压制和去污双重功用，清除的污染物主要为空气中的放射性气溶胶和地面上非固定性放射性沉降物。通过对气溶胶和沉降物的冲刷、润湿、扩散、吸附、粘结和干燥凝结等过程后形成连续的膜体，利用机械将膜体回收达到将污染物清除的目的。其形成的连续膜体的力学性能指标满足机械化回收的要求。适用于野外各种复杂地面(混凝土表面、水泥和沥青路面、中密土壤、农田与砂土以及森林、多植被地面)上的放射性污染清除。

Description

剥离型压制去污剂

所属技术领

本发明属于工程去污技术领域，主要涉及的是一种剥离型压制去污剂。

背景技术

伴随着核能的发展和应用，放射性污染日益受到人们的关注，在核电站事故、核打击或准核打击等非常情况下，放射性物质会大量泄露到外界环境中，对空气、水、土壤等环境造成污染，严重危害动植物和人群的生存环境，使污染区人体在短时间内受到放射性物质照射剂量超标，将导致放射性损伤或死亡。

在核污染大面积去污技术领域通常采用将沉降于物体表面的放射性灰尘转移至安全地贮存或掩埋的方法来消除核污染即物理法。通常采用的方法有以下几种：(1)水冲法；(2)真空吸尘法；(3)铲土法；(4)深耕法；但是这些传统去污技术的弊端主要有以下几个方面：(1)去污不彻底；(2)易造成次生或二次污染；(3)废物量大，运输、储存或处置费用高；(4)作业效率低，处置周期长，人员受照剂量大，需要笨重的防护设备；这些弊端大大限制了传统去污技术在大面积核应急工程去污领域中的应用。

目前，较为先进的核污染去污技术是剥离型膜体去污技术，它以其适用范围广、对环境影响小、去污效率高、无二次污染或次生污染等优良技术性能从各种去污技术中脱颖而出，受到各国的青睐。但是，目前的研究成果还有很大的局限性。如1986年切尔诺贝利核电站发生严重放射性泄露事故后前苏联研制开发的干法消除剂以及目前俄罗斯研制开发的干法消除涂料应用范围较狭窄，仅适用于松软土壤，野外大面积推广应用价格高、操作复杂且由于施工技术质量等方面的原因无法达到预想的去污效果，同时需要专门的设备予以喷涂，成膜性差不能使用机械回收，清除效率很低。

在我国，剥离型膜体去污技术方面的研究起步较晚，主要集中于建筑物内部或核设施内部的污染清除。中国辐射防护研究院、原子能科学研究院、清华大学等机构先后开展了剥离型膜体去污材料的研究，并取得了一定的科研成果，这些成果在金属容器表面、光滑墙体表面获得了应用，且去污效果较好，防化研究院也开展了有关去污剂的研究，主要集中于水中放射性颗粒的吸附和降解。但由于这些研究成果主要应用于室内特殊介质表面或处于实验室阶段，在野外复杂环境条件下应用存在以下缺陷：

(1)对去污对象表面光洁度要求比较苛刻；

(2)需要专用喷涂设备；

(3)不具备压制、吸附空气中放射性气溶胶的能力；

(4)单位面积去污成本太高，性价比不具有野外大面积应用价值；

(5)形成的膜体需人工铲除，作业效率低，劳动强度大，人员受照剂量高；

因此，受材料的性能限制，现有成果在核事故应急或其它大面积放射性污染清除过程中难以推广。

发明内容

本发明的任务即是研究开发一种适用野外复杂环境条件和介质表面的可清除放射性污染的压制去污剂。该去污剂克服现有成果的缺陷，废物量少，作业效率高，可压制、吸附空气中和地面的放射性颗粒，能形成可机械化剥离的包裹放射性颗粒的连续膜体，从而通过机械化剥离回收，运输处置，达到现场放射性污染清除的目的。

为完成上述任务，本发明采取的技术方案是：本发明由A组分和B组分构成，A组分包含有75％-90％(重量)的成膜材料和3％-5％(重量)的增塑剂；B组分包含有2％-5％(重量)的增稠剂、2％-10％(重量)的填料和10％(重量)以下的快干剂。

本发明B组分中还可加入快干剂，其含量(重量)为：10％以下。

本发明组分中，采用的成膜材料为水基胶粘剂，主要包含丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、苯丙乳液、聚乙烯醇乳液等；其在材料中的作用主要是成膜、吸附、溶解固体材料；成膜材料的含量对膜体的渗透深度、溶液粘度、去污率、以及材料的成膜性影响很大，当成膜材料的含量降低时，材料的渗透深度增大，去污率增大，但成膜性降低，膜体柔韧性、延伸率、可剥离性降低，当成膜材料的含量增大时，材料的渗透深度减小，但成膜性提高很大，膜体柔韧性、延伸率增大，膜体与基面粘附力增大，不利于机械剥离。经过试验对比，成膜材料的含量(重量)在75％-90％时为好，膜体的各项性能都比较合适。增塑剂为表面活性剂，主要包含临苯二甲酸脂类增塑剂、脂肪族二元酸脂类增塑剂、磷酸脂类增塑剂，增塑剂的含量是影响膜体韧性的主要因素，当增塑剂的含量降低时，膜体的韧性和拉伸强度降低，使膜体变的硬脆而无弹性，当增塑剂的含量增大时，膜体的韧性增强，伸长率增大，经过试验对比，增塑剂的含量(重量)在3％-5％时为好。增稠剂为纤维素醚类增稠剂，增稠剂的加入可以在减少成膜材料含量的情况下获得较好的成膜性，其含量过低则无法起到减少成膜材料含量，降低材料成本的作用，含量过高，也会对材料的成膜性构成一定的影响，使材料的成膜性变差。增稠剂的含量是影响粘度的主要因素，粘度随增稠剂含量的增加而增大，含量过大则使材料粘度过大，降低了材料的可喷洒性，增大了作业难度以及与现有装备的适配性。增稠剂也是影响浆液稳定性的主要因素，随着增稠剂含量增加浆液稳定性变差。综合考虑增稠剂的含量对减少成膜材料含量，降低材料成本的作用，对粘度、浆液稳定性的影响等因素，其含量(重量)以2％-5％为宜。填料主要为改性粘土如膨润土、废纸浆，在材料中加入填料多是为了有效降低成本，吸附放射性颗粒，增加材料中的纤维含量。填料的含量也会对材料粘度和浆液稳定性造成一定的影响，填料含量的增大可以有效降低材料的成本，但会使材料的粘度大大提高，降低了可喷洒性，增大作业难度，浆液稳定性也有所降低，使材料的储存时间缩短，通过试验，填料的含量(重量)为2％-10％时，材料的性价比较好，且对材料的粘度和稳定性影响不大。快干剂为水泥、活性碳粉及其它吸水材料，其作用是发生水化反应消耗体系中的水分或吸收材料中的水分，缩短体系的固化时间。但含量过大时，对材料的韧性有一定的影响，使材料变脆，膜体表面龟裂现象严重，剥离性降低且材料浆液稳定性差，易出现沉淀物，经过试验对比，快干剂的含量(重量)必须控制在10％以下。

本发明提出的去污剂具有压制和去污双重功用，清除的污染物主要为空气中的放射性气溶胶和地面上非固定性放射性沉降物。通过对气溶胶和沉降物的冲刷、润湿、扩散、吸附、粘结和干燥凝结等过程后形成连续的膜体，利用机械将膜体回收达到将污染物清除的目的。其喷洒于地面，在对放射性颗粒的吸附完成后，放射性颗粒与齐聚体共同形成齐聚体胶团。在自然环境条件下，溶剂不断蒸发，或者不断与压制去污剂中的快干剂发生水化反应而消耗大量的水分子发出热量，胶团周围的水化层减薄，加剧了胶团(吸附有沉降物颗粒)之间的布朗运动，使得齐聚体胶团之间碰撞几率不断提高而导致齐聚体的相互聚结而形成齐聚体链网，最后形成污染物质与材料黏结一起的连续膜体，且形成的连续膜体的力学性能指标满足机械化回收的要求。适用于野外各种复杂地面(混凝土表面、水泥和沥青路面、中密土壤、农田与砂土以及森林、多植被地面)上的核污染清除。

本发明具有以下特点：

(1)去污性能好，在各种基面上的去污率可达95％以上；

(2)适用范围广，不仅可用于室内规则光滑表面，还适用于野外复杂地质表面的放射性污染清除，另外还适用于空气中100米以下低空的放射性气溶胶的清除；

(3)适配性好，可满足国内现有装备和大型专用喷洒设备的喷洒要求；

(4)废物量少，综合去污成本低；

(5)在温度为25℃左右、湿度为40％时，成膜时间约为6～12h，但温度、湿度对成膜时间均有较大的影响，随温度降低、湿度增加，成膜时间均相应延长；

(6)成膜性好，且材料成膜后剥离强度较低，其拉伸强度大于粘结强度，便于机械化揭膜回收作业；

(7)具有一定的耐久性，在松散土层上成膜后一个月内膜体的各项性能指标无显著变化，在混凝土地面上三个月内膜体的各项性能无显著变化；

(8)该材料在0℃以上使用时，除成膜时间、粘结强度随温度降低有所改变外，温度降低对其他性能无明显影响；该材料可在0℃以下的环境中成膜(但配料、喷洒应在正温下进行)，但不应在0℃以下环境中揭膜，应待环境温度回升至0℃以上并持续一段时间后再揭膜回收；

(9)该材料在喷洒6～8h后可经受雨水冲刷，材料成膜性能除成膜时间延长外其他不受影响；该材料可在潮湿基面上使用，但基面潮湿会显著延长材料的成膜时间，也会降低用于松散土层配方材料成膜后的力学性能；材料成膜后长期泡水虽对去污率无太大影响，但由于会显著降低膜体的力学性能，会给机械连续起卷回收造成一定困难；

本发明的基本性能如下表

性能	指标
		外观	灰白色混合液
粘度(QND-4粘度计)	41s(初始粘度)
		固体含量	32％±1％
施工性	喷洒方便
		成膜性	好
可剥离时间	6h～12h
		吸附厚度	2～3mm
去污率	96％～99％

本发明的适用范围如下表

压制去污剂系列	粘度范围(mPa·s)	固化时间(h)	8吨汽车可通行时间(h)	介质
					SMDW-1	700～2000	≤10	≤5	混凝土、水泥
SMDW-2	500～1000	≤10	≤6	三合土、粘土路面
					SMDW-3	300～600	≤10	≤6	中密土壤、饱和土
SMDW-4	100～300	≤10	≤8	农田、砂土
					SMDW-5	600～1500	-	-	大面积压制

具体实施方式

本发明的实施例如下：

实施例1

本实施例由A组分和B组分构成，A组分包括成膜材料和增塑剂，B组分包括增稠剂和填料。A组分中的成膜材料为水基胶粘剂，如丙烯酸、醋酸乙烯基乳液、苯丙乳液、聚乙烯醇乳液等；增塑剂为表面活性剂，如含临苯二甲酸脂类增塑剂、脂肪族二元酸脂类增塑剂、磷酸脂类增塑剂；B组分中的增稠剂主要为纤维素醚类增稠剂；填料为改性粘土，如膨润土、废纸浆，各组分的含量(重量)为：成膜材料75％-90％，增塑剂3％-5％，增稠剂2％-5％，填料2％-10％。

为了提高本实施例压制去污剂生产调制的规模，充分发挥装备的原有功能，使压制去污剂形成系列产品，增加压制去污剂在使用时的可操作性、延长材料的保质期和保存时限，经过研究和调制，实施例为双组分包装，其中主剂A组分为溶液，辅剂B组分为粉剂，使用时将A、B组分混合并搅拌均匀，即可实施喷洒作业。

实施例2

本实施例由A组分和B组分构成，A组分包括成膜材料和增塑剂，B组分包括增稠剂、填料和快干剂。成膜材料为水基胶粘剂，主要包含丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、苯丙乳液、聚乙烯醇乳液等；增塑剂为表面活性剂，如含临苯二甲酸脂类增塑剂、脂肪族二元酸脂类增塑剂、磷酸脂类增塑剂；B组分中的增稠剂主要为纤维素醚类增稠剂；填料为改性粘土如膨润土、废纸浆；快干剂为水泥快干剂为水泥、活性碳粉。各组分的含量(重量)为：成膜材料75％-90％，增塑剂3％-5％，增稠剂2％-5％，填料2％-10％，快干剂10％以下。

Claims (6)

1、一种剥离型压制去污剂，其特征在于：其由A组分和B组分构成，A组分包含有75％-90％(重量)的成膜材料和3％-5％(重量)的增塑剂；B组分包含有2％-5％(重量)的增稠剂、2％-10％(重量)的填料和10％(重量)以下的快干剂。

2、根据权利要求1所述的剥离型压制去污剂，其特征在于：所述成膜材料为水基胶粘剂，主要包含丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、苯丙乳液、聚乙烯醇乳液。

3、根据权利要求1所述的剥离型压制去污剂，其特征在于：所述增塑剂为表面活性剂，主要包含临苯二甲酸脂类增塑剂、脂肪族二元酸脂类增塑剂、磷酸脂类增塑剂。

4、根据权利要求1所述的剥离型压制去污剂，其特征在于：所述增稠剂为纤维素醚类增稠剂。

5、根据权利要求1所述的剥离型压制去污剂，其特征在于：所述填料为改性粘土，所述改性粘土为膨润土、废纸浆。

6、根据权利要求1所述的剥离型压制去污剂，其特征在于：所述快干剂为水泥、活性碳粉。