[發(fā)明專利]能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810079629.8
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108359133A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王忠倉;張學(xué)飛
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆磐基實業(yè)有限公司
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/04;C08L57/02;C08J5/18
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 湯建武;蒙海云

本發(fā)明涉及土工膜添加劑技術(shù)領(lǐng)域，是能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑及其制備方法和應(yīng)用，該添加劑，通過先后采用N?甲基吡咯烷酮、甲醇處理，部分石油樹脂混合，然后將N?甲基吡咯烷酮和甲醇溶劑脫除后得到能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑。本發(fā)明的能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑生產(chǎn)的土工膜不僅具有更好的斷裂強力、撕破強力和抗?jié)B透性能，而且不產(chǎn)生靜電，使由本發(fā)明的能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑制備的土工膜在垃圾、危險化學(xué)廢物、輻射廢物填埋以及油氣田、化工區(qū)等油氣防爆場具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土工膜添加劑技術(shù)領(lǐng)域，是能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

土工材料是當(dāng)今被廣泛應(yīng)用于巖土工程中的土工合成材料，它是高分子聚合物為原料制成土工材料產(chǎn)品的統(tǒng)稱。土工材料分為幾大類：土工布、土工膜、復(fù)合土工膜、土工網(wǎng)、土工格柵、排水板、土工格室、膨潤土防水毯等。土工材料作為產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域重要的一部分。土工材料的斷裂強力（拉伸強度）、撕破強力（直角撕裂強度）、抗?jié)B透系數(shù)（水蒸氣滲透系數(shù)）是關(guān)鍵技術(shù)等級指標(biāo)，尤其是土工布、土工膜、復(fù)合土工膜（布+膜的組合產(chǎn)品）的斷裂強力、撕破強力、土工膜抗?jié)B透系數(shù)技術(shù)指標(biāo)是質(zhì)量等級關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

石墨烯是目前世上最薄也是最堅硬的納米材料，具有極大的比表面2630M²/g，強度高達130GPa是鋼材的100倍，電阻率僅為10^-6Ω·CM是世界上電阻率最小的材料。

傳統(tǒng)土工膜生產(chǎn)中為改善產(chǎn)品的部分質(zhì)量性能，其通常添加2%的炭黑，炭黑與基體石油樹脂相溶性很差，炭黑在體系中分散不均勻產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致土工膜力學(xué)性能下降，而2%炭黑通常需要2.5至4倍的炭黑載體才能添加到石油樹脂中，所以生產(chǎn)土工膜的原料中就含有炭黑和載體的總比例量達到5%至8%，如此大的添加比例對土工膜產(chǎn)品質(zhì)量造成較大不穩(wěn)定影響。

生產(chǎn)土工合膜的基礎(chǔ)原料是石油樹脂聚乙烯系列產(chǎn)品，聚乙烯產(chǎn)品都具有良好的絕緣性能，導(dǎo)致土工膜在生產(chǎn)過程和銷售到用戶鋪設(shè)施工過程產(chǎn)生強烈的靜電，靜電的產(chǎn)生不但對人有危害而且在特殊油氣場合容易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。隨著國家環(huán)保政策落實，嚴(yán)格要求油田開采過程配套污油池收集灑落原油，污油池建設(shè)用土工膜數(shù)量越來越大，土工膜施工鋪設(shè)極易產(chǎn)生靜電對油田油氣場所存在重大安全風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑及其制備方法和應(yīng)用，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有以石墨為添加劑生產(chǎn)的土工膜存在力學(xué)性能不佳的問題，特別是其能夠顯著改善土工膜的縱橫向拉伸強度、縱橫向直角撕裂強度和水蒸氣滲透系數(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑，按下述方法得到：向石墨烯中加入N-甲基吡咯烷酮得到石墨烯N-甲基吡咯烷酮溶液，N-甲基吡咯烷酮與石墨烯的體積比為10至20:1，然后向石墨烯N-甲基吡咯烷酮溶液中加入甲醇后得到石墨烯溶液，將石墨烯溶液中的N-甲基吡咯烷酮和甲醇脫除后得到能夠提高土工膜力學(xué)性能的添加劑。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進：

上述甲醇的加入量為N-甲基吡咯烷酮加入量的1倍至1.2倍。

上述石墨烯溶液中的N-甲基吡咯烷酮和甲醇的脫除按下述方法進行：將石墨烯溶液在70℃至75℃的條件下加熱，通過加熱，脫除石墨烯溶液中的N-甲基吡咯烷酮和甲醇。

上述將石墨烯溶液在70℃至75℃的密閉條件下加熱，將加熱過程中揮發(fā)的N-甲基吡咯烷酮和甲醇通過抽真空氣相冷凝方式收集。