[發(fā)明專(zhuān)利]一種水性微納米片狀石墨氡輻射屏蔽涂料及其制備方法和施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010695842.9
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111826041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊賢;鄧躍全;高蒲;劉巍平;楊威;王剛鋒;吳婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 核工業(yè)二0三研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C09D133/04
• 分類(lèi)號(hào): C09D133/04;C09D7/61;E04F13/073;E04F13/075;E04F13/076;E04F15/02;E04F15/18
• 代理公司: 西安匠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

本發(fā)明涉及一種水性微納米片狀石墨氡輻射屏蔽涂料及其制備方法和施工方法。該水性微納米片狀石墨氡輻射屏蔽涂料的質(zhì)量百分比組分為0.1?2％的水性微納米片狀石墨粉、10?30％的石英粉、0?30％的重鈣粉、30?60％的丙烯酸乳液、5?15％的羥乙基纖維素水溶液、10?20％的水、0.3?1％的分散劑、0.1?0.5％的消泡劑、0.3?1.5％的成膜助劑、0.1?0.5％的增稠劑、0.1?0.3％的防腐劑。本發(fā)明避免現(xiàn)場(chǎng)氡輻射屏蔽涂料施工工程中的多道工序帶來(lái)的干燥時(shí)間長(zhǎng)、速度慢的缺陷，可以用于各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)基面，特別是柔性氡輻射屏蔽涂料集成板可用于圓柱、弧頂、彎角等異形結(jié)構(gòu)，納廢減排、水性環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)，對(duì)建筑工程氡輻射治理有重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程特別是地下工程氡輻射治理領(lǐng)域，涉及一種水性微納米片狀石墨氡輻射屏蔽涂料及其制備方法和施工方法。

背景技術(shù)

國(guó)防、人防、民防等地下工程由于深入地下，有密閉不透氣、地面環(huán)境潮濕、易長(zhǎng)霉，耐候性差等特點(diǎn)，由土壤、巖石等釋放出的氡濃度極高，帶來(lái)嚴(yán)重的氡輻射污染，目前治理氡污染的方法有：1、通風(fēng)法，這是一個(gè)傳統(tǒng)且現(xiàn)行的方法，治標(biāo)不治本，運(yùn)行維修費(fèi)用高，實(shí)際應(yīng)用效果不好；2、空氣凈化機(jī)法，某國(guó)防軍區(qū)試驗(yàn)過(guò)這種方法，由于用戶(hù)很難判斷什么時(shí)候吸附達(dá)到飽和、什么時(shí)候該更換吸附劑，且該方法噪聲大，能耗高、運(yùn)行費(fèi)用也高，實(shí)際使用時(shí)需每一個(gè)獨(dú)立房間都有一臺(tái)空氣凈化設(shè)備，也還在試用階段；3、涂層屏蔽法，氡輻射屏蔽涂層涂膜將氡及其子體隔絕于墻體內(nèi)，使其自動(dòng)衰變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)，是一種治本的方法，它有氡屏蔽率高、不用耗電、壽命長(zhǎng)、維修方便等特點(diǎn)，也能起到很好的裝飾效果，是地下工程氡屏蔽的優(yōu)選方法。目前氡輻射屏蔽涂料的生產(chǎn)方法主要有：對(duì)粉石英表面進(jìn)行改性，然后把改性粉石英填充到涂料中去制成新型氡輻射屏蔽涂料；利用丙烯酸乳液和超細(xì)二氧化硅配制氡輻射屏蔽涂料；將稀土氧化物添加到防氡涂料中去，具有一定的氡輻射屏蔽效果。石墨是一種多層疊加的片狀材料，同層的碳原子以sp2雜化形成共價(jià)鍵，每一個(gè)碳原子以三個(gè)共價(jià)鍵與另外三個(gè)原子相連，六個(gè)碳原子在同一個(gè)平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展成片層結(jié)構(gòu)，同層原子間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易斷裂，而層與層之間以范德華力連接在一起，通過(guò)物理和化學(xué)的方法，可將石墨進(jìn)行剝層，獲得薄層石墨片狀材料，如機(jī)械剝離法、氧化還原法、外延生長(zhǎng)法、氣相沉淀法等，一般制得厚度為數(shù)納米的石墨烯超薄材料，鄧躍全等人在專(zhuān)利CN201911092312.9中通過(guò)水性膨脹-分散-砂磨制備了微納米尺寸薄層石墨材料，通過(guò)設(shè)計(jì)改性助劑體系，制得分散良好的水性微納米片狀材料，其厚度范圍在5nm～27nm左右，寬度范圍在5μm～50μm左右，平均粒徑在17μm左右，中值粒徑D(50)約為20μm，制備獲得的水性微納米薄層石墨材料(固含量為5.5％)成本約為3～5元/公斤，折合成固含量為100％粉體的成本約為50～100元/公斤，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市面上石墨烯粉體材料7000元～20000多元/公斤的價(jià)格，具有較好的成本優(yōu)勢(shì)，水性微納米片狀石墨材料疊存于涂膜中，緊密連接，其表面積比一般粉體粉顆粒表面積大100倍以上，是一種很好地阻隔材料，大大增強(qiáng)了涂膜的致密性。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)氡輻射屏蔽材料進(jìn)行了大量的研究，并取得了一系列的成果，但仍存著很多問(wèn)題。

1、一般的氡輻射屏蔽涂料在使用時(shí)是采用人工分層批刮和涂刷，其中膩?zhàn)?～3道，底漆、面漆4～8道，連同砂漿層共有10道左右的施工程序，每完成一道材料的施工，需等干燥后，才能進(jìn)行下一道工序，加之地下工程密閉不透氣，物料干燥速度慢，前后需2～3月才能完成，這種施工方法施工周期長(zhǎng)，耗時(shí)耗力。

2、納米石墨烯材料應(yīng)用范圍廣泛，但是成本高，并且納米級(jí)的石墨烯容易團(tuán)聚，具有很強(qiáng)的疏水性，不利于用于水性化利用涂料，尤其是成本高的缺陷，嚴(yán)重限制其推廣應(yīng)用，急需要成本低、水性化的微納米片狀石墨材料用于涂料制備。

發(fā)明內(nèi)容