一种防氡气卷材及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于防氡气材料技术领域，具体涉及一种防氡气卷材及其制备方法和应用。

背景技术

氡是无色、无嗅、无味的惰性气体，是自然界唯一的天然放射性气体，其为镭金属的衰变产物，且具有放射性，半衰期仅3.8天，主要来源于房基土壤、建筑材料、供水以及用于取暖和厨房设备的天然气等，并可由土壤、岩石中渗入一般空气中或水体。在全球许多特殊地质的地区，因地层中含铀矿(或其子放射性核种如镭)，造成空气中含有微量的氡气，若室内的通气不良,则可能累积至产生毒害的浓度，吸入氡气不会产生立即性的毒害，而其最主要的人体健康影响为造成肺癌。

目前，对氡气的防护主要是利用涂料来完成。CN105885618A公开了一种防氡气涂料，其由以下重量份数的原料制成：钛白粉10～20份、水性环氧树脂乳液32～50份、水性色浆3～8份、蜂蜡5～12份、石蜡4～8份、氧化铝1～3份、碳酸二甲酯5～8份、高沸点溶剂12～22份、有机硅改性丙烯酸树脂3～8份、油性流平剂2～5份、硅类分散剂3～5份、消泡剂2～4份以及去离子水25～35份。提供的防氡气涂料可以造墙面形成致密的物理漆膜，该漆膜具有很好的抗辐射能力，保持漆膜不被破坏，能够长效屏蔽墙体内氡气对人体的危害；使得室内氡气浓度长期低于60Bq/m，符合国家规定。CN101880504A公开了一种水性防氡气内墙涂料，由A、B组分组成，一种水性防氡气内墙涂料，由A、B组分组成，A组分含有：水12～20份、颜料20～25份、水性环氧树脂乳液50～60份、水性色浆0～2份，B组分含有：水性固化剂20～30份、填料50～60份、水15～25份，组成的涂料可以形成致密的物理漆膜，该漆膜具有很好的抗辐射能力，能够长效屏蔽墙体内氡气对人体的危害。涂料耐擦洗、耐污；通过添加不同的色浆，调整原料的用量，可以获得多种颜色的涂料，并可根据需要得到高光、丝光、哑光等装饰效果，满足不同室内装饰的要求。CN104263037A公开了一种水性防氡气内墙涂料，它是由下述重量份的原料组成的：5-羟基-2-金刚烷酮0.6～1、羟基硅油0.7～2、硼酸锌2～4、聚山梨酯80 1～2、乙酰丙酮钙0.7～1、乙二醇乙醚醋酸酯2～4、羧甲基纤维素钠0.7～1、交联剂TAC 0.4～1、竹炭粉3～5、聚异戊二烯2～3、硅灰石粉10～14、四甲基四乙烯基环四硅氧烷70～100、甲基丙烯酸丁酯120～160、丙烯酸异辛酯130～200、去离子水500～600、过硫酸钠2～4、op-10 3～4、粘结助剂4～5，得到涂料具有很好的抗辐射能力，漆膜稳定性好，致密性好，能够长效屏蔽墙体内氡气对人体的危害。但是由于其漆膜的本身较疏松，存在透气性，无法形成真正密实的漆膜，更没办法屏蔽来自墙体建筑材料内的氡气扩散，因此采用以上三种方法来防氡气的效果仍有待提高。

因此，开发一种防氡气效果优异的防氡气卷材，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防氡气卷材及其制备方法和应用，所述防氡气卷材包括表面膜、增强层和沥青层的组合，所述增强层可以提高所述卷材对氡气的屏蔽作用，所述沥青层通过沥青、橡胶、聚烯烃类树脂的组合，并且加入吸附剂，使得到的防氡气卷材具有优异的防氡气效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种防氡气卷材，所述防氡气卷材包括依次设置的第一表面膜、第一沥青层、增强层、第二沥青层和第二表面膜；

所述第一沥青层和第二沥青层的材料各自独立地包括如下组分：沥青、丁苯橡胶、聚烯烃类树脂和吸附剂的组合。

本发明提供的防氡气卷材的剖面结构示意图如图1所示，其中1代表第一表面膜，2代表第一沥青层，3代表增强层，4代表第二沥青层，5代表第二表面膜；通过包括增强层3在内的层级设计可以提高所述卷材对氡气的屏蔽作用；所述第一沥青层2和第二沥青层4包括沥青、丁苯橡胶、聚烯烃类树脂和吸附剂的组合，通过在沥青层添加吸附剂，使得所述防氡气卷材具有很好的防氡气效果。

优选地，所述第一表面膜和第二表面膜各自独立地为热熔膜或隔离膜。

优选地，所述热熔膜的厚度为0.01～0.015mm，例如0.011mm、0.012mm、0.013mm、0.014mm或0.015mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述隔离膜的厚度为0.03～0.04mm，例如0.031mm、0.032mm、0.033mm、0.034mm、0.035mm、0.036mm、0.037mm、0.038mm或0.039mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述增强层的厚度为1～2mm，例如1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或1.9mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述增强层包括铝箔复合聚酯屏蔽膜。

优选地，所述第一沥青层的厚度为0.5～1.5mm，例如0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm或1.4mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述第二沥青层的厚度为1～2mm，例如0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或1.9mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料按照重量份各自独立地包括如下组分：沥青60～70重量份、丁苯橡胶8～17重量份、聚烯烃类树脂4～6重量份和吸附剂2～6重量份。

所述沥青可以为62重量份、64重量份、66重量份、68重量份、70重量份等。

所述丁苯橡胶可以为8.2重量份、9.4重量份、10.6重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份或16重量份等。

所述聚烯烃类树脂包括4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.6重量份、5.8重量份、或6重量份等。

所述吸附剂可以为2.2重量份、2.6重量份、2.9重量份、3.2重量份、3.6重量份、3.9重量份、4.2重量份、4.6重量份、4.9重量份、5.3重量份、5.6重量份或5.9重量份。

作为本发明的优选技术方案，本发明中第一沥青层和第二沥青层的材料按照重量份各自独立地包括沥青60～70重量份、丁苯橡胶8～17重量份、聚烯烃类树脂4～6重量份和吸附剂2～6重量份，通过组分的筛选和复配，使最终得到的防氡气卷材具有优异的防氡气效果。如果沥青相对较多，其他物料添加量较少，容易造成低温脆裂，高温流淌，并且造成沥青层致密性较差，容易被气体透过；如果沥青较少，改性剂较多，造成成本浪费，生产过程中粘度过大，涂覆困难，卷材难以成型。其中石油树脂起增粘作用，吸附剂含量较少无法起到吸附气体作用，添加量到一定量后会趋于稳定，作用不显著，且成本浪费。

优选地，所述沥青包括90号沥青和/或200号沥青。

优选地，所述聚烯烃类树脂包括非晶态α-烯烃共聚物和/或无规聚丙烯。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中无规聚丙烯含量各自独立地为2～3重量份，例如2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份或2.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中非晶态α-烯烃共聚物的含量各自独立地为2～3重量份，例如2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份或2.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述吸附剂包括铜系吸附剂和/或活性炭。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中铜系吸附剂的含量各自独立地为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中活性炭的含量各自独立地为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中各自独立地还包括增韧剂、增粘剂或填充剂中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中增韧剂的含量各自独立地为4～6重量份，例如4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.6重量份或5.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述增韧剂包括弹性体Vistamaxx 6102。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中增粘剂的含量各自独立地为3～5重量份，例如3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份或4.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述增粘剂包括石油树脂。

优选地，所述第一沥青层和第二沥青层的材料中填充剂的含量各自独立地为4～6重量份，例如4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.6重量份或5.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

优选地，所述填充剂包括纳米碳酸钙、滑石粉或硅灰中的任意一种或至少两种的组合。第二方面，本发明提供一种如第一方面所述防氡气卷材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将第一沥青层的材料和第二沥青层的材料分别涂覆在增强层的上下表面，辊压，得到沥青增强层；

(2)将第一表面膜和第二表面膜铺设于步骤(1)得到的沥青增强层的上下表面，冷却，得到所述防氡气卷材。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述防氡气卷材在房屋中的应用。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的防氡气卷材包括依次设置的第一表面膜、第一沥青层、增强层、第二沥青层和第二表面膜；一方面，通过增加增强层，提高了所述卷材对气体的屏蔽作用；另一方面，通过对所述沥青层配方的优化，以及添加吸附剂，进一步提高了所述卷材对氡气的阻隔作用，最终得到了一种防氡气性能优异的防氡气卷材，具体而言，本发明提供的防氡气卷材的氡气透过量为0.0029～0.0082cm

附图说明

图1为本发明提供的方氡气卷材的剖面结构示意图，其中，1-第一表面膜，2-第一沥青层，3-增强层，4-第二沥青层，5-第二表面膜。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

制备例1

一种沥青层材料，具体组分如表1所示，各组分的用量单位为“重量份”。

制备方法包括如下步骤：

(1)将90号沥青和200号沥青打入反应釜，升温至150℃脱水处理30min，得到脱水沥青；

(2)将丁苯橡胶(显元化工95％和高氏化工92％)、SBS(燕山石化4303)APAO(辽阳辽化奇达化工)和增韧剂(VISTAMAXX 6102)加入步骤(1)得到的脱水沥青中搅拌10min，在180℃下研磨40min，再加入石油树脂(南京伊士曼)搅拌30min，再加入纳米钙(广西合山东来华工科技)搅拌40min，得到混合物料；

(3)将步骤(2)得到的混合物料中加入活性炭(溧阳市众鑫活性炭有限公司)和吸附剂(巴斯夫Puristar R3-15)搅拌30min，得到所述沥青层材料。

制备例4

一种沥青层材料，其与制备例1的区别仅在于，不添加巴斯夫Puristar R3-15，活性炭的添加量为4重量份，其它组分、用量和制备方法均和制备例1相同。

制备例5

一种沥青层材料，其与制备例1的区别仅在于，不添加活性炭，巴斯夫PuristarR3-15的添加量为4重量份，其它组分、用量和制备方法均和制备例1相同。

对比制备例1

一种沥青层材料，其与制备例1的区别仅在于，不添加活性炭和巴斯夫PuristarR3-15；其它组分、用量和制备方法均和制备例1相同。

实施例1～5

一种防氡气卷材，包括依次设置的第一表面膜(聚乙烯(河北尚辰塑业，白色)、厚度0.012mm)、第一沥青层(材料分别为制备例1～5得到的沥青层材料，厚度为1.0mm)、增强层(铝箔复合聚酯屏蔽膜(河北金柳)，厚度为1.5mm、第二沥青层(材料分别为制备例1～5得到的沥青层材料，厚度为1.5mm、和第二表面膜(聚乙烯膜(河北尚辰塑业)，厚度0.010mm)；

制备方法包括如下步骤：

(1)将第一沥青层的材料和第二沥青层的材料分别涂覆在增强层的上下表面，辊压，得到沥青增强层；

(2)将第一表面膜和第二表面膜铺设于步骤(1)得到的沥青增强层的上下表面，冷却，得到所述防氡气卷材。

实施例6

一种防氡气卷材，其与实施例1的区别仅在于，增强层采用聚酯无纺布(江阴市华思诚无纺布有限公司)替换铝箔复合聚酯屏蔽膜，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同，得到所述防氡气卷材。

对比例1

一种防氡气卷材，其与实施例1的区别仅在于，第一沥青层采用对比制备例1得到的沥青层材料，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同，得到所述防氡气卷材。

对比例2

一种防氡气卷材，其与实施例1的区别仅在于，第二沥青层采用对比制备例1得到的沥青层材料，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同，得到所述防氡气卷材。

对比例3

一种防氡气卷材，其与实施例1的区别仅在于，不含有增强层，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同，得到所述防氡气卷材。

性能测试：

(1)氡气透过量：按照YBB00082003-2015《气体透过量测定法》进行测试；

(2)不透水性：按照GB/T328.10-2007《沥青和高分子防水卷材》进行测试。

按照上述测试方法对实施例1～6和对比例1～3得到的防氡气卷材进行测试，测试结果如表2所示：

表2

根据表2数据可以看出：

本发明提供的防氡气卷材具有优异的防氡气效果以及优异的不透水性；具体而言，实施例1～5提供的防氡气卷材的氡气透过量为0.0029～0.0082cm

比较实施例1、实施例4和实施例5可以发现，单独添加巴斯夫Puristar R3-15(实施例5)或者单独添加活性炭(实施例4)得到的方氡气卷材对于氡气的阻挡效果差于两者都添加(实施例1)得到的方氡气卷材对于氡气的阻挡效果。

比较实施例1和实施例6还可以发现，实施例1的氡气透过量更低，说明其具有更好的防氡气效果，证明采用铝箔复合聚酯屏蔽膜作为增强层可以进一步提升所述防氡气卷材的防氡气效果。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种防氡气卷材及其制备方法和应用的工艺方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。