[发明专利]一种水性微纳米片状石墨氡辐射屏蔽涂料及其制备方法和施工方法

说明书

本发明涉及一种水性微纳米片状石墨氡辐射屏蔽涂料及其制备方法和施工方法。该水性微纳米片状石墨氡辐射屏蔽涂料的质量百分比组分为0.1‑2％的水性微纳米片状石墨粉、10‑30％的石英粉、0‑30％的重钙粉、30‑60％的丙烯酸乳液、5‑15％的羟乙基纤维素水溶液、10‑20％的水、0.3‑1％的分散剂、0.1‑0.5％的消泡剂、0.3‑1.5％的成膜助剂、0.1‑0.5％的增稠剂、0.1‑0.3％的防腐剂。本发明避免现场氡辐射屏蔽涂料施工工程中的多道工序带来的干燥时间长、速度慢的缺陷，可以用于各类建筑结构基面，特别是柔性氡辐射屏蔽涂料集成板可用于圆柱、弧顶、弯角等异形结构，纳废减排、水性环保、使用寿命长，对建筑工程氡辐射治理有重要应用价值。

技术领域

本发明属于建筑工程特别是地下工程氡辐射治理领域，涉及一种水性微纳米片状石墨氡辐射屏蔽涂料及其制备方法和施工方法。

背景技术

国防、人防、民防等地下工程由于深入地下，有密闭不透气、地面环境潮湿、易长霉，耐候性差等特点，由土壤、岩石等释放出的氡浓度极高，带来严重的氡辐射污染，目前治理氡污染的方法有：1、通风法，这是一个传统且现行的方法，治标不治本，运行维修费用高，实际应用效果不好；2、空气净化机法，某国防军区试验过这种方法，由于用户很难判断什么时候吸附达到饱和、什么时候该更换吸附剂，且该方法噪声大，能耗高、运行费用也高，实际使用时需每一个独立房间都有一台空气净化设备，也还在试用阶段；3、涂层屏蔽法，氡辐射屏蔽涂层涂膜将氡及其子体隔绝于墙体内，使其自动衰变为无害物质，是一种治本的方法，它有氡屏蔽率高、不用耗电、寿命长、维修方便等特点，也能起到很好的装饰效果，是地下工程氡屏蔽的优选方法。目前氡辐射屏蔽涂料的生产方法主要有：对粉石英表面进行改性，然后把改性粉石英填充到涂料中去制成新型氡辐射屏蔽涂料；利用丙烯酸乳液和超细二氧化硅配制氡辐射屏蔽涂料；将稀土氧化物添加到防氡涂料中去，具有一定的氡辐射屏蔽效果。石墨是一种多层叠加的片状材料，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，同层原子间结构稳定，不易断裂，而层与层之间以范德华力连接在一起，通过物理和化学的方法，可将石墨进行剥层，获得薄层石墨片状材料，如机械剥离法、氧化还原法、外延生长法、气相沉淀法等，一般制得厚度为数纳米的石墨烯超薄材料，邓跃全等人在专利CN201911092312.9中通过水性膨胀-分散-砂磨制备了微纳米尺寸薄层石墨材料，通过设计改性助剂体系，制得分散良好的水性微纳米片状材料，其厚度范围在5nm～27nm左右，宽度范围在5μm～50μm左右，平均粒径在17μm左右，中值粒径D(50)约为20μm，制备获得的水性微纳米薄层石墨材料(固含量为5.5％)成本约为3～5元/公斤，折合成固含量为100％粉体的成本约为50～100元/公斤，远远低于市面上石墨烯粉体材料7000元～20000多元/公斤的价格，具有较好的成本优势，水性微纳米片状石墨材料叠存于涂膜中，紧密连接，其表面积比一般粉体粉颗粒表面积大100倍以上，是一种很好地阻隔材料，大大增强了涂膜的致密性。

近年来国内外对氡辐射屏蔽材料进行了大量的研究，并取得了一系列的成果，但仍存着很多问题。

1、一般的氡辐射屏蔽涂料在使用时是采用人工分层批刮和涂刷，其中腻子2～3道，底漆、面漆4～8道，连同砂浆层共有10道左右的施工程序，每完成一道材料的施工，需等干燥后，才能进行下一道工序，加之地下工程密闭不透气，物料干燥速度慢，前后需2～3月才能完成，这种施工方法施工周期长，耗时耗力。

2、纳米石墨烯材料应用范围广泛，但是成本高，并且纳米级的石墨烯容易团聚，具有很强的疏水性，不利于用于水性化利用涂料，尤其是成本高的缺陷，严重限制其推广应用，急需要成本低、水性化的微纳米片状石墨材料用于涂料制备。

发明内容