专利名称：膨润土防水毯及其制造方法
技术领域：
本发明属于建筑用防水材料领域，特别涉及一种适用于被污染的地下水工程 中的防水处理的膨润土防水毯。
背景技术：
钠基膨润土防水毯是一种可应用于人工湖泊水景、垃圾填埋场、地下车库、 水池、油库及化学品堆场等防水的土工合成材料，主要是由美国CETC0公司在 90年代初引进中国，并在中国建筑行业得到广泛的应用和推广，除具有较强的 防水性能外，还具有低温柔韧性、耐冻融循环、自封闭、抗不均匀沉降、施工 简单等典型性特点。
目前应用比较广泛的普通型钠基膨润土防水毯，其内部主要起到隔水作用 的钠基膨润土为片状晶体结构，各个层由非常微小的薄层与水分子层隔开，钠 离子位于各层的表面，当与外界水分子接触时，水分子就被吸附在薄层上，当 分子吸附混合停止时，膨润土形成一种稳定的胶体。近年来，随着农业生产和 社会的发展，水污染日趋严重，致使一些地下防水工程临近的水质环境相当复 杂，而由于污水中的化学物质与防水毯内部的钠基膨润土颗粒进行化学反应， 当污染物中的阳离子与膨润土层间的钠离子发生离子交换反应置换出层间的钠 离子，使钠基膨润土丧失应有的特性。因此现有的普通钠基膨润土防水毯已不 能在复杂的水质环境中发挥较好的防水效果。特别是在地下水工程的防水处理 中，被污染的地下水中常常含有高浓度的硝酸盐、磷酸盐、氯化物、硫酸盐、 碳酸盐及其他有机溶剂，并且不同地区的地下水的水质成分复杂、多变，开发 一种抗污染的钠基膨润土防水毯成为技术人员的当务之急.
发明内容
本发明的目的是提供一种抗污染型钠基膨润土防水毯，其对于含有高浓度的 硝酸盐、磷酸盐、氯化物、硫酸盐、碳酸盐及其他有机溶剂污染的地下水具有 较好的防水效果.
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是 一种膨润土防水毯，它包 括用于与建筑物结合的底层织物、膨润土层和位于迎水面的表层织物，所述 的膨润土层通过针刺法固定在所述的底层织物和表层织物之间，所述的膨润土层中含有FS>24ml/2g的高膨胀性钠基膨润土颗粒、阳离子型聚丙烯酰胺和阴 离子型聚丙烯酰胺的混合物。
进一步地说，所述的膨润土层中所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚 丙烯酰胺的重量配比为1:1~10。所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙 烯酰胺的混合物与所述的膨润土颗粒的重量配比为1~4: 100。所述的膨润土层 中每平方米所含膨润土颗粒、阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混 合物的质量为3. 5 ~ 4. 5kg。
所述的表层织物上还覆有HDPE ( High-density Polyethylene高密度聚乙 烯)膜，HDPE膜是一种高分子化学柔性材料，比重较小、延伸性较强、适应变 形能力高，且耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好，将其通过喷胶工艺贴附在表层织 物上，能够利用其不透水性来隔断渗水通道从而实现防水。所述的表层织物可 以是无纺布或土工布，所述的底层织物为高强度土工布。高强度土工布是一种 高分子的化学材料，具有抗拉伸强度和延展性，利用其高强度性能而作为钠基 膨润土颗粒的载体，提供其发挥防水作用所必须的局限功能.
阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺是一种呈线型结构的高分子混 凝剂，两者均能强烈吸附胶体微粒，具有促进沉降、澄清、净化、增稠、减阻 等功能，阳离子型聚丙烯酰胺或阴离子型聚丙烯酰胺与污水中的离子聚合后得 到的物质可以通过架桥作用与钠基膨润土结合在一起，从而阻止外界水质污染 物阳离子与膨润土层间的钠离子发生离子交换反应，从而达到保护钠基膨润土 的防水效果。
当防水毯接触污染水质时，位于防水毯迎水面的HDPE膜能够减慢外界水的 浸入速度，形成一种超低渗透系数的致密防水屏障。长期作用后， 一旦污染水 质渗透入防水毯的下层结构，膨润土便遇水膨胀，在局限负载下形成一种低渗 透系数的致密防水层，同时架桥于膨润土颗粒上的聚合物遇水形成具有阻止离 子交换功能的凝胶性保护层，巩固了防水效果。
本发明的另一目的是提供一种抗污染型钠基膨润土防水毯的制造方法。 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是
1 )、将阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺粉末与膨润土颗粒充分 混合；
2)、将步骤1中得到的膨润土混合物均匀铺撒在一底层织物上，在所膨润土混合物的上层平铺一表层织物，采用针刺法将所述的膨润土混合物固定 在所述的底层织物与表层织物之间，制成防水毯。
所述的膨润土混合物中阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的重
量配比为l : l ~ io。
所述的膨润土混合物中所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰
胺的混合物与所述的膨润土颗粒的重量配比为1-10: 100。
所述的膨润土颗粒为FS> 24ml/2g的高膨胀性钠基膨润土颗粒。 在所述的步骤2中，膨润土混合物铺撒的密度是单位面积质量为3. 5kg~
4. 5kg/m2。
在所述的步骤2之后，采用喷胶工艺在所述的表层织物的表面喷涂一层胶， 并将HDPE膜贴附在所述的表层织物上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明通过采用阳离子型聚 丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂，使其与污水中的离子发生反应， 生成聚合物，而该聚合物通过架桥作用与膨润土颗粒结合在一起，从而在膨润 土颗粒的外表面形成一层致密的保护膜，进而防止膨润土颗粒与污水中的离子 发生反应。
因此本防水毯可应用于普通钠基膨润土防水毯不适用的水污染型工程防水 领域，并可通过改变阳离子型聚丙烯酰胺与阴离子型聚丙烯酰胺的比例，使本 发明的防水毯适应用于多种复杂、恶劣的水质环境工程中；此外，阳离子型聚
丙烯酰胺与阴离子型聚丙烯酰胺是无毒、无污染、无挥发性有机物成分，因此 本发明的防水毯是一种绿色环保防水材料。
附图为本发明的防水毯的结构示意图。
其中1、底层织物；2、表层织物；3、膨润土层；4、 HDPE膜.
具体实施例方式
如附图所示， 一种膨润土防水毯，它包括用于与建筑物结合的底层织物 1、膨润土层3和位于迎水面的表层织物2,所述的膨润土层3通过针刺法固定 在所述的底层织物4和表层织物2之间，所述的膨润土层3中含有膨润土颗粒、阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混合物。所述的表层织物2为无 纺布层，且表层织物2上还覆有HDPE膜4,用于防水毯的初步隔水；所述的底 层织物1为编织布层。
更进一步地说，所述的膨润土层3中所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子
型聚丙烯酰胺的重量配比为i:i~io。阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯
酰胺的重量配比根据施工环境的水质进行调整， 一般对于污染严重的水质，C0D 含量高或氨氮含量高时可相应增加阴离子型聚丙烯酰胺的重量，当水中含有大 量的二价金属离子时，需相应增加阳离子型聚丙烯酰胺的重量。
所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混合物与所述的膨润 土颗粒的重量配比为1 ~ 4: 100。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。 实施例1:
按下述步骤制备本发明的防水毯 (1)将重量配比为1 : 1.5的干燥的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙 烯酰胺混合并充分搅拌2分钟，配制成一次混合物；
(2 )按照钠基膨润土 一次混合物=100 : 1. 5的质量比，将所述的一次混 合物慢慢添加于FS>24ml/2g的高膨胀性钠基膨润土颗粒中，常温下充分搅拌 IO分钟，制成膨润土混合物；
(3) 将膨润土混合物均匀铺撒在底层机织土工布上，单位面积内膨润土混 合物的质量为3. 75kg±0. 25kg/m2，在所述的膨润土混合物的上层再平铺一层聚 丙烯土工布或无纺布，采用针刺法将所述的底层土工布与表层土工布或无纺布 复合，将膨润土混合物固定在底层织物和表层织物之间，制成防水毯；
(4) 在防水毯的表层织物的表面，均匀喷洒一层胶，将一层HDPE膜贴附于 其上，得到抗污染型钠基膨润土防水毯产品。
处理方法将C02含量为4. 92mg/L的水样在温度23 ± 21C ，湿度5054的环境中 静止24小时，保证水样中的沉淀物充分沉淀。取抗污染型钠基膨润土防水毯和 普通的钠基膨润土防水趙样品，裁切成100mm直径的圆形样品，按照ASTM 5887 (ASTM, American Society for Testing Materials,美国材料试验协会)方法， 使用沉淀后的水样测定两种产品的渗透性系数及流量指标，结果下表所示产品类型渗透性系数(m/s)流量指标(m3/m2/sec )
抗污染型钠基膨润土防水毯4. 4 x 10122. 1 x 10匿"
普通钠基膨润土防水毯1. 0 x 10114. 2 x l(T'
JG/T193-2006要求值< 5. 0 x 1012< 1. 0 x 10—9
JG/T193-2006为国家建工行业标准，因此可以看出本发明防水毯在上述污 染水质环境中，可产生较好的低渗透性能，明显优于普通钠基膨润土防水毯， 适用于临近或位于该水质环境的防水工程中。
实施例2
按照实施例1的方法制备防水毯，其中，阳离子型聚丙烯酰胺与阴离子型聚 丙烯酰胺的重量配比为1 : 5;钠基膨润土颗粒 一次混合物=100 : 2;防水毯中 单位面积内膨润土混合物的质量为4. Okg土 0. 25kg/m2。
选用PH值为6.48,电导率为11. 33ms/迈的水质样品，水中含有大量的硝酸 盐、硫酸盐、镁离子、钠离子、钙离子，其中硫酸盐428mg/L、硝酸盐30. 2mg/L.
取足量的水样，按照实施例1所述处理方法进行测试，分别得到渗透性系 数及流量指标，结果如下表所示
产品类型渗透性系数(m/s )流量指标(mVm7sec)
抗污染型钠基膨润土防水毯2. 7 x 10—121. 8 x io1。
普通钠基膨润土防水毯6. 1 x 10—123. 6xl(T9
JG/T193-2006要求值< 5. 0 x 10 12< 1. 0 x 10—9
可以看出，在复杂的水质环境中，本发明防水毯对上述高浓度硝酸盐、硫 酸盐水质仍具有一定的防水作用，满足行业标准要求，较普通钠基膨润土防水 毯更适合应用于恶劣水质环境的防水工程中。
权利要求
1、一种膨润土防水毯，它包括用于与建筑物结合的底层织物、膨润土层和位于迎水面的表层织物，所述的膨润土层通过针刺法固定在所述的底层织物和表层织物之间，其特征是所述的膨润土层中含有膨润土颗粒、阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混合物。
2、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的膨润土层 中所述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的重量配比 为1 : 1 ~ 10。
3、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的阳离子型 聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混合物与所述的膨润土颗粒 的重量配比为1 ~ 4: 100。
4、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的表层织物 上还覆有HDPE膜。
5、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的表层织物 为无纺布或土工布，所述的底层织物为土工布。
6、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的膨润土颗 粒为钠基膨润土颗粒。
7、 根据权利要求1所述的膨润土防水毯，其特征是所述的膨润土层 中每平方米所含膨润土颗粒、阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙 烯酰胺的混合物的质量为3.5~4.5kg。
8、 一种制造权利要求1所述的膨润土防水毯的方法，其特征是，它包 括如下步骤1 )、将阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺粉末与膨润土颗 粒充分混合得到膨润土混合物；2)、将步骤1中得到的膨润土混合物均勻铺撒在一底层织物上，在 所述的膨润土混合物的上层平铺一表层织物，采用针刺法将所述的 膨润土混合物固定在所述的底层织物与表层织物之间，制成防水。
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征是所述的膨润土混合物中阳 离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的重量配比为1:1~ 10,
10、 根据权利要求8所述的方法，其特征是所述的膨润土混合物中所 述的阳离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的混合物与所述 的膨润土颗粒的重量配比为1 ~ 10: 100。
11、 根据权利要求8所述的方法，其特征是所述的膨润土颗粒为钠基 膨润土颗粒。
12、 根据权利要求8所述的方法，其特征是在所述的步骤2中，膨润 土混合物铺撒的密度是单位面积质量为3. 5kg~ 4. 5kg/m2.
13、 根据权利要求8所述的方法，其特征是在所述的步骤2之后，采 用喷胶工艺在所述的表层织物的表面喷涂一层胶，并将HDPE膜贴 附在所述的表层织物上。
全文摘要
本发明涉及一种抗污染型钠基膨润土防水毯及其制造方法，其主要是将钠基膨润土与阳离子型聚丙烯酰胺粉末以及阴离子型聚丙烯酰胺粉末充分搅拌，制成膨润土混合物，将膨润土混合物固定于两层高强度土工织物间，制成防水毯。本发明的优点在于该防水毯可用于含有高浓度的硝酸盐、磷酸盐、氯化物、硫酸盐、碳酸盐及其他有机溶剂污染的地下水工程中的防水处理，并可通过改变发明中的比例而应用于多种复杂的水质环境工程中。
文档编号B32B5/16GK101514559SQ20091004789
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者徐少辉, 汪一惠, 云 王, 许延文 申请人:捷高科技(苏州)有限公司