一种复合耐久抗静电瓦斯隔离系统及构建方法
技术领域
本发明涉及一种复合耐久抗静电瓦斯隔离系统及构建方法。
背景技术
我国隧道的防瓦斯防水隔离工程，主要是需要满足气体隔绝性、阻燃性、抗静电性以及优良的力学性能，现用的技术更多考虑瓦斯隔离板来阻隔，没有更多的考虑两侧混凝土的作用，其实混凝土结构自身在对瓦斯气体的阻隔上有巨大的作用，而被人所忽视，在长期使用过程中，隧道内均有出现瓦斯气体扩散至隧道内侧，随着浓度的增加造成事故的现象，瓦斯隧道运营风险变大。
因此构建完成的隧道瓦斯气体隔离体系是解决瓦斯隧道瓦斯气体逸出的关键技术。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有技术中只采用瓦斯隔离板来阻隔瓦斯气体，具有瓦斯气体容易逸出的安全隐患，存在瓦斯隧道运营风险大的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合耐久抗静电瓦斯隔离系统及构建方法，以解决现有技术中只采用瓦斯隔离板来阻隔瓦斯气体，存在瓦斯气体逸出的安全隐患，瓦斯隧道运营风险大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种复合耐久抗静电瓦斯隔离系统，依次包括掺气密剂的初衬混凝土结构、防静电聚乙烯闭孔泡沫板、隔离板、掺气密剂的二次衬砌混凝土结构；其中，所述掺气密剂的喷射初衬混凝土结构设置在靠近瓦斯气体的一侧；
所述防静电聚乙烯闭孔泡沫板由下述重量百分比的原料制备：
线性低密度聚乙烯 70.7％-85.6％；
高导电炭黑 5％-10％；
高密度聚乙烯 5％-10％；
发泡剂 1％-2％；
交联剂 1％-2％；
分散剂 0.3％-0.8％；
偶联剂 0.1％-0.5％；
稳定剂 0.5％-1％；
抗氧剂 1％-1.5％；
抗紫外剂 0.5％-1.5％；
各原料的重量百分比之和为 100％。
进一步的，制备所述防静电聚乙烯闭孔泡沫板的原料中：
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
所述交联剂为DCP；
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺；
所述偶联剂为硅烷偶联剂；
所述抗氧剂包括下述重量份的原料：四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯：0.5份-1份；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯：0.5份；
所述抗紫外剂包括下述重量份的原料：紫外线吸收剂：0.2份-0.7份；受阻胺光稳定剂：0.3份-0.8份。
进一步的，所述防静电聚乙烯闭孔泡沫板的制备方法，包括下述步骤：
(1)固料初混：将线性低密度聚乙烯、高导电炭黑、高密度聚乙烯、发泡剂按配比称重后，投入混料机进行第一次初混，在温度为45℃-55℃混料4min-6min，直至混合均匀；
(2)助剂共混：将偶联剂、交联剂、分散剂以及稳定剂、抗氧剂及抗紫外线剂分别按配比称重后，加入混料机，进行二次共混，在温度为45℃-55℃混料8min-12min，直至混合均匀，得混合均匀的配方料；
(3)挤出成型：将步骤(2)中混合均匀的配方料通过双螺杆螺旋上升器输送入双螺杆中，通过190℃-210℃的挤出温度，挤出防静电聚乙烯闭孔泡沫板，再通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
(4)卷材收卷：将电晕处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板，进行烘干冷却，牵引收卷。
进一步的，所述隔离板为瓦斯隔离板或非沥青基自粘瓦斯隔离板；其中，
所述瓦斯隔离板的透气系数≤1×10-15cm3·cm/cm2·s·Pa；
所述非沥青基自粘瓦斯隔离板的透气系数≤1×10-16cm3·cm/cm2·s·Pa。
进一步的，所述非沥青基自粘瓦斯隔离板包括高分子防水板层、自粘胶料层和聚氨酯类涂料层；所述高分子防水板层为底层，所述自粘胶料层覆盖在高分子防水板层之上，所述聚氨酯类涂料层为面层。
进一步的，所述高分子防水板层中的高分子防水板由下述重量百分比的原料制备：
线性低密度聚乙烯 25％-50％
尼龙6/EVOH 10％-30％
高密度聚乙烯 5％-10％；
增韧剂 5％-15％；
阻燃剂 10％-20％；
相容剂 1％-6％；
改性助剂 1％-2％；
抗氧剂 1％-1.5％；
抗紫外剂 0.5％-1.5％；
各原料的重量百分比之和为100％。
进一步的，所述自粘胶料层中的自粘胶料由下述重量百分比的原料制备：
SIS弹性体 18％-21％；
第一聚异丁烯 10％-18％；
第二聚异丁烯 6％-8％；
第一C5石油树脂 25％-30％；
第二C5石油树脂 5％-12％；
阻燃剂 10％-20％；
聚乙烯蜡 2％-5％；
抗氧剂 1％-1.5％；
抗紫外剂 0.5％-1.5％；
各原料的重量百分比之和为100％；
其中，
所述第一聚异丁烯为低分子量聚异丁烯；
所述第二聚异丁烯为高分子量聚异丁烯；
所述第一C5石油树脂为脂肪族C5；
所述第二C5石油树脂为脂肪族C5加氢石油树脂。
进一步的，制备所述高分子防水板的原料中：
所述尼龙6/EVOH阻隔材料中的乙烯基摩尔当量含量不低于44％，尼龙与EVOH重量比为5：5；
所述增韧剂包括下述重量份的原料：聚烯烃类热塑性弹性体5份-10份；热塑性乙丙橡胶：0份-5份；
所述阻燃剂为氮磷系无卤环保型阻燃剂；
所述相容剂为马来酸酐型接枝剂；
所述改性助剂包括下述重量份的原料：聚乙烯蜡：0.5份-1份；乙烯基双硬脂酰胺：0.3份-0.8份；白油：0.2份；
所述抗氧剂包括下述重量份的原料：四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯：0.5份-1份；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯：0.5份；
所述抗紫外剂包括下述重量份的原料：紫外线吸收剂：0.2份-0.7份；受阻胺光稳定剂：0.3份-0.8份；
制备所述自粘胶料的原料中：
所述阻燃剂为氮磷系无卤环保型阻燃剂；
所述增韧剂包括下述重量份的原料：所述抗氧剂包括下述重量份的原料：四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯：0.5份-1份；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯：0.5份；
所述抗紫外剂包括下述重量份的原料：紫外线吸收剂：0.2份-0.7份；受阻胺光稳定剂：0.3份-0.8份。
进一步的，所述非沥青基自粘瓦斯隔离板的制备方法，包括下述步骤：
S1、制备高分子防水板：
A1、原料预混：将所有的原料按配比通过真空泵吸入高混机，在高混机中高混烘干，混料时间为2min-4min，然后放入低混机混料4min-6min，直到原料混合均匀；
A2、挤出成型：将步骤A1中混合均匀后的原料通过双螺旋输送机输送入双螺杆挤出机中，通过220℃-240℃的挤出温度，挤出高分子防水板，然后通过三辊成型机定厚(高分子防水板有多种规格，一般情况下厚度有1.5mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，还可以根据客户要求进行定制)成型后冷却至常温；
A3、内应力处理：将步骤A2中成型后的高分子防水板通过牵引辊，牵引至内应力处理段，通过4组80℃高温辊及4组10℃低温辊循环牵引3-5次，进行片材处理、定型，消除片材中的内应力；
A4、电晕处理：将A2中内应力处理后的高分子防水板两端置于7KV电压下进行电晕处理，在高分子防水板表面形成氧化极化基，使防水板表面产生极性；
A5、卷材收卷：将步骤A3中消除了内应力的高分子防水板，进行烘干、冷却，牵引收卷，得高分子防水板成品；
S2、制备自粘胶料：
B1、液料投放：将第一聚异丁烯、第一C5石油树脂以及第二C5石油树脂按配比称重后投入反应釜中，在温度为90℃-110℃进行高速搅拌18min-25min，直到混合均匀；
B2、固料投放：将SIS弹性体、第二聚异丁烯、阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂以及抗紫外线剂按配比称重后在高速搅拌的条件下投入反应釜中，并同时升温至150℃-170℃，温度升至150℃-170℃后继续搅拌35min-45min，得热熔胶料；
B3、出料成型：将步骤B2制备的热熔胶料通过过滤网后，得热熔胶料状态的自粘胶料成品，并装入包装袋；
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：
C1、热熔箱加热：将装入包装袋的热熔胶料投入热熔箱中，通过155℃-170℃的阶梯加热工艺进行加热熔融，得熔融胶料；
C2、涂覆模头涂覆：将步骤C3中的熔融胶料通过热熔箱内的输送通道，输送至热熔箱的涂覆模头，在150℃的模头温度下均匀的涂覆至步骤S1中制备的高分子防水板上，即在高分子防水板层上形成自粘胶层；
S4、涂覆聚氨酯类涂料层：
D1、喷涂涂覆：将聚氨酯类涂料层喷涂在自粘胶料层上，喷涂厚度为0.15mm-0.2mm；
D2、烘干：将步骤D1中喷涂了聚氨酯类涂料的高分子防水板在温度为55℃-65℃烘干4.5min-5.5min，得非沥青基自粘瓦斯隔离板成品。
本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统的构建方法，包括下述步骤：
(1)在岩护结构上喷射初衬混凝土结构，初衬混凝土结构的厚度为10cm-15cm；
(2)在初衬混凝土结构上胶粘防静电聚乙烯闭孔泡沫板；
(3)采用悬吊法或暗钉圈在防静电聚乙烯闭孔泡沫板上固定铺设隔离板；
隔离板中：高分子防水板层的厚度1.2mm-2.0mm；自粘胶料层的厚度0.3mm-0.8mm；聚氨酯类涂料层的厚度0.15mm-0.2mm；
(4)在隔离板上喷射二次衬砌混凝土结构，二次衬砌混凝土结构的厚度为40cm-50cm。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统，由掺气密剂的喷射初衬混凝土结构、防静电聚乙烯闭孔泡沫板、隔离板和掺气密剂的二次衬砌混凝土结构组成；不仅防静电聚乙烯闭孔泡沫板和隔离板能够对瓦斯气体形成阻隔，掺气密剂的喷射初衬混凝土结构和掺气密剂的二次衬砌混凝土结构也能够对瓦斯气体形成阻隔，可以尽量避免瓦斯气体逸出，提高瓦斯隧道工程运营的安全性；本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统，能够满足气体隔绝性、阻燃性、抗静电性以及优良的力学性能，具体来说：
①本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统中的高分子防水板，其采用的线性低密度聚乙烯可以提供优良的延伸性能及施工性；采用的高密度聚乙烯可以提高片材的强度；尼龙6/EVOH则提供一定耐热性及对非极性有机溶剂和非极性气体等瓦斯气体具有良好的阻隔性能，同时对氧气、氮气、硫化氢等气体也有极佳的阻隔性；阻燃剂使高分子防水板拥有优良的阻燃性能；增韧剂提高片材的柔软度及韧性；相容剂为马来酸酐型接枝剂(PE-g-MAH)，因为PE料与尼龙料存在相容性不好的情况，因此需要通过相容剂的介入，从而改善两者的相容性，使两者分子分布结构形成良好的层状分布，从而使片材具有良好的气体隔绝性能；改性助剂有助于各原材料在双螺杆挤出加工，提高产出效率；抗氧剂与抗紫外剂的复配作用使其片材的耐候性能大幅度增加，从而延长片材寿命，有助于短时间暴露贮存时性能不衰减；高分子防水板具有良好的气体隔绝性、阻燃性、抗静电性以及优良的力学性能，即使在长时间高低温变化的恶劣使用环境下，其依旧能保持良好的力学性能、气体隔绝性能、阻燃性能以及保持良好的抗静电性，施工安全，且使用寿命长；且由于材料的力学性能良好，柔韧性佳，易折叠，公路运输以及施工都很方便，可提高隧道施工的效率；
②本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统中的防静电聚乙烯闭孔泡沫板，其通过填充高导电炭黑，降低泡沫板的电阻，可以达到104Ω，远远低于国家半导电材料(防静电)106Ω的要求；添加分散剂，能有效降低炭黑团聚，增加其在聚乙烯内的分散，提高泡沫板的电阻均匀性和一致性，对导流有极大的作用；添加偶联剂，通过偶联剂预处理的炭黑，能使普通的无机炭黑链段接枝上有机连段，增加炭黑在聚乙烯发泡体系中的稳定性和耐久性，炭黑不容易迁移，导电性能持续耐久性得到极大提高；防静电聚乙烯闭孔泡沫板能有效阻隔大部分瓦斯气体，渗透系数P≤10-5cm3·cm/cm2·s·Pa；且在隧道内开挖过程中使用时可以消除初衬结构和防水板上的静电堆积问题，杜绝集中放电现象，可以减少事故发生；
③本发明提供的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统中的自粘胶料，其应用到隔离板中时高分子防水板能够与二衬结构满粘，避免了掺气密剂的喷射初衬混凝土结构和掺气密剂的二次衬砌混凝土结构之间出现窜水通道，即能够避免引起结构大面积渗漏，使隔离板具有良好的防水性能；并且，由于防水板能够与掺气密剂的二次衬砌混凝土结构满粘，减少了瓦斯气体在结构面的聚集，减少瓦斯气体的流动，减小渗透压力，对瓦斯隔离体系有极大的助力；另外，通过氮磷系无卤环保型阻燃剂(FR562)的引入，热熔胶的阻燃性有明显的提升，当其含量达到12％时，氧指数为31％，垂直燃烧等级可达V0级别，阻燃等级达到了《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB/T 8624-2012)中B1级的防火等级，属于难燃材料，达到离火即熄的状态，能满足隧道防火安全的使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1-实施例7步骤S1中制备高分子防水板的工艺流程图；
图2是本发明实施例1-实施例7步骤S1中高分子防水板制备中PA6/EVOH的引入，对高分子防水板的阻气性能的影响；
图3是本发明实施例1-实施例7步骤S1中高分子防水板制备时氮磷系无卤环保型阻燃剂(MPP)的引入，对高分子防水板阻燃性能的影响；
图4是本发明实施例1-实施例7步骤S2中制备自粘胶料的工艺流程图；
图5是本发明实施例1-实施例7步骤S2中氮磷系无卤环保型阻燃剂(FR562)的引入，对自粘胶料的阻燃性的影响；
图6本发明实施例13-实施例15中构建的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统的剖面结构示意图。
图中：1、初衬混凝土结构；2、聚乙烯闭孔泡沫板；3、隔离板；31、聚氨酯类涂料层；32、自粘胶料层；33、高分子防水板层；4、二次衬砌混凝土结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一、制备实施例：
原料说明：
聚氨酯类涂料采用的是四川省宏源防水工程有限公司的威盾、单组分聚氨酯防水涂料I型；气密剂采用的是四川省宏源防水工程有限公司生产的F511-B抗渗防水气密剂。
实施例1：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表1所示：
表1实施例1制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：
A1、原料预混：将所有的原料按配比通过真空泵吸入高混机，在高混机中高混烘干，烘干温度为53℃，混料时间为3min，然后放入低混机混料5min，原料混合均匀；
A2、挤出成型：将步骤A1中混合均匀后的原料通过双螺旋输送机输送入双螺杆挤出机中，通过220℃-240℃的挤出温度，挤出高分子防水板，然后通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
A3、内应力处理：将步骤A2中成型后的高分子防水板通过牵引辊，牵引至内应力处理段，通过4组80℃高温辊及4组10℃低温辊循环牵引4次，进行片材处理、定型，消除片材中的内应力；
A4、电晕处理：将步骤A3中内应力处理后的高分子防水板两端置于7KV电压下进行电晕处理，在高分子防水板表面形成氧化极化基，使防水板表面产生极性；
A5、卷材收卷：将步骤A4中电晕处理后的高分子防水板，进行烘干，烘干温度为98℃，烘干时间为2min；待冷却后，牵引收卷，即得高分子防水板；
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表2所示：
表2实施例1制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：
B1、液料投放：将第一聚异丁烯、第一C5石油树脂以及第二C5石油树脂按配比称重后投入反应釜中，在温度为100℃进行高速搅拌20min，所述高速搅拌的搅拌速度为8HZ，直到混合均匀；
B2、固料投放：将SIS弹性体、第二聚异丁烯、阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂以及抗紫外线剂按配比称重后在高速搅拌的条件下投入反应釜中，所述高速搅拌的搅拌速度为8HZ，并同时升温至160℃，温度升至160℃后继续搅拌40min，继续搅拌的搅拌速度为4HZ，得热熔胶料；
B3、出料成型：将步骤B2制备的热熔胶料通过150目过滤网后，得自粘胶料成品，并装入包装袋；
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：
C1、热熔箱加热：将步骤S2中制备的自粘胶料投入热熔箱中，通过155℃-170℃的阶梯加热工艺进行加热熔融，得熔融胶料；
所述阶梯加热工艺为：在热熔箱从上到下设有155℃、160℃、165℃、170℃四个温区；将装入包装袋的热熔胶料投入热熔箱中，热熔胶料首先进入155℃温区开始加热，热熔胶料在重力作用下下流，依次经过160℃温区、165℃温区、170℃温区加热熔融，得熔融胶料；
C2、涂覆模头涂覆：将步骤C1中所得的熔融胶料通过热熔箱内的输送通道，输送至热熔箱的涂覆模头，在150℃的模头温度下均匀的涂覆至步骤S1中制备的高分子防水板上，即在高分子防水板层33上形成自粘胶料层32；
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：
D1、喷涂涂覆：将聚氨酯类涂料喷涂在自粘胶料层32上，喷涂厚度为0.2mm；
D2、烘干：将步骤D1中喷涂了聚氨酯类涂料的高分子防水板在温度为60℃烘干5min，得非沥青基自粘瓦斯隔离板成品；制得的非沥青基自粘瓦斯隔离板：高分子防水板层33的厚度1.2mm；自粘胶料层32的厚度0.8mm；聚氨酯类涂料层31的厚度0.15mm。
实施例2：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表3所示：
表3实施例2制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：
A1、原料预混：将所有的原料按配比通过真空泵吸入高混机，在高混机中高混烘干，烘干温度为50℃，混料时间为2min，然后放入低混机混料6min，原料混合均匀；
A2、挤出成型：将步骤A1中混合均匀后的原料通过双螺旋输送机输送入双螺杆挤出机中，通过220℃-240℃的挤出温度，挤出高分子防水板，然后通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
A3、内应力处理：将步骤A2中成型后的高分子防水板通过牵引辊，牵引至内应力处理段，通过4组80℃高温辊及4组10℃低温辊循环牵引3次，进行片材处理、定型，消除片材中的内应力；
A4、电晕处理：将步骤A3中内应力处理后的高分子防水板两端置于7KV电压下进行电晕处理，在高分子防水板表面形成氧化极化基，使高分子防水板表面产生极性；
A5、卷材收卷：将步骤A4中电晕处理后的高分子防水板，进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2min；待冷却后，牵引收卷，即得复合瓦斯隔离板用高分子防水板；
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表4所示：
表4实施例2制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：
B1、液料投放：将第一聚异丁烯、第一C5石油树脂以及第二C5石油树脂按配比称重后投入反应釜中，在温度为90℃进行高速搅拌25min，所述高速搅拌的搅拌速度为5HZ，直到混合均匀；
B2、固料投放：将SIS弹性体、第二聚异丁烯、阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂以及抗紫外线剂按配比称重后在高速搅拌的条件下投入反应釜中，所述高速搅拌的搅拌速度为10HZ，并同时升温至150℃，温度升至150℃后继续搅拌45min，继续搅拌的搅拌速度为3HZ，得热熔胶料；
B3、出料成型：将步骤B2制备的热熔胶料通过140目过滤网后，得自粘胶料成品，并装入包装袋；
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：
C1、热熔箱加热：将步骤S2中制备的自粘胶料成品投入热熔箱中，通过155℃-170℃的阶梯加热工艺进行加热熔融，得熔融胶料；
所述阶梯加热工艺为：在热熔箱从上到下设有155℃、160℃、165℃、170℃四个温区；将装入包装袋的热熔胶料投入热熔箱中，热熔胶料首先进入155℃温区开始加热，热熔胶料在重力作用下下流，依次经过160℃温区、165℃温区、170℃温区加热熔融，得熔融胶料；
C2、涂覆模头涂覆：将步骤C3中的熔融胶料通过热熔箱内的输送通道，输送至热熔箱的涂覆模头，在150℃的模头温度下均匀的涂覆至步骤S1中制备的高分子防水板上，即在高分子防水板层33上形成自粘胶料层32；
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：
D1、喷涂涂覆：将聚氨酯类涂料层31喷涂在自粘胶料层32上，喷涂厚度为0.15mm；
D2、烘干：将步骤D1中喷涂了聚氨酯类涂料的高分子防水板在温度为55℃烘干4.5min，得非沥青基自粘瓦斯隔离板成品；制得的非沥青基自粘瓦斯隔离板：高分子防水板层33的厚度1.2mm；自粘胶料层32的厚度0.8mm；聚氨酯类涂料层31的厚度0.15mm。
实施例3：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表5所示：
表5实施例3制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：
A1、原料预混：将所有的原料按配比通过真空泵吸入高混机，在高混机中高混烘干，烘干温度为55℃，混料时间为4min，然后放入低混机混料4min，原料混合均匀；
A2、挤出成型：将步骤A1中混合均匀后的原料通过双螺旋输送机输送入双螺杆挤出机中，通过220℃-240℃的挤出温度，挤出高分子防水板，然后通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
A3、内应力处理：将步骤A2中成型后的高分子防水板通过牵引辊，牵引至内应力处理段，通过4组80℃高温辊及4组10℃低温辊循环牵引5次，进行片材处理、定型，消除片材中的内应力；
A4、电晕处理：将步骤A3内应力处理后的高分子防水板两端置于7KV电压下进行电晕处理，在高分子防水板表面形成氧化极化基，使高分子防水板表面产生极性；
A5、卷材收卷：将步骤A4中电晕处理后的高分子防水板，进行烘干，烘干温度为95℃，烘干时间为2min；待冷却后，牵引收卷，即得高分子防水板；
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表6所示：
表6实施例3制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：
B1、液料投放：将第一聚异丁烯、第一C5石油树脂以及第二C5石油树脂按配比称重后投入反应釜中，在温度为110℃进行高速搅拌18min，所述高速搅拌的搅拌速度为10HZ，直到混合均匀；
B1、固料投放：将SIS弹性体、第二聚异丁烯、阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂以及抗紫外线剂按配比称重后在高速搅拌的条件下投入反应釜中，所述高速搅拌的搅拌速度为5HZ，并同时升温至170℃，温度升至170℃后继续搅拌35min，继续搅拌的搅拌速度为5HZ，得热熔胶料；
B1、出料成型：将步骤B2中制备的热熔胶料通过160目过滤网后，得自粘胶料成品，并装入包装袋；
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：
C1、热熔箱加热：将步骤S2中制备的自粘胶料成品投入热熔箱中，通过155℃-170℃的阶梯加热工艺进行加热熔融，得熔融胶料；
所述阶梯加热工艺为：在热熔箱从上到下设有155℃、160℃、165℃、170℃四个温区；将装入包装袋的热熔胶料投入热熔箱中，热熔胶料首先进入155℃温区开始加热，热熔胶料在重力作用下下流，依次经过160℃温区、165℃温区、170℃温区加热熔融，得熔融胶料；
C2、涂覆模头涂覆：将步骤C3中的熔融胶料通过热熔箱内的输送通道，输送至热熔箱的涂覆模头，在150℃的模头温度下均匀的涂覆至步骤S1中制备的高分子防水板上，即在高分子防水板层33上形成自粘胶料层32；
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：
D1、喷涂涂覆：将聚氨酯类涂料层31喷涂在自粘胶料层32上，喷涂厚度为0.2mm；
D2、烘干：将步骤D1中喷涂了聚氨酯类涂料的高分子防水板在温度为65℃烘干5.5min，得非沥青基自粘瓦斯隔离板成品；制得的非沥青基自粘瓦斯隔离板：高分子防水板层33的厚度2.0mm；自粘胶料层32的厚度0.3mm；聚氨酯类涂料层31的厚度0.2mm。
实施例4：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表7所示：
表7实施例4制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表8所示：
表8实施例4制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：制备方法同实施例1。
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：制备方法同实施例1。
实施例5：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表9所示：
表9实施例5制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下10所示：
表10实施例5制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：制备方法同实施例1。
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：制备方法同实施例1。
实施例6：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表11所示：
表11实施例6制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表12所示：
表12实施例6制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：制备方法同实施例1。
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：制备方法同实施例1。
实施例7：
制备非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)：
S1、制备高分子防水板：
①原料，如下表13所示：
表13实施例7制备高分子防水板采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S2、制备自粘胶料：
①原料，如下表14所示：
表14实施例7制备自粘胶料采用的原料
②制备方法：同实施例1。
S3、将自粘胶料涂覆到高分子防水板上：制备方法同实施例1。
S4、涂覆聚氨酯类涂料层31：制备方法同实施例1。
实施例8：
制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2：
①原料，如下表15所示：
表15实施例8制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2采用的原料
②制备方法：
(1)固料初混：将线性低密度聚乙烯、高导电炭黑、高密度聚乙烯、发泡剂按配比称重后，投入混料机进行第一次初混，在温度为50℃混料5min，混合均匀；
(2)助剂共混：将偶联剂、交联剂、分散剂以及稳定剂、抗氧剂及抗紫外线剂分别按配比称重后，加入混料机，进行二次共混，在温度为50℃混料10min，得混合均匀的配方料；
(3)挤出成型：将步骤(2)中混合均匀的配方料通过双螺杆螺旋上升器输送入双螺杆中，通过190℃-210℃的挤出温度，挤出防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，再通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
(4)电晕处理：将步骤(3)处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2两端置于7KV电压下进行电晕处理，在防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面形成氧化极化基，使防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面产生极性；
(5)卷材收卷：将电晕处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，进行烘干冷却，牵引收卷。
实施例9：
制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2：
①原料，如下表16所示：
表16实施例9制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2采用的原料
②制备方法：
(1)固料初混：将线性低密度聚乙烯、高导电炭黑、高密度聚乙烯、发泡剂按配比称重后，投入混料机进行第一次初混，在温度为45℃混料6min，混合均匀；
(2)助剂共混：将偶联剂、交联剂、分散剂以及稳定剂、抗氧剂及抗紫外线剂分别按配比称重后，加入混料机，进行二次共混，在温度为45℃混料12min，得混合均匀的配方料；
(3)挤出成型：将步骤(2)中混合均匀的配方料通过双螺杆螺旋上升器输送入双螺杆中，通过190℃-210℃的挤出温度，挤出防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，再通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
(4)电晕处理：将步骤(3)处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2两端置于7KV电压下进行电晕处理，在防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面形成氧化极化基，使防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面产生极性；
(5)卷材收卷：将电晕处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，进行烘干冷却，牵引收卷。
实施例10：
制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2：
①原料，如下表17所示：
表17实施例10制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2采用的原料
②制备方法：
(1)固料初混：将线性低密度聚乙烯、高导电炭黑、高密度聚乙烯、发泡剂按配比称重后，投入混料机进行第一次初混，在温度为55℃混料4min，混合均匀；
(2)助剂共混：将偶联剂、交联剂、分散剂以及稳定剂、抗氧剂及抗紫外线剂分别按配比称重后，加入混料机，进行二次共混，在温度为55℃混料12min，得混合均匀的配方料；
(3)挤出成型：将步骤(2)中混合均匀的配方料通过双螺杆螺旋上升器输送入双螺杆中，通过190℃-210℃的挤出温度，挤出防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，再通过三辊成型机定厚成型后冷却至常温；
(4)电晕处理：将步骤(3)处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2两端置于7KV电压下进行电晕处理，在防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面形成氧化极化基，使防静电聚乙烯闭孔泡沫板2表面产生极性；
(5)卷材收卷：将电晕处理后的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2，进行烘干冷却，牵引收卷。
实施例11：
制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2：
①原料，如下表18所示：
表18实施例11制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2采用的原料
②制备方法：同实施例8。
实施例12：
制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2：
①原料，如下表19所示：
表19实施例12制备防静电聚乙烯闭孔泡沫板2采用的原料
②制备方法：同实施例8。
实施例13：
如图6所示：构建本发明中的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统的具体步骤为：
(1)在岩护结构上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的初衬混凝土结构1，初衬混凝土结构1的厚度为12cm；
(2)在初衬混凝土结构1上胶粘实施例8中制备的聚乙烯闭孔泡沫板2；
(3)采用悬吊法或暗钉圈在聚乙烯闭孔泡沫板2上固定铺设实施例1中制备的隔离板3；
(4)在隔离板3上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的二次衬砌混凝土结构4，二次衬砌混凝土结构4的厚度为45cm。
实施例14：
如图6所示：构建本发明中的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统的具体步骤为：
(1)在岩护结构上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的初衬混凝土结构1，初衬混凝土结构1的厚度为10cm；
(2)在初衬混凝土结构1上胶粘实施例9中制备的聚乙烯闭孔泡沫板2；
(3)采用悬吊法或暗钉圈在聚乙烯闭孔泡沫板2上固定铺设实施例2中制备的隔离板3；
(4)在隔离板3上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的二次衬砌混凝土结构4，二次衬砌混凝土结构4的厚度为50cm。
实施例15：
如图6所示：构建本发明中的复合耐久抗静电瓦斯隔离系统的具体步骤为：
(1)在岩护结构上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的初衬混凝土结构1，初衬混凝土结构1的厚度为15cm；
(2)在初衬混凝土结构1上胶粘实施例10中制备的聚乙烯闭孔泡沫板2；
(3)采用悬吊法或暗钉圈在聚乙烯闭孔泡沫板2上固定铺设实施例3中制备的隔离板3；
(4)在隔离板3上喷射掺量为0.2％F511-B抗渗防水气密剂的二次衬砌混凝土结构4，二次衬砌混凝土结构4的厚度为40cm。
二、性能检测：
1、检测实施例1-实施例7步骤S1中制得的高分子防水板的力学性能和耐候性能，检测标准为TB/T 3360.1-2014，结果如下表20和表21所示：
表20实施例1-实施例7中制得的高分子防水板的力学性能
表21实施例1-实施例7中制得的高分子防水板的耐候性能
由表20可见，实施例1-实施例7中制得的高分子防水板拥有优良的强度、良好的韧性及优秀的防水性，各指标均满足现有TB/T 3360.1-2014的标准。由于拥有良好的力学性能及柔软度，从而保证材料施工的简便性，提高施工效率。
由表21可见，实施例1-实施例7中制得高分子防水板具有耐高温性且防老化性能优良，因此即使长期在恶劣环境下，其依旧能保持良好的力学性能，使用寿命长。
2、检测实施例1-实施例7步骤S2中制得的自粘胶料的粘接性能，检测标准为GB/T23457-2017，结果如下表22所示：
表22实施例1-实施例7中制得的自粘胶料的粘接性能
由表22可见，实施例1-实施例7中制得的自粘胶料的粘接强度均高于GB/T 23457-2017标准，且在热处理、浸水处理以及紫外线处理之后，粘接性能依旧很好，在制备瓦斯隔离板3时能与高分子防水板及功能性涂料形成良好的粘接。
3、检测实施例1-实施例7中制得的非沥青基自粘瓦斯隔离板(即隔离板3)的性能，结果如下表23所示：
表23实施例1-实施例7中制得的隔离板3的性能
4、检测实施例8-实施例12中制得的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2的性能，结果如下表24所示：
表24实施例8-实施例12中制得的防静电聚乙烯闭孔泡沫板2的性能
三、实验例：
1、尼龙6/EVOH的引入，对高分子防水板的阻气性能明显改善，利用阻气性检测仪采用压差法进行检测，实验的具体结果如图2所示：
由图2可见，由于尼龙6/EVOH的引入，高分子防水板的阻气性能明显改善，特别针对复合瓦斯气体，包括但不限H2S/CH4/SO2/CO2/N2/C2H6/C3H8/O2/O3，随着尼龙6/EVOH的增加，阻气性能先提高，后不变，因此当尼龙6/EVOH含量为20％之后，尼龙6/EVOH对性能无增益。当尼龙6/EVOH达20％时，阻气性能最佳，气体透过系数达到P≤1×10-15cm3·cm/cm2·s·Pa的条件。
其中针对H2S气体透过系数达到P≤1×10-16cm3·cm/cm2·s·Pa；
CH4气体透过系数达到P≤1×10-15cm3·cm/cm2·s·Pa；
N2气体透过系数达到P≤1×10-18cm3·cm/cm2·s·Pa；
O2气体透过系数达到P≤1×10-20cm3·cm/cm2·s·Pa；
其他气体透过系数均达到P≤1×10-16cm3·cm/cm2·s·Pa。
2、通过氮磷系无卤环保型阻燃剂(MPP)的引入，对高分子防水板的阻燃性有明显的提升，利用氧指数发进行检测，实验的具体结果如图3所示：
由图3可见，通过氮磷系无卤环保型阻燃剂(MPP)的引入，对高分子防水板的阻燃性有明显的提升，当其含量达到20％时，氧指数为30％，垂直燃烧等级可达V0级别，阻燃等级达到了《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB/T 8624-2012)中B1级的防火等级，属于难燃材料，达到离火即熄的状态，能满足隧道防火安全的使用要求。
3、氮磷系无卤环保型阻燃剂(FR562)的引入，对自粘胶料的阻燃性有明显的提升，利用氧指数发进行检测，实验的具体结果如图5所示：
由图5可见，通过氮磷系无卤环保型阻燃剂(FR562)的引入，自粘胶料的阻燃性有明显的提升，当其含量达到12％时，氧指数为31％，垂直燃烧等级可达V0级别，阻燃等级达到了《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB/T 8624-2012)中B1级的防火等级，属于难燃材料，达到离火即熄的状态，能满足隧道防火安全的使用要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
