專利名稱：廢舊塑料溶混聚合物水泥防水外加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用廢舊塑料(已有的高分子聚合物)，在常溫、常壓下，經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過物理摻混法改性處理后，制成建筑新材料-聚合物水泥防水外加劑。
水泥混凝土建筑物的開裂和滲漏一直是困擾建筑界的重大難題。盡管傳統(tǒng)的涂敷瀝青、加鋪卷材等的落后防水工藝逐步為現(xiàn)代的涂刷有機(jī)涂膜、外加萘系水泥外加劑(一種減水劑，用減少用水量來增加密實(shí)度)等新材料、新工藝所取代，但由于性能、效果、耐久性、造價(jià)等多種因素的影響，其應(yīng)用均有一定的局限性(例如一般水泥防水外加劑在增強(qiáng)防水性能的同時(shí)又會影響混凝土的強(qiáng)度)，進(jìn)一步有效地提高水泥建筑性能的努力一直在不斷地進(jìn)行之中；近年來，將水泥混凝土和有機(jī)高分子材料進(jìn)行復(fù)合，即聚合物水泥砂漿及混凝土，已成為當(dāng)今世界建筑技術(shù)創(chuàng)新前沿之一，其作用機(jī)理是由于聚合物的摻入引起了水泥砂漿、混凝土微觀及亞微觀結(jié)構(gòu)的改變，使其性能得到較大的改善；它以水泥水化物和聚合物兩者作為膠結(jié)材，有機(jī)物失水后不僅形成堵塞開敞孔隙的膜絲，而且使聚合物與水泥水化物粘結(jié)成包裹狀的堅(jiān)硬固體，形成聚合物獨(dú)特的粘結(jié)性，從而提高了混凝土、砂漿的防水、抗裂、抗凍、增強(qiáng)、韌性、耐磨、耐腐蝕等多方面的性能。
然而，目前國內(nèi)外已研制出來的加入水泥的聚合物基本上都是通過化工聚合生產(chǎn)的，即通過含有自由基官能團(tuán)的引發(fā)劑使單體加鏈聚合而成的，需要控制溫度、壓力和其他化學(xué)加成，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本較高；且只有5％的聚合物能用于水泥改性，其他95％以上不能滿足穩(wěn)定性的要求，即與水泥攪拌后不能抵抗產(chǎn)生的剪應(yīng)力而發(fā)生凝聚。
(參見《混凝土工程新材料設(shè)計(jì)與施工》，林寶玉 吳紹章 主編，中國水利水電出版社，1998年8月 第一版，第七章)當(dāng)今通用高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等已得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)大量廢棄塑料也嚴(yán)重地危害著環(huán)境；采取禁用、掩埋、焚燒等辦法來解決“白色污染”已被證明是行不通的；其實(shí)廢舊塑料也是一種有價(jià)值的資源，只有回收利用才可一舉兩得；目前，國內(nèi)外對廢舊塑料再生利用的研究相當(dāng)活躍。
本發(fā)明利用廢舊塑料(已有的高分子聚合物)，并采用簡單、經(jīng)濟(jì)的物理摻混法，在常溫、常壓下，經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過改性處理后，非常經(jīng)濟(jì)地制成具有先進(jìn)水平的、高性能的建筑新材料-聚合物水泥防水外加劑，可廣泛用于屋面、墻面、隧道、地下室、水房、糧倉、橋面、機(jī)場跑道、水壩、水池、化工車間等工程建筑，舊建筑開裂、滲漏的修補(bǔ)以及管道、船面的涂敷，顯著提高水泥建筑物的性能，并有利于根治白色污染，保護(hù)環(huán)境。
已發(fā)現(xiàn)作為通用高分子材料的廢舊塑料分別可以溶解于一些特定的有機(jī)溶劑中，如聚苯乙烯可溶解于苯及同系物、氯化烴、低級酯、酮類等之中；聚氯乙烯可溶于部分苯的同系物、部分酮類之中；聚乙烯可溶于如二氯乙烷之中，聚酯可溶于部分酚類、部分苯的同系物、二氯乙酸、四氯乙烷之中。廢舊塑料可溶于有機(jī)溶劑的特性，為制作液態(tài)聚合物水泥防水外加劑奠定了基礎(chǔ)。
實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案的第一步是要針對不同的塑料選好相應(yīng)的溶劑；溶劑的選擇和配制應(yīng)考慮溶解力要強(qiáng)，對其他助劑有較好的分散性和相容性，還要考慮價(jià)格和毒性，一般都要采用混合溶劑。第二步是選好改性劑；通用高分子材料的廢舊塑料都是非極性聚合物，無法與水泥產(chǎn)生有效的作用；物理摻混法是將廢舊塑料溶解于所選溶液中，再加入一定量的含有-OH基、-CL基、-C=O基等極性基團(tuán)的改性劑，這些改性劑和廢舊塑料的料液經(jīng)攪拌混合，其極性基團(tuán)纏繞于廢舊塑料的分子鏈上，以增加與水泥水化物的粘結(jié)性；此外，還選一些極性溶劑做輔助溶劑，也具有相同的作用。此外，還要解決制作工藝中的其他問題。
廢舊塑料溶混聚合物水泥防水外加劑生產(chǎn)工藝如下(如圖為廢舊塑料溶混聚合物水泥防水外加劑生產(chǎn)工藝流程圖)廢舊塑料溶混聚合物溶液比重比水輕，一般都不溶于水；溶混之后加入5-10％(總體積)的水有兩個(gè)作用一是防凝固，只要不失水，所制的外加劑就可以保存較長的時(shí)間(一年以上)；二是簡化雜質(zhì)濾除工藝，廢舊塑料一般都沾有灰砂等雜質(zhì)，溶混加入水后，液料浮在水上，雜質(zhì)沉入水下，極易濾除。
用本發(fā)明制得的聚合物水泥外加劑，按照水泥重量的5-30％摻入普通硅酸鹽水泥、凈砂、水中(灰砂比為1∶1-1∶3，水灰比為0．4-0．55)，機(jī)械攪拌2-5分鐘，即成為聚合物砂漿，在建筑物表面涂抹(或噴涂)5-20mm厚即可達(dá)到防水、抗裂、增強(qiáng)、耐磨、耐腐蝕等作用；按照混凝土配合比設(shè)計(jì)，加入水泥重量的5-15％本外加劑，即成為聚合物混凝土，性能同砂漿。
這種聚合物水泥外加劑還可摻入石膏中，用以制作防水石膏。也可用做粘貼地板磚、馬賽克的粘膠劑。
本發(fā)明旨在利用廢舊通用塑料(已有的高分子聚合物)，通過簡單的，經(jīng)濟(jì)的物理摻混法，在常溫、常壓下，經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過改性處理后制成高性能的建筑新材料-聚合物水泥防水外加劑，與目前國內(nèi)外已研制出來的具有先進(jìn)水平的、用復(fù)雜的化工聚合法生產(chǎn)的聚合物水泥外加劑相比，除去成本低而外，還節(jié)約了資源和能源；與其他水泥防水外加劑相比，本聚合物水泥防水外加劑，除去顯著地地提高了水泥建筑物的防水性能外，還在抗裂、增強(qiáng)、耐磨、耐腐蝕等諸方面都全面地有所提高。本發(fā)明對廢舊通用塑料的這種利用，還為垃圾的處理和環(huán)境保護(hù)提供了一種有效的途徑。
下述實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明1)選廢舊塑料為白色污染主要來源的聚苯乙烯泡沫塑料，如快餐飯盒，包裝材料等；2)混合溶劑及改性劑配方主配溶劑二甲苯占50％；輔助溶劑環(huán)己酮占30％；
乙酸乙脂 占10％；改性劑 甲醛 占10％；3)混合溶劑與聚苯乙烯的摻混比大約為1∶0．8，以飽和溶解為度。4)廢舊聚苯乙烯泡沫塑料可預(yù)先做粉碎、簡單沖洗的處理，如果溶解容器足夠大，也可不必做預(yù)處理。5)將混合溶劑及改性劑放入容器中，投入聚苯乙烯泡沫塑料，用木棍或鐵板攪拌10分鐘，(如果是成批生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置電動攪拌器)。6)待聚苯乙烯泡沫塑料全部溶解后，加入液料體積10％的水，并再次攪拌5分鐘。7)將容器中水面上的聚合物液體成品倒入鐵桶(或木桶、非聚苯乙烯的塑料桶)，雜質(zhì)就留在水下；如果在濾除雜質(zhì)的過程中，水量有減少，應(yīng)當(dāng)再次向桶中加水，使之保持液料體積的10％，即可常時(shí)間(一年以上)保存待用。至此，聚苯乙烯聚合物水泥外加劑制造完畢。8)將水泥重量的15％的聚苯乙烯聚合物水泥外加劑按照防水砂漿、混凝土國家標(biāo)準(zhǔn)JC474-92的規(guī)定摻入砂漿、混凝土中做成試塊，并按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢測，其抗水滲透能力比普通砂漿、混凝土提高300％以上，抗壓強(qiáng)度提高110％以上，凍融試驗(yàn)超過50次，總體上超過標(biāo)準(zhǔn)的要求。其他，如抗裂、耐腐蝕等性能均與一般聚合物砂漿、混凝土相同。
權(quán)利要求
1.一種聚合物水泥防水外加劑，其特征是利用廢舊塑料(已有的高分子聚合物)，通過簡單、經(jīng)濟(jì)的物理摻混法，在常溫、常壓下，經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過改性處理后制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物水泥防水外加劑，其特征是由聚苯乙烯泡沫塑料制成，混合溶劑及改性劑配方主配溶劑二甲苯占50％；輔助溶劑環(huán)己酮占30％；乙酸乙脂 占10％；改性劑 甲醛 占10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是聚合物水泥防水外加劑制造過程中加入溶混液料體積10％的水，以簡化雜質(zhì)濾除并得以常時(shí)間保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物水泥防水外加劑，其特征是摻入石膏中，用以制作防水石膏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物水泥防水外加劑，其特征是用做粘貼地板磚、馬賽克的粘接劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是聚合物水泥防水外加劑是利用廢舊塑料制成，用此方法同時(shí)進(jìn)行垃圾處理、消除“白色污染”，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明利用廢舊塑料(已有的高分子聚合物),在常溫、常壓下,經(jīng)過有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)物理摻混法改性處理后,制成高級建筑新材料—聚合物水泥防水外加劑,能使水泥砂漿、混凝土在防水等多方面的性能得到顯著的提高,與目前國內(nèi)外已研制出來的具有先進(jìn)水平的聚合物水泥外加劑相比,(基本都是用復(fù)雜的化工聚合法生產(chǎn)工藝,使單體加鏈聚合而成),除去成本低而外,還節(jié)約了資源和能源;同時(shí)也有助于根治“白色污染”,保護(hù)環(huán)境。
文檔編號C04B24/00GK1289796SQ00116058
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者張曦華, 李中才 申請人:張曦華, 李中才