專利名稱：聚丙烯腈廢料在制備沼氣池密封膠中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品工業(yè)制備領(lǐng)域，具體涉及的是一種工業(yè)廢棄物——聚 丙烯腈廢料的資源化再利用的產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，特別是將其應(yīng)用于水泥的氣體密封 具有良好的應(yīng)用效果。該產(chǎn)品還可作為涵洞、大壩水泥構(gòu)體的防滲劑。 背景領(lǐng)域
聚丙烯腈(PAN)纖維是三大合成纖維之一，其在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生約 在3% 5%之間的廢料(包括廢干粉，廢絲，廢膠塊等)，而這些廢料不能自然 降解或熱壓成型。我國腈綸的工業(yè)生產(chǎn)能力有近百萬噸。以硫氰酸鈉為溶劑的生 產(chǎn)工藝占三分之一。這種工藝，在生產(chǎn)腈綸的過程中有些含硫氰酸鈉的廢膠不能 被合理利用。本發(fā)明所用的腈綸廢膠塊即為此工藝條件下產(chǎn)生的廢膠塊。利用聚 丙烯腈大分子帶有極性的-CN基團(tuán)，在一定的條件下水解生成聚丙烯酸及其鹽 類、聚丙烯酰胺等產(chǎn)物的性質(zhì)，是處理腈綸廢膠最簡單易行的方法，聚丙烯腈水 解產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于紡織漿膠、環(huán)保絮凝劑、油井堵水劑、農(nóng)用高吸水樹脂、土壤 改良等領(lǐng)域。而聚丙烯腈廢膠塊含有NaSCN，此物質(zhì)對環(huán)境污染嚴(yán)重。廢膠塊 的水解液中主要物質(zhì)是聚丙烯酸鈉，簡稱PAANa，結(jié)構(gòu)式為一[-CH2 — CH(COONa)-]n—。聚丙烯酸鈉是一種水溶性樹脂，分子量數(shù)百萬，無色或 淡黃色粘稠液體，呈弱堿性，能電離，有腐蝕性；在pH二4附近時(shí)，容易 凝膠；在pH二2.5時(shí)，近于溶解；易溶于氫氧化鈉水溶液，但在氫氧化鈣、 氫氧化鎂等水溶液中會沉淀；無毒；吸濕性極強(qiáng)。在廢膠塊的水解成聚丙烯 酸鈉的過程中，聚丙烯腈廢膠塊中含有的NaSCN上的-CN基團(tuán)也被水解，因而， 原料中污染環(huán)境的物質(zhì)被消除了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決聚丙烯腈廢料的處理問題和沼氣池水泥的密封問題，提 供一種聚丙烯腈廢料在制備沼氣池密封膠中的用途，用聚丙烯腈廢料制備沼氣池 密封膠的生產(chǎn)過程環(huán)境友好、產(chǎn)品密封效果好，操作簡便，節(jié)約資源。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
聚丙烯腈廢料在制備沼氣池密封膠中的用途。
上述聚丙烯腈廢料為以硫氰酸鈉為溶劑生產(chǎn)腈綸的過程中產(chǎn)生的廢膠塊。
3本發(fā)明可用堿水解法按聚丙烯腈廢料:NaOH:H201:0.05 0.8:2 30的質(zhì)量 比例將聚丙烯腈廢料水解得到水解液，將其水解液與水泥混合后作為沼氣池密封 膠使用。
本發(fā)明可在上述水解液中加添加劑后與水泥混合作為沼氣池密封膠使用。 所加的添加劑為硅酸鈉；其中按質(zhì)量比計(jì)水解液:添加劑:水泥=100:0.5 5.0:20 500。
用堿水解法將聚丙烯腈廢膠水解，其方法為將聚丙烯腈廢料洗凈，并破碎
成粒徑為l-20mm的碎塊；按碎塊、氫氧化鈉、水三者之間的質(zhì)量比為1:0.05 0.8:2 30的比例，將碎塊、氫氧化鈉和水混合，在卯。C 100。C反應(yīng)2-24小時(shí)。
本發(fā)明用聚丙烯腈廢料制備沼氣池密封膠，釆用堿法水解聚丙烯腈廢膠塊， 產(chǎn)生的氨氣用水吸收利用，對環(huán)境不會產(chǎn)生污染；產(chǎn)品密封效果好，操作簡便， 節(jié)約資源。本發(fā)明用聚丙烯腈廢料制備的密封膠還可作為涵洞、大壩水泥構(gòu)體的 防滲劑。
具體實(shí)施例方式
沼氣池密封膠的制備
1.聚丙烯腈廢料的水解 -(1)碎塊的準(zhǔn)備
用刷子將以硫氰酸鈉為溶劑生產(chǎn)腈綸的過程中產(chǎn)生的聚丙烯腈廢膠塊 洗凈，并破碎成粒徑為l-20mm的碎塊，將剪好的膠塊放在lOOOmL的燒杯中， 用橡皮筋和塑料袋封口，備用。 (2)固含量的測定
固含量的測定將兩張稱量紙放在干燥箱內(nèi)于7(TC下干燥30min，取出放入 干燥器中，冷卻至室溫后稱量。稱取20.98g的試樣，將試樣均勻的平鋪在稱量 紙上。然后放入干燥箱內(nèi)，1小時(shí)后取出，放入玻璃干燥器中冷卻至室溫后稱量， 再將稱量紙放入干燥箱內(nèi)，干燥30min后放入干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復(fù) 上述操作，直至前后兩次稱量差不大于0.01g為止。
附—附 _
固體含量義=^^x100，式中X為固體含量，％; W為稱量紙質(zhì)量，g; /^為 —附
干燥前試樣和稱量紙的質(zhì)量，g;附2為干燥后試樣和稱量紙質(zhì)量，g。(3)聚丙烯腈廢料的水解 在實(shí)驗(yàn)中都是以聚丙烯腈廢料的濕基計(jì)算。自來水的密度大約為lg/mL， 故在實(shí)驗(yàn)中以其體積代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。將膠塊放入三口燒瓶中，加入NaOH 顆粒，再加入自來水，三者之間按PAN:NaOH:H20-l:0.05-0.8:2-30;將備好的反 應(yīng)物體系放入恒溫加熱磁力攪拌器中，回流加熱，溫度逐漸升到設(shè)定溫度，溫度 設(shè)定在90°C 100°C，自來水吸收反應(yīng)中所產(chǎn)生的氨氣。 2.聚丙烯腈廢料的水解液與水泥的混合
將聚丙烯腈廢料的水解液中加入添加劑——硅酸鈉后直接與水泥混合后刷 板，用膠頭滴管滴一滴清水在已干的水泥板上，觀察水滴的擴(kuò)散、滲透情況，以 此檢驗(yàn)水泥板的防水情況。
下面是本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1
用杯子在電子天平上稱取PAN廢膠碎塊15.08g，將稱取的廢膠裝入三口燒瓶 中；用稱量瓶在電子天平上稱取NaOH顆粒6.02g，將稱量好的NaOH顆粒裝入 三口燒瓶中；用量筒量取75mL的自來水，加入三口燒瓶中；振搖。將備好的反 應(yīng)物放到油浴鍋中，磁子放入三口燒瓶中，再將回流冷凝管接在三口燒瓶中間的 一個(gè)瓶口上，回流冷凝管的另一個(gè)口用橡皮塞塞?。徽麴s頭接在三口燒瓶剩余兩 個(gè)口中的任意一個(gè)，球形冷凝管接在蒸餾頭的側(cè)口，蒸餾頭的另一個(gè)口用橡皮塞 塞?。晃步庸芙忧蛐卫淠?，取適量的自來水倒入100mL的燒杯中，水量以剛 好沒過尾接管管口 3 5mm為宜。用橡皮塞塞住三口燒瓶的第三個(gè)孔。插上油浴 鍋的插頭，打開電源開關(guān)，調(diào)節(jié)磁子的轉(zhuǎn)速，設(shè)置油浴鍋的溫度為90°C。反應(yīng) 的過程中，廢膠塊由原來的灰褐色變成橘紅色，血紅色，暗紅色，橙紅色；溶液 也慢慢的變成灰黃色，溶液的粘度也由小變大，隨著水解時(shí)間的延長，粘度又變 小。待膠塊消失為水解反應(yīng)終點(diǎn)。反應(yīng)時(shí)間為5個(gè)小時(shí)。
在電子天平上用杯子稱取PAN水解液20.05g (不含杯重)，用減量法加入水 泥19.19g (用杯子裝大半杯水泥，放在電子天平上稱量，記錄數(shù)據(jù)，用藥匙在杯 中取水泥放入稱有PAN水解液的杯中，用玻璃棒攪拌，邊加邊攪拌，直到泥漿 呈線形流下，記錄此時(shí)天平上的示數(shù)；兩數(shù)據(jù)相減即得所加水泥的用量)，攪拌， 用刷子將泥漿刷在板子上，大約半小時(shí)后或者看到板子上的泥漿表面上的水消失，再刷第二遍；等大約半小時(shí)后再刷第三遍。待刷板干了之后，用膠頭滴管滴 一滴清水在板上，水滴在27分鐘內(nèi)不擴(kuò)散。 實(shí)施例2
用杯子在電子天平上稱取PAN廢膠碎塊15.01g，將稱取的廢膠裝入三口燒 瓶中；用稱量瓶在電子天平上稱取NaOH顆粒4.49g，將稱量好的NaOH顆粒裝 入三口燒瓶中；用量筒量取75mL的自來水，加入三口燒瓶中；振搖。將備好的 反應(yīng)物放入油浴鍋，再將磁子放入三口燒瓶中；回流冷凝管接在三口燒瓶中間的 一個(gè)瓶口上，回流冷凝管的另一個(gè)口用橡皮塞塞??；蒸餾頭接在三口燒瓶剩余兩 個(gè)口中的任意一個(gè)，球形冷凝管接在蒸餾頭的側(cè)口，蒸餾頭的另一個(gè)口用橡皮塞 塞住；尾接管接球形冷凝管，取一定量的自來水倒入100mL的燒杯中，水量以 剛好沒過尾接管管口 3 5mm為宜。用橡皮塞塞住三口燒瓶的第三個(gè) L。插上油 浴鍋的插頭，打開電源開關(guān)，調(diào)節(jié)磁子的轉(zhuǎn)速，設(shè)置油浴鍋的溫度為90°C。反 應(yīng)時(shí)間為5.5個(gè)小時(shí)，得水解液。
在電子天平上用杯子稱取PAN水解液7.97g (不含杯重)；在水解液中加入 0.08g硅酸鈉，攪拌均勻得到PAN水解液混合物。用量筒量取5mL自來水加入 裝有PAN水解液的杯中；用減量法加入水泥24.85g;攪拌，刷板。待刷板干了 之后，用膠頭滴管滴一滴清水在板上，水滴在30分鐘內(nèi)不擴(kuò)散。
實(shí)施例3
在電子天平上用杯子稱取PAN水解液20.57g (不含杯重)；在水解液中加入 0.26g硅酸鈉，攪拌均勻得到PAN水解液混合物。用減量法加入水泥60.65g;攪 拌，刷板。待刷板干了之后，用膠頭滴管滴一滴清水在板上，水滴在35分鐘內(nèi) 不擴(kuò)散。
稱取20g的市售的聚乙烯醇類的密封劑，加120mL熱水溶解后，加入400g 的水泥混合，攪拌，刷板。待刷板干了之后,用膠頭滴管滴數(shù)滴清水在板上，水 滴在18分鐘內(nèi)不擴(kuò)散。
PAN水解液作為水泥密封劑，與水泥混合后刷板，板干后，外觀和比使用 市售的聚乙烯醇類的密封劑好，而且表面更光滑，還有一層膜。粘結(jié)性一樣，硬 化速度稍慢。
實(shí)施例4在臺稱上用稱取PAN水解液100kg;在水解液中加入lkg硅酸鈉，攪拌均
勻得到PAN水解液混合物。用減量法加入水泥300kg;攪拌，刷板。待刷板干 了之后，用膠頭滴管滴數(shù)滴清水在板上，水滴在32分鐘內(nèi)不擴(kuò)散。
稱取100kg的市售的聚乙烯醇類的密封劑，加600L熱水溶解后，加入2000kg 的水泥混合，攪拌，刷板。待刷板干了之后，用膠頭滴管滴數(shù)滴清水在板上，水 滴在20分鐘內(nèi)不擴(kuò)散。
PAN水解液作為水泥密封劑，與水泥混合后刷板，板干后，外觀和比使用 市售的聚乙烯醇類的密封劑好，而且表面更光滑，還有一層膜。粘結(jié)性一樣，硬 化速度稍慢。
權(quán)利要求
1.聚丙烯腈廢料在制備沼氣池密封膠中的用途。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征是所述聚丙烯腈廢料為以硫氰酸鈉為 溶劑生產(chǎn)腈綸的過程中產(chǎn)生的廢膠塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征是用堿水解法按聚丙烯腈廢料:NaOH:H201:0.05 0.8:2 30的質(zhì)量比例將聚丙烯腈廢料水解得到水解 液，將其水解液與水泥混合后作為沼氣池密封膠使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用途，其特征是在水解液中加添加劑后與水泥混合 作為沼氣池密封膠使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，其特征是所加的添加劑為硅酸鈉；其中按質(zhì)量比計(jì)水解液:添加齊U:水泥^00:0.5 5.0:20 500。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的用途，其特征是用堿水解法將聚丙烯腈廢 膠水解，其方法為將聚丙烯腈廢料洗凈，并破碎成粒徑為l-20mm的碎塊； 按碎塊、氫氧化鈉、水三者之間的質(zhì)量比為l:0.05 0.8:2 30的比例，將碎 塊、氫氧化鈉和水混合，在9(TC 100。C反應(yīng)2-24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚丙烯腈廢料在制備沼氣池密封膠中的用途。本發(fā)明用聚丙烯腈廢料制備沼氣池密封膠，采用堿法水解聚丙烯腈廢膠塊，產(chǎn)生的氨氣用水吸收利用，對環(huán)境不會產(chǎn)生污染；產(chǎn)品氣密封效果好，操作簡便，節(jié)約資源。本發(fā)明用聚丙烯腈廢料制備的密封膠還可作為涵洞、大壩水泥構(gòu)體的防滲劑。
文檔編號C09J133/20GK101586013SQ20091006282
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者周晶晶, 徐啟明, 芬 趙, 嘉 郭, 陳啟明, 陳金芳 申請人:武漢工程大學(xué)