[發(fā)明專利]利用苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物制備水泥減水劑的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010191030.7
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101831029A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉菲;曾安蓉;李琳;吳博
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C08F220/44
• 分類號: C08F220/44;C08F212/10;C08F8/36;C08F8/12;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢棄物利用加工領(lǐng)域，涉及利用苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物制水泥減水劑的方法。

背景技術(shù)

水泥是由多種帶有不同電荷的無機(jī)鹽粒子組成的，因此水泥在加水?dāng)嚢柽^程中會產(chǎn)生絮凝結(jié)構(gòu)，這是由于水泥中各礦物水化物帶有不同電荷發(fā)生異性電荷相吸而形成。絮凝結(jié)構(gòu)的形成包裹住水泥漿中的游離水，從而導(dǎo)致水泥漿的流動性降低。在水泥混凝土中加入減水劑，可以減少水泥漿的用水量，并在此基礎(chǔ)上保證水泥漿的流動性，并起到穩(wěn)定水泥混凝土的作用。常見的水泥減水劑主要有木質(zhì)素系減水劑、萘系減水劑、樹脂系減水劑和腐植酸鹽減水劑等，大多數(shù)減水劑都具有一定的減水和增強(qiáng)效果，但成本較高。

廢棄物為苯乙烯-丙烯腈共聚物成品塑料的下腳料粉末，如果不對其進(jìn)行回收利用，將會對環(huán)境問題產(chǎn)生較大的污染。由于這些廢棄塑料粉末本身已經(jīng)不具有可以直接使用的力學(xué)性能和應(yīng)用特性，因此難以對其進(jìn)行簡單回收而制得產(chǎn)品使用。本發(fā)明將采用磺化水解改性的方法，對苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物進(jìn)行回收利用制得水泥減水劑，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于對苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物進(jìn)行改性，并供一種成本較低、生產(chǎn)簡便、性能優(yōu)良的新型水泥減水劑。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種利用苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物制備水泥減水劑的方法，選用質(zhì)量份數(shù)為：苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物10份，濃硫酸60～100份，有機(jī)溶劑0～40份的原料混合均勻，在70～100℃下攪拌反應(yīng)2～7小時，對產(chǎn)物分離純化得到粉末狀產(chǎn)品。

所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料廢棄物來源于單體摩爾比為苯乙烯∶丙烯腈＝10～70∶90～30的苯乙烯-丙烯腈共聚物泡沫塑料粉末。所述的濃硫酸濃度為85～98％。所述的溶劑采用環(huán)己烷、1，2-二氯乙烷、吡啶中一種或多種混合使用。

本發(fā)明所采用的苯乙烯-丙烯腈共聚物下腳料粉末廢棄物，粒徑在微米級別。廢棄物來源于不同的廠家，因其原產(chǎn)品的配方不同，共聚物中所含有的苯乙烯-丙烯腈的單體摩爾比不同。本發(fā)明所采用的苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物的單體摩爾比范圍為：苯乙烯∶丙烯腈＝10～70∶30～90。

本發(fā)明利用磺化水解改性的方法處理苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物，制得的磺化水解產(chǎn)物具有大量的極性易水化的離子基團(tuán)并具有一定的吸水特性。在濃硫酸下，苯乙烯-丙烯腈共聚物可產(chǎn)生水化能力、吸水和保水能力強(qiáng)的羧基和磺酸基，另外聚丙烯腈鏈段還會反應(yīng)產(chǎn)生酰胺基、酰亞胺基等基團(tuán)，提高產(chǎn)物的抗鹽性能。將此磺化水解產(chǎn)物作為水泥減水劑，可以利用其對水分子的吸收能力，吸附水泥漿中的游離水；同時磺化水解產(chǎn)物可吸附在水泥漿顆粒表面，利用其自身的極性水化離子基團(tuán)在水泥漿顆粒表面形成水化膜，阻止水泥漿顆粒間的相互碰撞和吸附，使之不能產(chǎn)生絮凝結(jié)構(gòu)而釋放出游離水；而在磺化水解產(chǎn)物中的具有抗鹽性的酰胺基、酰亞胺基，則可保證水泥漿的穩(wěn)定性。通過磺化水解方法處理苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物后所得到的兼具羧基、磺酸基、酰胺基、酰亞胺基等基團(tuán)的新型產(chǎn)物，作為水泥漿減水劑，具有沁水率低且穩(wěn)定水泥漿的作用。

目前仍未見到利用磺化水解改性對苯乙烯-丙烯腈共聚物進(jìn)行處理制得兼具羧基、磺酸基、酰胺基、酰亞胺基等基團(tuán)的磺化水解產(chǎn)物的專利報道。本發(fā)明所得的產(chǎn)品可以作為新型水泥減水劑，其綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用前景較為廣闊。

方案中反應(yīng)體系包含廢棄物和濃硫酸，采用有機(jī)溶劑，可在較低反應(yīng)溫度和較短的反應(yīng)時間下得到性能相近的產(chǎn)品，有別于其他采用昂貴的催化劑的磺化體系，本發(fā)明所采用的方法反應(yīng)時間短，降低產(chǎn)品成本，制備效率高，反應(yīng)路線簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明所采用的苯乙烯-丙烯腈共聚物廢棄物經(jīng)過磺化水解反應(yīng)后得到的產(chǎn)品引入水化能力強(qiáng)的基團(tuán)，其水泥減水效率較好。本發(fā)明產(chǎn)品在干燥狀態(tài)下為深褐色粉末，具有高吸水性且在吸水后呈琥珀色凝膠狀，具有一定的吸水和保水功效，具有沁水率低的優(yōu)點(diǎn)。測試表明本發(fā)明產(chǎn)品具有一定的減水性能，對水泥減水效率較高，最高減水率可高達(dá)20％以上。且產(chǎn)品成本低、生產(chǎn)工藝簡單、綜合性能優(yōu)異，與市場上同類產(chǎn)品相比，具有一定的競爭優(yōu)勢。另外一方面，又可解決廢舊塑料對環(huán)境的污染問題。

具體實施方式

結(jié)合實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體原料配方和工藝流程。本發(fā)明產(chǎn)品按GB/T8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》進(jìn)行對水泥漿流動度和減水度進(jìn)行測試，水灰比為0.40，用水量為87g，減水劑摻量為1％～2.5％，所用的水泥牌號為天馬水泥425。

實施例1：