[發明專利]一種具有重金屬螯合功能的防滲涂層及其組合物和應用

在審

• 申請號: 201710225505.1
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107099246A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 袁浩;竇建軍;陳剛才;肖定書;葉姜瑜
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶沐聯環境工程有限公司
• 主分類號: C09D183/07
• 分類號: C09D183/07;C09D183/05;C09D183/04;C09D163/00;C08G59/14;C08G59/16
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙)11491
• 代理人: 姜彥

技術領域

本發明屬于環境治理技術領域，尤其涉及一種具有重金屬螯合功能的防滲涂層及其組合物和應用。

背景技術

在危險廢棄物填埋場、工業廢渣堆場等重金屬累積高濃度重金屬地區，防滲膜特別重要，特別是地下水位高于處置場時，地下水沿孔隙滲透流動進入填埋場，一方面增加污水處理量和運行成本，另一方面，有害滲濾液，特別是重金屬離子重新溶出，造成地下水污染。因此，在危廢物填埋場、工業廢渣堆場等地方，在底部、側面甚至上面等所有周邊均鋪設防滲膜，防止有害滲濾液滲透。

現行的防滲膜多用土工膜代替，該種膜采用高密度聚乙烯的單層或者雙層防滲膜技術，脆性大，在施工和使用期間，因誘導應力而產生裂縫，特別是在地下水對膜的頂托力大于膜上的水壓時，防滲膜將隆起、破裂而失去防滲功能。更糟糕的事，填埋場中的穩定化重金屬在雨水長期侵蝕、沖刷過程中重新溶出而遷移進入地下水，引起地下水重金屬污染的嚴重惡果。

為克服現有防滲膜強度缺陷和防止重金屬等有害污染物再次溶出而引致的地下水污染等次生災害發生，本發明的重金屬螯合功能的防滲涂層，強化現行所用土工膜機械強度的同時，賦予其重金屬螯合功能，防止重金屬溶出引發的二次污染問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有重金屬螯合功能的防滲涂層及其組合物和應用。

本發明是這樣實現的，一種具有重金屬螯合功能的防滲涂層，所述具有重金屬螯合功能的防滲涂層結構為：

其中，x、y、z、g均為10-500的整數；

主鏈為雙或多環氧基物質，為環氧樹脂、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇縮水甘油醚、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、環己二醇縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的至少一種；

Rn為聚醚改性硅氧烷鏈，Rf為C6以上長鏈烷基，Rm為多胺鏈。

進一步，所述Rn為能與環氧基開環反應的硅氧烷，優選氨基硅氧烷、羥基硅氧烷、含氫硅氧烷、羧基硅氧烷、巰基硅氧烷中的至少一種。

進一步，所述R_f為具有活性羥基、胺基、羧基或硫醇基的長鏈烷基衍生物，優選己基羥基醇、己基硫醇、己基胺、己基羧酸、十二烷基羥基醇、十二烷基硫醇、十二烷基胺、十二烷基羧酸、葵基羥基醇、葵基硫醇、葵基羧酸、葵基胺、辛基羥基醇、辛基硫醇、辛基胺、辛基羧酸、庚基羥基醇、庚基硫醇、庚基胺、庚基羧酸、十六烷基羥基醇、十六烷基硫醇、十六烷基羧酸、十四烷基羥基醇、十四烷基硫醇中、十四烷基羧酸中的至少一種。

進一步，所述R_m為能與環氧環發生開環的多胺結構，優選乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的一種或多種組合物。

本發明的另一目的在于提供一種所述具有重金屬螯合功能的防滲涂層的制備方法，所述具有重金屬螯合功能的防滲涂層的制備方法包括以下步驟：

步驟一，通過活性基硅氧烷、長鏈烷基衍生物和多胺結構化合物均與多環氧基主鏈分子或多環氧基聚合物的環氧環進行開環反應；

步驟二，將所述聚醚改性硅氧烷鏈Rn、長鏈烷基R_f和多胺結構R_m引入到高分子鏈中，多環氧基主鏈：聚醚改性硅氧烷鏈R_n：長鏈烷基R_f：多胺鏈R_m的摩爾配比為5～50：1～10：1～10：1～10。

本發明的另一目的在于提供一種基于所述具有重金屬螯合功能的防滲涂層的組合物，所述組合物將防滲層與微納米顆粒、乙烯基硅油、含氫硅油以及催化劑一起配合使用，構成防滲涂層組合物；其摩爾配比為5～50：10～100：5～50：5～50：0.1～10：0.5～5：0.5～5。

本發明的另一目的在于提供一種所述組合物的制備方法，所述組合物的制備方法包括：將防滲層、乙烯基硅油、有機硅樹脂、吸附載體微納米填料，含氫硅油、反應抑制劑：反應催化劑混合均勻，其摩爾配比為5～50：10～100：5～50：5～50：0.1～10：0.5～5：0.5～5。

進一步，含氫硅油，包含高含氫量和低含氫量含氫硅油，具有如下結構特征：

所述乙烯基硅油，包括高粘度乙烯基硅油和低粘度乙烯基硅油，具有如下結構特征：

所述吸附載體微納米填料為硅藻土、膨潤土、海泡石、蛭石中、具有重金屬螯合功能的短纖維、氧化鋅、氧化鐵、硅膠中的至少一種；