[發明專利]一種利用回收聚氨酯處理海砂的方法

有效

• 申請號: 202110016885.4
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112811840B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 歐陽春發;郭棟;單曉茜;高群
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C04B20/10
• 分類號: C04B20/10;C04B14/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種利用回收聚氨酯處理海砂的方法，其特征在于，將分子上含有氨基的硅烷偶聯劑水溶液加入混合料攪拌機中，加入未處理的海砂，充分攪拌后，過濾出固體顆粒；將含有多元醇、脲基的混合物與異氰酸酯加入到水中制成溶液，將得到的固體顆粒加入到溶液中，充分攪拌后，過濾出固體顆粒；將水性瀝青與得到的固體顆粒混合，充分攪拌。本發明制備方法簡單，全程在水性環境下進行，成本低，處理后的海砂性能較好，可以用于建筑材料。

技術領域

本發明涉及一種利用回收聚氨酯制備多層包覆結構的海砂的方法，屬于材料制備技術領域。

背景技術

隨著中國建筑業的蓬勃發展，作為建筑重要組成部分的混凝土，其需求量也隨之增加。砂子是混凝土主要組成材料，其用量也在逐年攀升，我國年需求建筑用砂將達到26億t，這對國內砂源儲量是一個巨大挑戰。而如今中國河砂資源日益匱乏，河砂的開采也造成了生態環境的破壞，找到替代砂源變得極為迫切，因此人們將關注度轉移到了儲量豐富的海砂資源上。海砂相比于河砂有其特有的優勢，它成本低、粒形好、含泥量低，在未來大量合理的利用海砂，成為了必然的發展趨勢，但海砂中含有較多有害的雜質，對混凝土的耐久性能有一定的影響，因此，我們需要合理、科學的使用海砂。

海砂在混凝土中應用存在以下問題:

(1)海砂中含有的氯鹽主要有KCl、MgCl₂、CaCl₂與NaCl等，氯離子會促使水泥中的硅酸鹽類分解，加速水化反應的進行，在較短的時間內，生成較為致密的C-S-H膠體，造成鈣釩石的含量較少，氯化鋁酸鹽水化物的含量較多，因此可使混凝土獲得較高的早期強度，然而也會破壞鋼筋的鈍態保護膜，從而導致鋼筋腐蝕。腐蝕生銹后，鋼筋體積增大，將周圍的混凝土撐開，導致開裂。

(2)海砂中含有的硫酸鹽類主要為Na₂SO₄。由于SO₄^2-會與水泥水化產物Ca(OH)₂反應生成CaSO₄·2H₂O水化物，再與水泥中的水化物發生化學反應，產生高硫酸鋁酸鈣又稱鈣釩石，導致體積膨脹，使混凝土產生龜裂，對混凝土的耐久性影響極大。

盡管海砂有這樣的缺點，人們還是想了許多辦法來克服。目前較為成熟的海砂處理辦法是海砂淡化，即將其中的氯離子稀釋淡化，降低濃度。建設用砂有三種類型，其對砂中氯離子的含量有不同的要求：一類砂中，氯離子含量不得超過0.01％；二類砂中，氯離子含量不得超過0.02％；最低要求的三類砂，氯離子含量也不得超過0.06％。如果想達到這樣的要求，就必須將砂子表面的離子環境徹底打破，將離子與砂子分離，才能從根本上達到除氯的目的。一些原始的沖水淡化法，只能將海砂表面的很少一部分的氯離子排除掉，不能達到很好的除氯效果。而且大部分需要將砂子預先在淡水中浸泡24-48小時，才能再進一步處理，費時、費事、還浪費空間，無法滿足連續工作的需求。另一種可行的方法是在鋼筋表面涂覆一層阻銹劑，可以達到防止離子腐蝕的作用。常用的阻銹劑是亞硝酸鈣，這種物質會與鋼筋反應，使鋼筋表面鈍化，形成一層阻銹膜，達到阻銹效果。在混凝土中添加1.5-2％的量，可使建筑物的使用壽命延長10-30年，并且能夠綜合增強塑化、減水、抗滲的綜合效應，改進了混凝土的各項物理力學性能和耐久性，獲得優質混凝土。但是，使用阻銹劑會一定程度上改變施工方法，而且并未普及。

聚氨酯材料以其優良的物理性能和良好的可加工性得到廣泛的應用，占世界高分子材料總產量的5％。2010年全球聚氨酯消費量突破1870萬噸，其中中國消費量約為600萬噸。隨著聚氨酯工業的快速發展，隨之產生的邊角料和廢料也越來越多，其中包括聚氨酯軟泡、硬泡、鞋材、氨綸廢絲和聚氨酯廢液。利用填埋和焚燒等傳統方法處理聚氨酯廢料不僅占用土地、污染環境而且造成有機碳資源的低效利用。因此聚氨酯回收利用已成為聚氨酯工業迫切需要解決的重大問題之一，對廢舊聚氨酯進行回收再利用，減少環境污染，同時降低新制品的生產成本，具有現實意義。