利用废泡沫塑料制备防水涂料.docx

利用废泡沫塑料制备防水涂料朱龙1 , 李蕾2( 1. 东北大学, 辽宁 沈阳 110006; 2. 宝山钢铁公司, 上海 201900) 摘要 介绍了利用废聚苯乙烯泡沫塑料制备水乳型防水涂料的工艺流程、配方及其性能测试方法。 关键词 废泡沫塑料; 聚苯乙烯; 防水涂料; 综合利用 中图分类号 x 783. 2 文献标识码 a 文章编号 100621878 (2000) 0320038203聚苯乙烯泡沫塑料广泛用作包装材料和保温材料。该种塑料在自然界难以分解, 废弃后严重污染环 境。为了保护环境, 变废为宝, 我们用合适的改性剂, 对该种泡沫塑料进行改性, 制备常温速干、耐水 时间长的水乳型防水涂料, 为废泡沫塑料的利用提供了一条新途径。工艺流程1水乳型防水涂料的制备工艺流程如图 1 所示。图 1 防水涂料制备工艺流程将废聚苯乙烯泡沫塑料用水洗净、晒干、粉碎,按一定比例加入到混合溶剂 t h h ( 二甲苯2乙酸乙 酯2环己酮) 中, 边加边搅拌, 使其完全溶解, 待成粘稠状后, 再加入一定量的增塑剂邻苯二甲酸二丁酯,充分搅拌制成油相液。 将该油相液在一定温度下恒 温充分溶解 1h 后, 加入一定量的乳化剂 o p 210, 快 速搅拌均匀。 然后边激烈搅拌边将一定量的水慢慢射器分别在上述 9 个点上加 0. 2ml 的水。加完后开始计时, 直至水滴渗透消失, 记录经历时间。 9 个点 水滴渗透经历时间的平均值即为耐水时间。2. 2表面干燥时间的测试在 10cm 10cm的瓦楞纸箱板上涂一层涂料,同时开始计时。每隔若干时间, 在涂膜表面轻放 1 个直径 1cm 的疏松脱脂棉球, 从距离棉球 15cm 处的4 个方向轻吹棉球, 如能吹走, 涂膜上不留有棉丝, 就认为表面干燥。 自开始计时至表面干燥所经历的 时间即为干燥时间。2. 3 粘度的测试采用涂24 粘度计测试防水涂料乳状液的粘度。加入油相液中, 最后得到乳白色 o w防水涂料成品。型乳状液, 即2 测试方法2. 1耐水时间的测试在 10cm 10cm 的瓦楞纸箱板上取 3 3 的 9个点。 用羊毛刷蘸取涂料涂上一层, 待干燥后, 用注 收稿日期 1999 206204 作者简介 朱龙 (1945- ) , 男, 东北大学副教授, 硕士, 主要 从事环境工程的教学与科研工作。392000 年第 20 卷第 3 期朱龙, 等: 利用废泡沫塑料制备防水涂料3. 4乳化剂的用量对涂料性能的影响将 5. 0g 泡沫塑料溶于 10. 0g t h h 中, 增塑剂 用量为 2. 0ml , 反应温度为 50, 改变乳化剂的用3 试验结果与讨论量, 水用量仍为 15.所示。0ml , 制得的涂料的性能如表 43. 1反应温度对涂料性能的影响每次将泡沫塑料 5. 0g 溶于 10. 0g 混合溶剂中,溶 解 后 加 入 增 塑 剂 5.00ml 、乳 化 剂 2. 00ml 、表 4 乳化剂的用量对涂料性能的影响水 15. 00ml , 配制防水涂料。 在不同反应温度下试验, 结果如表 1 所示。乳化剂用量 ml1. 01. 52. 02. 53. 03. 5干燥时间 m in耐水时间 m in14180111301283121210111011表 1反应温度对涂料性能的影响反应温度 2030405060从表 4 可以看出, 当乳化剂用量为 1. 0ml 时,涂料的耐水时间较长; 随着乳化剂用量的增多, 耐水 时间反而下降。3. 5水的用量对涂料性能的影响水的作用是调节涂料的粘度, 一般讲, 涂料的粘 度应在 60 90m p as。按第 3. 4 节所述条件制备防 水涂料, 取乳化剂用量为 1. 0ml , 改变水的用量, 结 果如表 5 所示。干燥时间 m in耐水时间 m in10221723183326572251从表 1 可以看出, 随着反应温度的升高, 涂料耐水时间延长, 反应温度为 50时耐水时间最长, 反 应温度更高, 耐水时间反而缩短。3. 2混合溶剂的用量对涂料性能的影响按第 3. 1 节所述配比制备防水涂料, 仅改变混 合溶剂 t h h 的用量, 反应温度为 50, 结果如表 2 所示。表 5水的用量对涂料性能的影响水的用量 ml5. 007. 5010. 0012. 5015. 00干燥时间 m in耐水时间 m in粘度 (m p as)2393942626047242002911185191418018表 2 混合溶剂的用量对涂料性能的影响t h h 用量 g 10 15 20 25 30 35 干燥时间 m in耐水时间 m in205621152711311135103610从表 5 可以看出, 当水量为 7. 5ml 时, 耐水时间最长, 但此时粘度较小, 不利于施工。 如果水量在5. 0 7. 5ml 之间, 涂料的各种性能较好。3. 6正交试验以上试验结果表明, 溶剂、增塑剂、乳化剂及水 的用量都影响涂料的性能。 选用 l 9 (34 ) 正交表来安 排试验, 因素水平见表 6。 以涂料耐水时间、干燥时 间和粘度作为试验指标, 用线性加权综合法所得的 评分进行评估。 试验结果如表 7 所示。从表 2 可以看出, 随着 t h h 用量的增加, 涂料干燥时间延长, 耐水时间缩短; 当 t h h 用量为 10g时, 干燥时间短, 耐水时间长, 效果较好。3. 3增塑剂的用量对涂料性能的影响按所述配比制备防水涂料, 仅改变增塑剂的用 量, 反应温度为 50, 结果如表 3 所示。表 3 增塑剂的用量对涂料性能的影响表 6因素水平增塑剂用量 ml1. 02. 03. 04. 05. 06. 0因素干燥时间 m in耐水时间 m in8101111081350155119533616水平at h h 用量bcd水用量增塑剂用量 乳化剂用量 g m l m l m l 12891. 52. 00. 51. 06. 06. 5从表 3 可以看出, 增塑剂用量为 2.时, 耐0ml水时间最长; 增塑剂用量更大时, 涂料耐水时间反而缩短。 3 10 2. 5 1. 5 5. 5 化工环保hu a gon g hu a n ba o402000 年第 20 卷第 3 期表 7l 9 (34 ) 正交试验结果各因素的水平试验指标试验号综合评分耐水时间 m in干燥时间 m in粘度 (m p as)abcd1234567811122233123123121232313112331223270775117477168120216111313121215142067617778666263790. 53370. 15950. 10940. 34750. 16100. 33130. 24050. 4156 9 3 3 2 1 55 18 69 0. 1093 0. 26750. 27990. 25510. 02480. 37390. 24540. 18330. 19060. 42690. 20540. 17030. 25660. 26800. 24380. 29080. 0470k 1k 2k 3r根据正交试验结果和极差分析可知:(1) 影响涂料性能的主要因素是 c , 即乳化剂的 用量。(2) 最佳试验条件为 a 2b 1c 1d 3 , 即 5. 0g 泡沫塑 料 加 入 9. 0g t h h、1. 5ml 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯、( 1) 废聚苯乙烯泡沫塑料可以制成水乳型防水涂料。 制备防水涂料的最佳配方为泡沫塑料 100g、 混 合 溶 剂 t h h 180g、增 塑 剂 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯30ml 、乳化剂 o p 210 10ml 、水 110ml , 反应温度为50, 反应时间为 1h。 按此配方和条件制得的防水 涂 料 是 一 种 均 匀 的 乳 白 色 液 体, 无 结 皮, 粘 度 为67m p a s, 干燥时间为 8m in , 耐水时间为 5. 8h , 是 较理想的水乳型防水涂料。(2) 该防水涂料生产工艺简单, 用水调节粘度施工方便。生产 1k g 涂料所需各种药剂费约 4. 1 元, 与 同类产品比较, 成本大大降低。(3) 该防水涂料可代替防潮油用于瓦楞纸箱, 还 可用于纤维板的防水。0. 5ml 乳化剂 o p 210 和 5. 5ml水。 按该配方制备涂料所得测试结果如表 8 所示。表 8 最佳试验条件下制得的涂料的性能耐水时间干燥时间粘度状态 m in m in (m p as) 乳白色、无结皮349867结论4m a nufa c tu re o f w a te rp ro o f c o a t ing b y s p e n t f o am p la s t icz h u l ong 1 , l i l e i2( 1. n o r th ea ste rn u n ive r sity, sh enyang 110006, c h ina; 2. b ao sh an iro n and s tee l com p any, sh angh a i 201900, c h ina)a bstra c t: in th e a r t ic le th e p ro ce ss f low , reagen t s p re sc r ip t io n fo r m an u fac tu re o f w a te r em u lsio n typ e w a2te rp roo f co a t in g b y u sin g sp