使用废聚苯乙烯泡沫塑料研发防水涂料
    时间:2015/4/15 17:28:43 作者:网站管理员

    摘要：以废聚苯乙烯泡沫塑料为主要质料，用适宜溶剂和改性剂处置可制得防水涂料，经过试验进行了溶剂和改性剂的挑选和制造，并经过正交试验得出涂料的最佳配方，一起对防水涂料进行了功能测验.该涂料的研发是废旧泡沫塑料收回运用的有效途径，具有资料易得，生产本钱低价，制备技能简略，变废为宝的长处.

    关键字：废聚苯乙烯泡沫塑料;防水涂料;正交法;混合溶剂

    中图分类号：X788文献标识码：A文章编号:1004-2911(2009)03-0274-05聚苯乙烯树脂是一种热塑性的高分子资料，玻璃化温度为104℃.由其制备的泡沫塑料具有质轻、价廉、缓冲性好、吸湿性及清洁等特色[1-4].广泛地使用于包装、防水、隔热、减震、餐饮业等范畴.聚苯乙烯泡沫塑料都是一次运用，因为份量轻、体积大，又具有耐老化、不易腐朽、也不易被微生物降解等特色，用后的废料越积越多，因而造成了严峻的环境污染.怎么处置和运用这些聚苯乙烯废料，化害为利，变废为宝，成为当今国际各国一起重视的疑问.因而开发聚苯乙烯废料的使用研讨，具有十分重要的经济效益和社会效应.本文以聚苯乙烯为基料，挑选适宜的溶剂、助剂及填料，一起对配方进行挑选和优化，并对所组成的防水涂料质量进行了测验. 

    1·试验

    1.1试验仪器与试剂 

    （1）仪器：PHS-3C精细pH计（上海精细科学仪器有限公司）；QFD型电动漆膜附着力试验仪（天津市中亚资料试验机厂）；QCJ漆膜冲击器（天津市中亚资料试验机厂）；QGE-A型直线式漆膜枯燥时刻测定仪（天津市中亚资料试验机厂）；KGZ-1B型便携式光泽度仪（天津市中亚资料试验机厂）. 

    （2）试剂：二甲苯、丙酮、CaCO3、ZnO（AR.）、OP-10、乙酸乙酯、十二烷基苯磺酸钠、DBP、邻苯二甲酸二丁酯（AR.）、TiO2（AR.）

    1.2试验办法

    将收回的废旧聚苯乙烯泡沫塑料经机械除尘，除杂物和水洗枯燥，并破碎至体积约为1㎝3备用.在室温条件下将一定量的预处置的废旧聚苯乙烯泡沫塑料参加到装备好的混合溶剂中，拌和使之充沛溶解.在构成均匀系统时，参加适当的乳化剂和改性剂，加热拌和后，温度控制在65~70℃,乳化1~2h，参加填料，再疾速拌和1h，降至室温，出料，即得粘稠状的液体涂料.技能流程见图1.

    ·试验成果与评论

    2.1溶剂的挑选

     运用抛弃聚苯乙烯研发多功能涂料，溶剂的选用不只决议了涂料的本钱，还决议了其毒性的凹凸及其功能.

    2.1.1混合溶剂配比的挑选关于溶解聚苯乙烯泡沫塑料，单一溶剂难以满足要求，因而需求寻觅混合溶剂.依据类似相溶的准则，只要挨近聚苯乙烯泡沫塑料的溶解度参数，类似性才较好[5].苯和三氯甲烷的溶解度参数最挨近PS，但因为二者的毒性大，沸点低易蒸发，不宜选用.酮、醇、酯类的极性大而聚苯乙烯是一种无定型的线性非极性分子，也不宜独自运用.甲苯、二甲苯溶解参数不只挨近PS，并且沸点高，毒性小，相对较好，但独自运用也得不到预期的作用.因而本试验挑选乙酸乙酯、二甲苯、丙酮为混合溶剂，在室温为20℃的条件下，取总溶剂30mL，测定不一样配比对10g废聚苯乙烯的溶解状况得表1.

    表1混合溶剂体积比对溶剂溶解能力的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    依据溶剂的溶解能力,涂料外观及毒性巨细,决议选用第9组即二甲苯、乙酸乙酯、丙酮的体积比为3:2:1的混合溶剂.

    2.1.2混合溶剂对涂料功能的影响按2.1.1所述配比溶解涂料,仅改动混合溶剂的用量,反响温度为75℃,成果见表2. 

    表2混合溶剂的量对涂料功能的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    由表2可看出,随溶剂用量的添加,涂料枯燥时刻延伸,粘度、安稳性改动不大,而耐水时刻先添加后缩短.

    2.2乳化剂的挑选

    2.2.1乳化剂品种的挑选乳状液是

    一种(或几种)液体以液珠方式涣散在另一与其不相混溶的液体中的液—液涣散系统.液珠均匀巨细及其散布是乳状液的重要性质,液滴越小,散布愈均匀,乳状液越安稳.运用复配乳化剂下降油水界面张力,经过高速拌和来到达杰出的乳化作用意图.经过乳化改功能够下降溶剂用量,一起防止施工过程中溶剂的蒸发对人体的损害,以到达环保的作用.乳化剂的品种直接影响乳化液的安稳性.非离子型乳化剂能赋予乳液较好的化学安稳性，阴离子型乳化剂能赋予乳液较好的机械安稳性[6].因而选用非离子型和阴离子型乳化剂组成的复合系统，可进步乳液的安稳性，在平等试验条件下，笔者考察了多种阴离子和非离子外表活性剂及其复配对乳化作用和乳液安稳性的影响.列出几种典型的试验作用，见表3. 

    表3乳化剂品种对乳液的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    依据很多试验，挑选十二烷基苯磺酸钠和OP-10作为本研讨的乳化剂. 

    2.2.2乳化剂用量的断定用十二烷基苯磺酸钠（ABS-Na）和OP-10作为乳化剂，以二甲苯、乙酸乙酯、丙酮（体积比为3:2:1）的混合溶液作溶剂，乳化温度为70℃作条件，考察乳化剂用量对乳液的影响，成果见表4.

    表4乳化剂用量对乳液的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    由试验成果能够看出，乳化剂的用量断定为11.2%左右为宜. 

    2.2.3乳液pH值

    pH值对乳液的安稳性有重要的影响.当pH值在7-9时乳液的安稳性较好，pH值过高或过低，都会使乳液的安稳性下降.这是因为乳液为双电子层布局.当H+或OH-浓度过大时，中和了系统的负离子或正离子，使双电子层不见，然后使乳液不安稳[7].pH值对乳液安稳性影响见表5.

    2.2.4乳化温度的断定在反转乳化办法中，转相温度是极为重要的，温度低于转相点温度，乳化后颗粒较大且不均匀，乳液安稳性差.相反，若温度过高则转相后，因为布朗运动使小颗粒之间发作集合，然后构成大颗粒，也影响乳液的安稳性.

    将10gPS泡沫溶入30mL混合溶剂中，溶解后参加增塑剂1.52g，乳化剂0.8g，水9.4g，在20℃-80℃的不一样温度下进行试验，测验所得涂料表干时刻和耐水性，成果如表6所示.

    表6乳化温度对涂料功能的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    从表中能够看出，跟着反响温度的升高，涂料耐水时刻就变长，但反响温度为60℃-70℃时，耐水性最佳.反响温度再升高，耐水性反而变差，阐明反响温度过高或过低对防水涂料的耐水性都晦气.另外在60℃-70℃时，涂料外表枯燥时刻相对稍长一些，归纳思考，挑选反响温度为65℃-75℃. 

    2.3增塑剂用量对涂料功能的影响 

    增塑剂能够改动涂膜的耐性，它能下降玻璃化温度，使高弹性在较低温度下呈现，改动涂膜的附着力、柔耐性等.用于聚苯乙烯的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、双萜烯、环氧大豆油、环氧大豆油酸辛酯、柴油芳烃增塑剂、烷基苯磺酸酯等.因为邻苯二甲酸丁酯具有功能较悉数，不光增塑作用好，并且用量少，与树脂相溶性好，价格便宜等长处，本文选用了邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为聚苯乙烯的增塑剂，别离参加不一样量的增塑剂进行试验，其涂料的表干时刻和耐水性成果如表7. 

    表7 增塑剂用量对涂料功能的影响

    点击此处检查悉数新闻图像

    从表中能够看出，跟着增塑剂用量的增大，涂料耐水时刻先增大后减小.当增塑剂用量为1.8g时，耐水时刻最长，阐明增塑剂的用量对防水涂料的功能有影响. 

    2.4填料 

    聚苯乙烯分子中没有亲水基团，吸水率低，因而其涂层具有杰出的防水功能，但其耐热性差，参加填料不只能够下降涂料的本钱，还能够进步涂料的功能，添加涂料的安稳性和耐磨性.本试验用的填料有轻质的碳酸钙、钛白粉及氧化锌. 

    2.5正交试验及其成果 

    以上试验成果表明，溶剂、乳化剂、增塑剂的用量都影响涂料的功能，选用L9（34）正交表来组织试验，要素水平见表8.以涂料枯燥时刻、粘度、耐水时刻作为试验目标，成果如表9.

    表8水平要素

    点击此处检查悉数新闻图像

    表9主要质料用量的正交试验成果

    点击此处检查悉数新闻图像

    由以上正交试验成果可知，最佳试验条件为A2B2C3D1，即8g泡沫塑料参加35ml混合溶剂，1.5g邻苯二甲酸二丁酯，1.2g乳化剂OP-10和0.3g十二烷基苯磺酸钠.

    3·商品配方及功能 

    3.1商品配方 

    具体商品配方如表10所列（以溶解100g聚苯乙烯泡沫塑料计）.

    3.2商品功能目标 

    商品功能目标如表11所列.

    4·定论

    用二甲苯、乙酸乙酯、丙酮组成的混合溶解废聚苯乙烯泡沫塑料，其最佳配方是二甲苯、乙酸乙酯、丙酮的份额为3︰2︰1（体积比）.经过对涂料其改性剂的挑选和优化，得出制备涂料的最佳配方是A2B2C3D1.

    按此配方和条件制得的涂料是一种功能杰出的乳液涂料.在常温下，防水防腐功能好，粘附力大，抗冲击力强且涂膜亮光，废聚苯乙烯泡沫塑料可作为防水涂料用.此外，这些涂料以废聚苯乙烯泡沫塑料为质料，生产本钱低价，制备技能简略，质料易得，易于工业化，是废聚苯乙烯泡沫塑料收回运用的有效途径，能变废为宝，节约能源，消除白色污染具有宽广的使用远景.