利用废旧PSF泡沫塑料制备防水堵漏涂料的研究

Posted 2023-01-13 聚苯乙烯

篇首语：业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了利用废旧PSF泡沫塑料制备防水堵漏涂料的研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1 引言
聚苯乙烯(PS)是一种无定型的线性聚合物，PS品种有普通聚苯乙烯塑料和聚苯乙烯泡沫塑料(PSF)之分。后者具有隔热、隔音、防震、防水、耐酸碱等特性，兼具质轻美观等优点，被广泛用于仪器的防震、保温、包装及快餐用具等。并且多为一次性使用，用后即成为废品。由于聚苯乙烯的化学性质比较稳定，具有抗腐蚀，耐老化等特点。散布在自然界中，即不腐烂，也不降解，造成了环境污染。此类废弃物比重小，体积大，易燃烧，不利于安全。若集中起来焚烧，又造成了二次污染。若回收利用废旧PSF，则能再次利用资源，变废为宝。我们利用废旧PSF制成聚苯乙烯树脂胶，以该胶为中间体制备屋面防水堵漏涂料，以克服沥青熔点低，粘度高，强度低，寿命短及冬裂夏粘的缺陷。此涂料化学性质稳定，性能优异，用途广泛，价格低廉，完全可以作油毛毡、沥青等防水材料的代用品。
2 实验部分
2.1 溶剂的选择
聚苯乙烯是一种无定型的线性聚合物，能溶于芳烃(如甲苯、二甲苯、乙苯等)、氯代烃(三氯甲烷、三氯乙烯等)、羧酸酯(乙酸乙酯、乙酸丁酯等。利用废旧聚苯乙烯溶解于有机溶剂中制成树脂的关键是要选配好适合的溶剂。理想的溶剂应是：
(1)溶解力强；
(2)能适时地从胶体中挥发出去而不遗留不挥发的残余物；
(3)易与其它溶剂混合并对填料有较好的分散性。
溶解力的强弱可以根据塑料与溶剂的溶解参数来确定，此差值越小，则溶解能力越强。现列出一些有机物的溶解参数如表1所示。根据表1，选择与PSF溶解参数相近的苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮等溶液，但考虑到其它因素，如挥发速度、毒性等因素，参考表2。根据上述所列指标，用甲苯作主溶剂，并配以适当其它助溶剂制成混合溶剂。经多次实验，证明用甲苯、乙酸乙酯、丙酮等溶剂按一定比例混合后制得混合溶剂是一种较为理想的溶剂，可以达到最佳的溶解效果。

2.2 制备改性PS胶
聚苯乙烯是一种无定型的非极性线型聚合物质，要使其成为胶粘剂，则必须加入极性物质进行改性，以扩大其粘接面，增强粘接强度。如：引入乙酸乙酯中的-COO-，丙酮中的C等强极性基团，可增加胶的吸附性，使其相互交联形成酯类聚合物。将洗涤、晾干、粉碎成碎屑的PSF定量溶于适量的混合溶剂中便可制得改性PS胶。此胶密封保存，待用。
2.3 制备无水煤焦油
煤焦油为褐色或黑色粘稠状液体或半固体，并带有特殊刺激性臭味，是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，有良好的韧性，耐紫外线辐射，耐火焰及尺寸稳定等特性。因煤焦油中含有水分，会影响所制防水堵漏涂料的稳定性，所以必须除去煤焦油中的水分。具体的做法是：将煤焦油2～3kg装于一只干净的小铁筒里，在通风橱中，用小火加热至110℃，待小铁筒中煤焦表面的泡沫除尽为止。停止加热，让其自然冷却后，便制得无水煤焦油，并密封保存，待用。
2.4 制防水堵漏涂料
将前面制得改性PS胶置于200mL烧杯中，再在此烧杯中加入胶质量的20%～30%的无水煤焦油，放入30～40℃的恒温水浴中恒温40min以上。在恒温过程中须不断搅拌，使其充分反应，使PSF由直线型转变成网状型。然后，取出烧杯，加入增塑剂、防老剂、阻燃剂等，搅拌均匀，过滤，便制得防水堵漏涂料。
2.5 配方选择
经过多次实验得出配方的基本范围如表3所示。按上述配方所制得涂料，经过冷冻、泡水、日晒检验后，发现配方4较为理想。

3 防水堵漏料的性能
该涂料为一种黑色的液体涂料，其粘度适中，展性良好，有较好的润湿性，能慢慢浸满极性或非极性物质表面上的孔眼和裂缝，并随之固化。固化后形成的膜层能与极性或非极性物质牢固地粘在一起。膜层化学性质稳定，见光不分解，耐酸碱、抗腐蚀、耐老化，并且膜层富有韧性，不易被撕裂，使用寿命在6a以上。泡水一个多月，仍能保持尺寸和强度不变。冷冻不开裂，日晒不粘手。适用于屋顶、地下室、管道、水池等的防水堵漏。
4 结束语
利用废旧PSF制得的该种防水堵漏涂料，共化学性质稳定，性能优异，用途广泛，价格低廉，能长期保存，使用极为方便。克服了沥青粘度高、熔点低、强度不高，冬裂夏粘、使用寿命短的缺陷。无论是性能、使用寿命、价格都优于油毛毡、沥青，完全可以用作油毛毡、沥青等防水材料的代用品。