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改性废聚苯乙烯乳液制备高炉渣墙体砖的工艺研究

文档作者：孔祥文樊晓东隋智通涂赣峰文档来源： 1．沈阳化工大学应用化学学院 2．东北大学材料与冶金学院		点击数：	更新时间： 2021年03月05日
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改性废聚苯乙烯乳液制备
高炉渣I啬傩砖硇工艺研究
孔祥文 樊晓东 隋智通 涂赣峰
(1．沈阳化工大学应用化学学院，辽宁沈阳 110142
2．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳 110006)
摘要：以攀钢高炉渣为骨料，醋酸乙烯酯改性废聚苯乙烯泡沫制得的乳液为基料，制得一种强度达到34 MPa的高炉渣墙体
砖，且高炉渣掺量达75％以上。考察了基料、助剂、成型压力和成型时间等因素对高炉渣墙体砖性能的影响，结果表明，制得的高炉
渣墙体砖各项性能均满足GB／T 2542-2003要求。
关键词：高炉渣；墙体砖；废聚苯乙烯；改性；醋酸乙烯酯：工艺
中图分类号：TU522．1 文献标识码：B 文章编号：1001—702X(2012)06—0027—03
Preparation of slag wall brick from modified waste polystyrene emulsion
KONG Xiangwen ，FAN Xiaodong ，SUI Zhitonf，TU Ganfe
(1．Dept．of Applied Chemistry，Shenyang University of Chemical Technology，Shenyang 1 10142，Liaoning，China
2．Dept．of Materials and Metallurgy ，Northeastern University，Shenyang 1 10006，Liaoning，China)
0 前言
攀钢高炉渣自1970年以来已累积5000多万t，不仅占
用耕地，而且要耗费大量人力、物力，更为严重的是高炉渣经
雨水淋洗，废渣中的一些有害物质随雨水进入土壤或水源，对
周围的环境造成严重污染。因此，开发与利用攀钢高炉渣，特
别是寻找攀钢高炉渣大宗利用的途径，已迫在眉睫。近几年，
用攀钢高炉渣生产建筑材料是国内科研人员研究的热点【1 。
废聚苯乙烯泡沫塑料(PSF)因其耐老化和抗腐蚀等特点
而不易被降解，因此，对环境造成严重的“白色污染’,I81。所以
PSF的回收利用成为近年来人们一直关注和不断探讨研究的
重要课题。传统的回收利用PSF方法是将其直接溶解在烷
烃、芳烃或卤代烃等有机溶剂中 ，再添加辅助试剂用于生产
胶粘剂或各种涂料，由于溶剂使用量大，导致生产成本偏高而
基金项目：国家自然科学基金重点项目(50234040)；
辽宁省教育科 ‘十一五”规划立项课题高校精品课程建
设的理论与实践研究(JGo9DB1 12)
收稿日期：2012"01—12
作者简介：孔祥文，男，1962年生，江西九江人，博士，教授，主要从事
材料物化、二次资源综合利用及有机合成研究。地址：沈阳经济技术
开发区11号街，沈阳化工大学有机化学教研室，E—mail：kxwwz12168
@yahoo．con．Crl。
不便工业推广口01，而且，虽减少了一种污染，却带来了有机溶
剂所导致新的(或潜在的)、更严重的污染【l1]。以无毒、相容!眭
好的烯类单体代替有机溶剂溶解废聚苯乙烯泡沫并进行改性
制备聚苯乙烯乳液胶粘剂，既解决了“白色污染”所带来的环
境问题，又消除了有机溶剂的二次污染，工艺操作简单，利于
工业化生产。
以醋酸乙烯酯为溶剂溶解废聚苯乙烯泡沫塑料制备改性
聚苯乙烯乳液，并以攀钢高炉渣为集料，制备一种新型高炉渣
墙体砖，其外观质量、强度、体积密度、吸水率和干燥收缩性能
等指标均满足GB／F2542-2003砌墙砖实验方 的基本要求。
1 实验
1．1 原材料
废聚苯乙烯泡沫塑料、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇(1750+
50)，OP一10(10％)、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵、助剂，均为分
析纯，国药集团化学试剂有限公司；高炉渣：四川攀枝花钢铁
公司的水淬高炉渣，细度，质量系数1．02，碱度系数帆=0．68，
活性系数眠=0．83，属酸性高炉渣，活性很低，其化学组成见
表1。
表1 攀钢高炉渣的化学组成 ％
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孔祥丈，等：改性废聚苯乙烯乳液制备高炉渣墙体砖的工艺研究
1．2 改性废聚苯乙烯乳液的制备
将一定量的聚乙烯醇和水于90～95 qC下搅拌1 h左右，
待聚乙烯醇充分溶解后，降温，加入一定配比的阴离子和非离
予乳化剂，得到澄清的胶液即为水相；将醋酸乙烯酯和废聚苯
乙烯泡沫在室温下搅拌溶解后，加入适量的增塑剂和非离子
乳化剂即为油相；将油相缓慢地加入水相中，在75 下搅拌
25 rain，滴加用l0倍水稀释过的引发剂，在反应后期再补加
少量的引发剂以聚合未反应的残留单体，将其冷却至室温出
料，即得醋酸乙烯酯改性废聚苯乙烯乳液。制备的醋酸乙烯酯
改性废聚苯乙烯乳液性能测试结果见表2。
表2 聚合物乳液的综合性能
柃测项¨ 试验方法 测试结果
固含量／％
黏度(25+0．5)oC
／mPa·s
贮存稳定 i"lJ,l
粒径／ n1
耐水lrf
参照GB／Y 2793一l995 29～3 1
参照GB／T 2794 1995，
NDJ一8S型数字显示旋转粘度计
参照GB／T 7123．2—20O2 ≥360 d
WQL(LKY一2)型微颗粒测定仪 3．50-5．80
参 ss ，
『 燥后浸水 24 h(25 ℃水) ‘
1-3 高炉渣墙体砖的制备及性能测试
将计量的醋酸乙烯酯改性废聚苯乙烯乳液，高炉渣，适量
的助剂和水混合均匀，存一定压力下经油压成型机成型，自然
养护一定时间，即得高炉渣墙体砖，测试其强度。高炉渣墙体
砖试样性能按GB／T 2542-2003《砌墙砖试验方法》规定的试
验方法进行。
2 结果与讨论
2．1 改性废聚苯乙烯乳液用量对高炉渣砖抗压强
度的影响
保持高炉渣用量75％，助剂用量15％／I

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