改性橡膠粉、防靜電泄露的砌墻磚及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及改性橡膠粉、防靜電泄露的砌墻磚及其制備方法。所涉及的改性橡膠粉的制備方法如下：初始橡膠粉經(jīng)改性劑改性處理得改性橡膠粉，所述改性劑為添加有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的乙醇。該橡膠粉能夠提高其與水泥的粘附。所涉及的防靜電泄露的砌磚墻的制備材料組成如下：按質(zhì)量百分比計(jì)，改性橡膠粉2.5%-5.5%；水泥15.0-25.0%；骨料56.75-74.85%；外加劑0.15%-0.25%；水7.5%-12.5%；上述原材料的質(zhì)量百分比之和為100%。所涉及的制備方法包括將改性橡膠粉與水和外加劑充分混合后加入水泥，混合均勻后加入骨料繼續(xù)混勻得混合料，利用該混合料制備砌墻磚。本發(fā)明的砌墻磚的電阻率大，工程性能好，可在具有靜電泄露的工程中推廣使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改性橡膠粉、防靜電泄露的砌墻磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)，具體涉及一種防靜電泄露的建筑材料，利用該材料加工的砌墻磚及砌墻磚的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠粉多由廢舊輪胎磨細(xì)制得，能夠改善水泥基材料的韌性，提高材料的電阻率，但由于橡膠粉的表面憎水特性，橡膠粉與硬化水泥漿體之間存在的固-固界面區(qū)，使得其與水泥基體的粘結(jié)界面強(qiáng)度較低，從而影響了橡膠粉水泥材料的整體性能。由廢舊輪胎制備的膠粉將含有硬脂酸鋅，鋅將會(huì)降低膠粉與水泥砂漿的粘結(jié)力，使用強(qiáng)堿溶液浸泡可去除硬脂酸鋅。用偶聯(lián)劑處理橡膠顆粒，如硅烷偶聯(lián)劑一個(gè)分子鏈中有憎水和親水這兩種基團(tuán)，偶聯(lián)劑的憎水基團(tuán)與橡膠顆粒的環(huán)氧基偶聯(lián)，其多重分子在橡膠粉的表面自組合為一單層；它的親水基團(tuán)是向外伸展的，與無(wú)機(jī)包裹材料進(jìn)行反應(yīng)；這樣，橡膠粉顆粒、偶聯(lián)劑和水泥材料可形成復(fù)合微粒。因此，可通過(guò)在水泥材料中添加改性橡膠粉，提高水泥材料的電阻率，改善其力學(xué)性能，制備性能優(yōu)異的水泥基防靜電泄露材料。
[0003]另外，隨著科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)的發(fā)展，各種電子設(shè)備的應(yīng)用日益增多，靜電泄露已經(jīng)成為一種新的社會(huì)公害。由靜電泄露造成的電磁干擾不僅會(huì)影響各種電子設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且對(duì)身體健康也有危害。據(jù)估計(jì)，全世界電子電氣設(shè)備由于靜電干擾發(fā)生故障，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5億美元?？茖W(xué)研究證實(shí)，人長(zhǎng)期處于電磁輻射環(huán)境中身心健康將會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p害。目前城市電力、醫(yī)療射頻設(shè)備和大型機(jī)房等所產(chǎn)生的靜電泄露和電磁輻射等已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。靜電危害的綜合治理已成為世界各國(guó)注意的焦點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)防靜電泄露的建筑工程材料，越來(lái)越重要。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，減少靜電泄露危害可以采用以下兩條途徑:
[0005](I)通過(guò)工藝、工`裝、人員、環(huán)境控制等措施，盡可能防止或減少靜電的產(chǎn)生；
[0006](2)通過(guò)中和或泄漏的方法將靜電消除。在建筑材料方面，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的靜電泄漏材料有:防靜電橡膠板、PVC防靜電地板、防靜電活動(dòng)地板塊等。
[0007]然而，以上防靜電建筑材料存在以下問(wèn)題:
[0008]I)防靜電泄露材料承受荷載能力較差，不能作為結(jié)構(gòu)材料；
[0009]2)防靜電橡膠易老化、磨損、易燃；
[0010]3) PVC防靜電地板塊粘結(jié)效果差，易滲出炭黑粉；
[0011]4)防靜電活動(dòng)地板易變形、易燃、且周?chē)鷮?dǎo)電膠條連接不好，使防靜電性能不穩(wěn)定等;
[0012]5)整體性能差、強(qiáng)度低、極易磨損起塵，難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性橡膠粉。
[0014]為此，本發(fā)明提供的改性橡膠粉的制備方法如下:初始橡膠粉經(jīng)改性劑改性處理得改性橡膠粉，所述改性劑為添加有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的乙醇。
[0015]所述硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的質(zhì)量比為1:1，所述乙醇的用量為:硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的總質(zhì)量與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為2:98 ;所述改性劑的用量為初始橡膠粉質(zhì)
量的5%。
[0016]所述改性處理的條件為:先在85°C條件下混勻，接著在20_30°C下放置12_24小時(shí)
后干燥。
[0017]所述初始橡膠粉為經(jīng)堿液清洗過(guò)的橡膠粉。
[0018]所述堿液為飽和氫氧化鈉溶液。
[0019]傳統(tǒng)的橡膠粉改性技術(shù)一般通過(guò)單一偶聯(lián)劑(如硅烷偶聯(lián)劑)將橡膠粉與水泥材料進(jìn)行耦合，以提高橡膠粉與水泥的粘附性能；本發(fā)明中的橡膠粉改性先利用堿液預(yù)處理，以去除表面雜質(zhì)；然后采用乙醇作為母液，添加鈦酸四丁酯和硅烷偶聯(lián)劑復(fù)合偶聯(lián)劑，配制改性劑，乙醇易溶于水，便于改性劑的偶聯(lián)效應(yīng)(即將橡膠粉與水泥水化產(chǎn)物或骨料相連)的發(fā)?車(chē)，能夠提聞橡I父粉與水泥的粘附。
[0020]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的另一目的在于提供一種防靜電泄露的砌墻磚。
[0021]為此，本發(fā)明提供的防靜電泄露的砌磚墻的制備材料組成如下:按質(zhì)量百分比計(jì)，改性橡膠粉 2.5%-5.5% ;水泥 15.0-25.0% ;骨料 56.75-74.85% ;外加劑 0.15%-0.25% ;水7.5%-12.5% ;上述原材 料的質(zhì)量百分比之和為100%。
[0022]上述防靜電泄露的砌墻磚的制備方法如下:
[0023]將改性橡膠粉與水和外加劑充分混合后加入水泥，混合均勻后加入骨料繼續(xù)混勻得混合料，利用該混合料制備砌墻磚。
[0024]與普通水泥砌墻磚相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]I)大大增加了砌墻磚的電阻，具有防靜電泄露功能；
[0026]2)通過(guò)橡膠粉表面的二次改性，提高了砌墻磚的耐久性能；
[0027]3)可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、電力等對(duì)防電泄露要求較高的工程中。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的砌墻磚的電阻率大，耐久性能好?？梢栽诰哂徐o電泄露的工程中推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的橡膠粉可由廢舊輪胎加工而成，且無(wú)明顯老化，用于水泥基材料制備的橡膠粉水泥基復(fù)合材料具有韌性好，質(zhì)輕，生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，但也存在由于橡膠粉與水泥基體界面粘結(jié)能力不足，而出現(xiàn)嚴(yán)重影響強(qiáng)度的現(xiàn)象，采用改性橡膠粉可對(duì)其改善；另一方面，橡膠粉為絕緣體，加入到水泥中后，可提高水泥基材料的電阻率。
[0030]本發(fā)明所用的外加劑為建筑領(lǐng)域常用的減水劑，如普通減水劑和高效減水劑，優(yōu)選聚羧酸高效減水劑。
[0031]本發(fā)明所用的骨料為建筑材料領(lǐng)域常用的骨料，如河砂和機(jī)制砂，優(yōu)選河砂。
[0032]本發(fā)明的砌墻磚尺寸可根據(jù)工程需要設(shè)計(jì)，如可加工成與普通砌墻磚尺寸相同的尺寸 240mmX 115mmX53mm。
[0033]以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分的理解本發(fā)明，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。凡是在本發(fā)明技術(shù)方案之上進(jìn)行的等同變換或者替換均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的權(quán)利范圍之內(nèi)。
[0034]實(shí)施例:
[0035]一、該實(shí)施例所用原材料
[0036]水泥:復(fù)合硅酸鹽水泥，安定性合格，密度為2.550g/cm3，強(qiáng)度等級(jí)為32.5，性能指標(biāo)滿(mǎn)足《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)要求；
[0037]骨料:河砂，密度為2.553g/cm3,連續(xù)級(jí)配，細(xì)度模數(shù)為2.48 ；
[0038]偶聯(lián)劑:①KH550硅烷偶聯(lián)劑，為氨基官能團(tuán)硅烷，呈堿性，固含量> 97% ;②鈦酸四丁酯，淺黃色液體，相對(duì)密度0.966，沸點(diǎn)為310°C，閃點(diǎn)為76.7V ；
[0039]橡膠粉:粒徑小于0.425mm的廢舊輪胎橡膠粉，毛體積密度為1.38g/cm3 ；
[0040]外加劑:聚羧酸系列減水劑，減水率為20% ；
[0041]其它:①Na(OH)2溶液，濃度為4.5mol/L ;②無(wú)水乙醇。
[0042]材料組成比例見(jiàn)表1。
[0043]二、該實(shí)施例的廢舊輪胎橡膠粉改性方法
[0044]①將廢舊輪胎橡膠粉用飽和氫氧化鈉溶液浸泡40min，然后使用超聲波清理法清洗橡膠粉顆粒，除去表面雜質(zhì)后自然晾干；
[0045]②配制改性劑，其中硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的質(zhì)量比為1:1，乙醇的用量為:娃烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的總質(zhì)量與乙醇的質(zhì)量比為2:98 ；
[0046]③將廢舊輪胎橡膠粉以及改性劑先后加入具有冷凝管、攪拌器和溫度計(jì)的四口燒瓶中，85°C條件下攪拌1.5h，20-30°C下靜置12h，然后置于60°C烘箱中干燥至恒重，制得改性橡膠粉，其中改性劑的用量為初始橡膠粉質(zhì)量的5%。
[0047]三、該實(shí)施例的試件制作
[0048]①按照表1所示的質(zhì)量比例，在JJ-5水泥砂漿攪拌鍋中，將改性廢舊輪胎橡膠粉與水和外加劑充分混合后加入娃酸鹽水泥,在25°C條件下，100r/min勻速攪拌Imin ;然后加入骨料，300r/min攪拌lmin, 100r/min勻速攪拌Imin,靜置0.5min ；
[0049]②將混合料裝入240mmX 115mmX 53mm鋼制試模中，并振動(dòng)0.5min,在溫度20°C和相對(duì)濕度不低于50%條件下養(yǎng)護(hù)Id脫模，然后在溫度20°C和不低于90%的條件下養(yǎng)護(hù)至7d齡期，即可制得防靜電泄露的砌墻磚。
[0050]表1材料組成比例(%)
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種改性橡膠粉，其特征在于，該改性橡膠粉的制備方法如下:初始橡膠粉經(jīng)改性劑改性處理得改性橡膠粉，所述改性劑為添加有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的乙醇。
2.如權(quán)利要求1所述的改性橡膠粉，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的質(zhì)量比為1:1，所述乙醇的用量為:硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸四丁酯的總質(zhì)量與乙醇的質(zhì)量比為2:98 ;所述改性劑的用量為初始橡膠粉質(zhì)量的5%。
3.如權(quán)利要求2所述的改性橡膠粉，其特征在于，所述改性處理的條件為:先在85°C條件下混勻，接著在20-30°C下放置12-24小時(shí)后干燥。
4.如權(quán)利要求1所述的改性橡膠粉，其特征在于，所述初始橡膠粉為經(jīng)堿液清洗過(guò)的橡膠粉。
5.如權(quán)利要求4所述的改性橡膠粉，其特征在于，所述堿液為飽和氫氧化鈉溶液。
6.一種防靜電泄露的砌磚墻，其特征在于，該防靜電泄露的砌磚墻的制備材料組成如下:按質(zhì)量百分比計(jì)，改性橡膠粉2.5%-5.5% ;水泥15.0-25.0% ;骨料56.75-74.85% ;外加劑0.15%-0.25% ;水7.5%-12.5% ;上述原材料的質(zhì)量百分比之和為100%。
7.權(quán)利要求6所述的防靜電泄露的砌磚墻的制備方法，其特征在于，該制備方法包括:將改性橡膠粉與水和外加劑充分混合后加入水泥，混合均勻后加入骨料繼續(xù)混勻得混合料，利用該混合料制備砌墻`磚。
【文檔編號(hào)】C04B18/22GK103601390SQ201310542915
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】王振軍, 劉建飛, 艾濤, 蔣瑋 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)