用废聚苯乙烯泡沫塑料制备建筑用胶粘剂

　　姚明明，杨秋霞，何畏，卢萍（济南大学应用化学系，山东济南250022）出较佳的改性配方，并对其环境效益、用途等特点进行了讨论。

　　塑料制品进入日常生活领域曾给人们带来不少方便，然而一些塑料制品，特别是EPS（发泡聚苯乙烯）产品造成的白色污染也是触目惊心的。品；据有关人士介绍，我国塑料制品年产量约1 500万t，目前居世界第4位，涉及人们的衣、食、住、行、乐各个方面，由此产生的废弃物数量是非常巨品；大的。其中塑料快餐用品与家电产品的包装所占比例最大，对生存环境的破坏及由此形成的各类经济损害十分严重，不仅给环保工作带来困难，同品；时也给国家和人们带来经济负担。据估算，1t塑料垃圾的直、间接处理费用最高可达其产值的10倍以上。因此，如何有效地利用这些废塑料，使之变废为宝，已成为亟待解决的重要课题。目前，对于废塑料的处理方法主要是焚烧、热解、填埋和回收再利用。

　　对于占废塑料比例最大的废聚苯乙烯泡沫，现阶段研究开发最多的是利用废聚苯乙烯泡沫制造改性聚苯乙烯系列涂料和胶粘剂，其生产品；工艺较为简单通过不同的改性方法和工艺可制得满足不同需要的产品，是目前废聚苯乙烯泡沫塑料综合利用的有效途径。本文讨论利用废聚苯乙烯泡沫塑料通过改性共聚，制成建筑用胶粘剂的优化工艺条件，及其对胶粘剂产品性能的影响。

　　电动搅拌机，上海标本模型厂产品；托盘天平，上海医疗器械8厂产品；CS501型超级恒温水浴，重庆实验设备厂产试剂：乳化剂OP，AR山东省化学研究所产甲苯，AR上海试剂1厂产品；磷苯二甲酸二正辛酯，AR上海试剂1厂产乙二醇AR上海试剂1厂产品；乙醚，CP，国有山东单县有机化工厂产品；磷酸三丁酯，AR山东省化学研究所产品；乙酸乙酯，AR上海试剂1厂产品；三氯甲烷，GR上海试剂总厂产品；丙酮，AR淄博化学试剂厂产品；甲苯二异氰酸酯，GR上海试剂1厂产品；羧甲基纤维素，工业品，济南民天化工厂产酚醛树脂，工业品，自制；松香树脂，工业品，广西柳州化工厂产品；碳酸配，CP，天津塘沽邓中化工厂产品。

　　1.2建筑工业用改性胶粘剂的原料组成及配方1.21组成胶粘剂主料：废聚苯乙烯泡沫。

　　有机溶剂：由乙酸乙酯一三氯甲烷一丙酮组成。

　　增稠剂：由松香树脂和酚醛树脂组成，主要用于提高胶粘剂的粘接强度和耐热性。

　　交联剂：由异氰酸酯组成，对胶粘剂具有一定的增韧效果，对软材料有较好的交联作用。i.net质量，防止胶层收缩龟裂。

　　2.2配方0g；有机溶剂，36醛树脂，20g；松香树脂，5. 5g；异氰酸酯，0.高沸点溶剂，60g；碳酸钙，5.0g；合计，646g. 1.3建筑工业用胶粘剂制备工艺1制备工艺流程废聚苯乙烯泡沫水洗净后晾干※粉碎※加入三颈瓶中加入有机溶剂，搅拌※加入增稠剂、交联剂、填料等※升温搅拌※过滤检验。

　　1.3.2操作过程按配方量称取己洗净、晾干并粉碎后的废聚苯乙烯泡沫加入三颈瓶中，再加入配方量有机溶剂，搅拌至完全溶解。再加入配方量的异氰酸酯、酚醛树脂、松香树脂和碳酸钙，加完升温搅拌至瓶内温度为50°Q连续反应4h后，停止加热。待瓶内反应物冷却后，进行过滤除杂后检验，即得胶粘剂产品。

　　4制备建筑用胶粘剂实验机理聚苯乙烯（PS）的分子结构中含有苯环，刚性大而柔性小，在极性物质表面粘接力很弱。用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够且胶层又脆又锾需加入改性剂进行改性处理，在聚苯乙烯大分子链上引入极性基团（如异氰酸酯中的一NCO基）从而相互交联形成酯类聚合物，使其对极性表面有良好的粘接力。这里选择甲苯二异氰酸酯（TDI）作为改性剂。聚苯乙烯在反应中生成聚苯乙烯分子链自由基与甲苯二异氰酸酯发生反应，反应式如下：解力强4但毒性大ia通过i不同溶（剂：对胶粘剂性ilW）lishingHouse.Allrightsreserved. 2结果与讨论21建筑用胶粘剂的主要技术指标建筑用胶粘剂主要技术指标，见表1.表1建筑用胶粘剂主要技术指标性能指标外观土黄色粘稠液体粘度（涂一固含量/% 25°C，干燥时间/d木材一木材，剪切强度/MPa 22建筑用胶粘剂的讨论22.1溶剂的选择用有机溶剂溶解废聚苯乙烯泡沫塑料是目前比较理想的方法。溶剂选择不仅取决于其溶解能力，还需考虑胶粘剂的成本及溶剂毒性的高低。

　　聚苯乙烯属于非晶态线形聚合物，溶解度参数为9.11（cal/cm3）1/2，应该选择溶解度参数与之相近的溶剂才能达到良好的溶解效果。芳香类溶剂溶的影响及对成本和毒性因素的综合考虑，选出如下混合溶剂：乙酸乙酯一三氯甲烷一丙酮体系。

　　22.2改性剂的选择聚苯乙烯是非极性高分子，对极性表面粘附力很弱。要制成性能良好的胶粘剂，必须添加改性剂。根据胶粘剂特点，可从增粘剂、增韧剂及交联剂几方面选择与其相匹配的改性剂。实验选择了酚醛树脂和松香树脂为增粘主剂，异氰酸酯为交联剂，乙酸乙酯为中高沸点溶剂。

　　酚醛树脂中的一OH在交联剂引发作用下，接枝反应生成聚苯乙烯接枝共聚物，达到改性的目的。松香是增粘树脂，其加入可提高胶粘剂的粘结强度和耐热性，用量在10%左右为宜，松香加入过多会使胶层剥离强度降低，过少则增粘效果不明显。本实验中选用的异氰酸酯交联剂，其反应性极强，对软性材料有良好的交联作用，同时对胶粘剂还具有一定增韧作用，但其用量应严格控制。

　　另外，由于聚苯乙烯分子中没有亲水基团，因而吸水率很低，仅0.02%，作为胶粘剂其防水性很好。

　　22.3填料的选择加入填料除可降低胶粘剂成本外，还可适当提高和改善胶层质量，防止胶层龟裂。常用的有陶土、碳酸钙、硅酸钙、炭黑及一些金属氧化物等。

　　实验选用碳酸钙，其用量根据粘接材料不同而进行调整。

　　22.4优选配方及制备工艺实验采用正交实验设计法进行配方优化，以木材一木材粘接测剪切强度为衡量指标。实验过程为将一定量的废聚苯乙烯炮沫塑料粉碎后加入三颈瓶中，用乙酸乙酯和丙酮溶解并不断搅拌，然后分别加入三氯甲烷、异氰酸酯，待基料完全溶解后，加入酚醛树脂、松香，继续反应。同时加入适量碳酸钙填料，反应在50°C下进行4h左右，即可得到所需胶粘剂。

　　该胶粘剂产品用于木材、瓷砖、马赛克和水泥块等材料，有很好的粘接强度，并有很好的耐水性，可以建筑业广泛使用。

　　22.5凝固时间与剪切强度关系由于有机溶剂的沸点远高于常温，挥发较慢，不利于胶粘剂的固化，粘接面在边沿固化后，内部可能长期处于液态，导致剪切强度降低，剪切强度随凝固时间变化的关系如下图：切强度可达最大。

　　226改性胶粘剂与白乳胶比较经测定，改性胶粘剂粘接木材与木材的剪切强度>2.4MPa，白乳胶粘接木材与木材的剪切强3结论用废聚本乙烯泡沫为王要原料制备胶粘剂，可以废旧利甩变废为宝。

　　该胶粘剂产品用于木材、瓷砖、马赛克和水泥块等材料，有很好的粘接强度，并有很好的耐水性，可在建筑业广泛使用。